建筑奇迹:Spanner 如何实现不可能

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sumaiyaislam
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建筑奇迹:Spanner 如何实现不可能

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全球分布和无限可扩展性:Spanner 会自动将您的数据分片并复制到多个服务器、数据中心甚至不同大洲,无需人工干预。它可以扩展到 PB 级数据和每秒数百万次查询,从而适应您的工作负载需求。
高可用性:Spanner 具有跨多个区域和地区的自动同步复制和故障转移功能,可提供业界领先的可用性 SLA,多区域实例的可用性高达 99.999%,确保您的应用程序始终处于运行状态。
托管服务:Google 全面管理底层基础设施、修补、备份、复制和扩展,让开发人员和运营团队能够专注于应用程序逻辑。
Spanner 能够提供全球规模的强一致性,这源于其革命性的架构,特别是它对真实时间。
TrueTime 的作用:突破光速障碍(某种程度上)
在分布式系统中,由于时钟偏差和网络延迟,跨地理分散的节点实现强一致性极具挑战性。传统的分布式数据库通常采用复杂且速度较慢的两阶段提交协议,或者牺牲一致性来换取可用性(最终一致性)。Spanner 通过 TrueTime 克服了这个问题。
TrueTime 是 Google 提供的高精度全球同步 阿尔巴尼亚电话营销数据 时钟服务。它利用安装在每个数据中心的多个独立时间源,包括 GPS 接收器和原子钟。这使得 TrueTime 能够提供具有保证不确定性界限的时间戳,这意味着它会返回一个时间间隔[最早,最晚]当前现实世界的时间位于已知的范围内。这种不确定性通常非常小,通常在几毫秒的量级。
Spanner 使用 TrueTime 为事务分配全局有意义的提交时间戳。当事务提交时,Spanner 会确保其提交时间戳大于 TrueTime最早在提交开始时绑定,并且小于最新的在提交完成时绑定。这与两阶段提交的变体以及跨副本的 Paxos 共识算法相结合,保证了外部一致性。
为什么外部一致性很重要?外部一致性比典型的强一致性或线性一致性提供了更强大的保障。这意味着系统的行为如同所有事务​​都按照与实际时间一致的单一全局顺序顺序执行。如果事务 T1 在事务 T2 开始之前提交,那么 T1 的提交时间戳将始终小于 T2,无论这些事务发生在世界的哪个位置。这极大地简化了应用程序逻辑,开发人员无需担心过时的读取或跨分布式副本的复杂冲突解决。例如,在银行应用程序中,TrueTime 保证借记永远不会发生在实际时间更早发生的存款之前,即使它们发生在不同的数据中心。
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