MQ - 37 云原生:MQ的分层存储架构的实现方案

本文探讨了云原生环境下的MQ(消息队列)分层存储架构,旨在降低成本。分层存储通过将冷数据迁移到远程存储系统实现,但可能影响性能和稳定性。介绍了分层存储的工作原理、应用场景及其局限性,分析了RocketMQ和Kafka的分层存储实现策略。文章强调,分层存储是权衡成本与性能的选择,适合某些特定场景,而非普遍适用的解决方案。

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导图

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概述

很多人对分层存储的概念比较模糊,经常会将它和存算分离混淆在一起。从功能上来看,两者是完全不一样的。

  • 存算分离架构主要解决的是集群架构的弹性问题,
  • 而分层存储架构解决的是低成本存储冷数据的问题。

下图是两种形态的架构对比,

  • 存算分离是将计算层和存储层独立开来,分别负责计算相关逻辑和存储数据。
  • 分层存储在本地完成计算和存储逻辑,然后将 Broker 本地的冷数据上传到远程进行存储,需要时再拉下来处理。
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    从技术上看,左边的存算分离架构也可以支持分层存储的特性,即把存储层中的冷数据
### 云原生消息队列的技术架构实现 #### 架构概述 云原生消息队列作为现代微服务架构的重要组件之一,旨在提供高效可靠的消息传递机制。其核心目标是在分布式环境中确保不同应用程序之间的解耦合通信[^2]。 #### 关键特性 - **高可用性和容错性**:通过冗余部署以及自动故障转移机制来保障系统的持续运行和服务质量。 - **弹性伸缩**:能够根据负载情况动态调整资源分配,满足高峰期需求的同时降低成本开销。 - **持久化存储**:为了防止数据丢失并提高可靠性,通常会采用分层或多副本的方式保存消息记录[^3]。 #### 实现细节 对于具体的实现方式而言,以 RocketMQ 为例: 1. **存储引擎优化** - 利用了 LVM 和 CSI 规范实现了基于宿主机本地磁盘的容器存储解决方案,这不仅简化了运维操作还增强了性能表现。 2. **节点亲和性的引入** - 当 Broker Pod 发生迁移时,可以通过设置 PV 的 NodeAffinity 来保持原有节点上的状态信息不变,从而减少因漂移而可能引发的服务中断风险[^4]。 ```python # Python伪代码展示如何定义Kubernetes中的PersistentVolumeClaim(PVC)对象及其关联属性 apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: rocketmq-pvc spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 10Gi affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: kubernetes.io/hostname operator: In values: - original-node-name ```
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