Ten blog jest częścią serii, w której omawiamy koncepcje chmury z Ground Zero dla odbiorców, którzy mają ograniczoną wiedzę początkową. Ten artykuł pochodzi z serii średniozaawansowanych, ponieważ obejmuje ogólne budowanie zasad buforowania.

Niektóre z wcześniejszych blogów z serii Cloud są następujące.

Równoważenie obciążenia 101 Odzyskiwanie po awarii w chmurze AWS Odzyskiwanie po awarii w chmurze Azure Odzyskiwanie po awarii w chmurze Google

Co to jest buforowanie

Buforowanie to proces, w którym dostęp do odczytu danych (plików, obrazów, skryptów itp.) jest optymalizowany poprzez przechowywanie wielu kopii w lokalizacjach pamięci ( lokalne/zdalne) nazywanych pamięciami podręcznymi. Buforowanie ma na celu skalowanie potrzeb aplikacji rozproszonych poprzez zmniejszenie obciążenia odczytu na serwerach baz danych, a tym samym poprawę opóźnienia odczytu API. Pamięć podręczna korzysta z koncepcji TTL (czasu życia) , aby odświeżać dane pod kątem niespójności z podstawowym serwerem bazy danych.

Jak działa buforowanie?

Przepływ sekwencji

1. Serwer aplikacji szuka buforowanego zasobu w pamięci podręcznej. W przypadku scenariusza trafienia w pamięć podręczną dane znajdują się już w zdalnej pamięci podręcznej.
2. Serwer pamięci podręcznej zwraca dane z powrotem do serwera aplikacji i ładuje je w przepływie biznesowym.
3. W przypadku, gdy dane nie są obecne jako kopia w pamięci podręcznej, dane są pobierane z serwera bazy danych . Nazywa się to scenariuszem braku pamięci podręcznej.
4. Dane są aktualizowane z powrotem do serwera pamięci podręcznej w zależności od wybranej ogólnej strategii buforowania ( zapis lub leniwe obciążenie)

Pamięć podręczna działa podobnie do pamięci RAM pod względem ogólnej zmienności. Jednak pamięć podręczna jest szybsza dla dostępu do danych z dwóch głównych powodów

1. Pamięć podręczna wykorzystuje statyczną pamięć RAM , która nie wymaga odświeżania w przeciwieństwie do dynamicznej pamięci RAM . Ponieważ czas odświeżania jest zoptymalizowany, dostęp do danych staje się szybszy.
2. Oprócz przechowywania danych pamięć podręczna przechowuje również instrukcje potrzebne do dalszego przetwarzania, dzięki czemu ogólna operacja jest szybsza niż w przypadku przechowywania w pamięci RAM.

Lokalizacja serwera

Buforowane dane mogą być przechowywane lokalnie , tj. na tym samym serwerze co uruchomiona aplikacja lub na serwerze zdalnym .

Lokalne pamięci podręczne

Buforowane dane są przechowywane w tej samej instancji obliczeniowej co serwer aplikacji. Lokalne pamięci podręczne zapewniają lepsze warunki umowy SLA, ponieważ ruch sieciowy jest zmniejszony, jednak może to spowodować utratę danych w przypadku ponownego uruchomienia serwera aplikacji.

Zdalne pamięci podręczne.

Buforowane dane są przechowywane na zdalnym serwerze, który może być pojedynczą instancją lub działać w konfiguracji master-slave . Zdalne pamięci podręczne zapewniają lepszą dostępność i są odporne na utratę danych, jednak ogólna podróż w obie strony jest wolniejsza w oparciu o opóźnienie sieci w ścieżce obliczeniowej pamięci podręcznej.

Strategie eksmisji pamięci podręcznej

W zależności od eksmisji/usunięcia danych w silnikach pamięci podręcznej, pamięci podręczne można dalej podzielić na następujące typy:

Pierwsze weszło Pierwsze wyszło

W tej zasadzie dane z pamięci podręcznej, które są ładowane jako pierwsze, są najpierw eksmitowane.

Najdawniej używane

W tej zasadzie dane z pamięci podręcznej, które są ostatnio oparte na sygnaturze czasowej, są najpierw eksmitowane. Jest to lepsze niż FIFO pod względem scenariuszy braku pamięci podręcznej i jest raczej strategią wsteczną, a raczej przyszłościową.

Optymalne podejście

W tej polityce dane, które w przyszłości nie będą używane dla największego znacznika czasu, są zastępowane w pierwszej kolejności. Ponieważ wymagało to wiedzy na temat dostępu do danych, ta polityka jest bardziej teoretyczna i bardzo trudna do wdrożenia w przypadku rzeczywistych scenariuszy klientów.

Streszczenie

Pamięć podręczna można dalej podzielić w oparciu o zasady aktualizacji pamięci podręcznej na pamięci podręczne z zapisem, pamięci podręczne z leniwym ładowaniem, pamięci podręczne z funkcją zapisu zwrotnego itp . Jednak temat będzie wymagał szczegółowego wyjaśnienia, więc omówimy je w późniejszym blogu eksperckim w Cloud Series.

Buforowanie jest zasadniczą blokadą w rozproszonych i skalowalnych wdrożeniach w chmurze publicznej lub prywatnej. Każdy z dostawców chmury zapewnia szereg rozwiązań buforowania, które wykorzystują kombinację powyższych wzorców. Niektóre z najpopularniejszych to: buforowanie AWS , buforowanie Azure i buforowanie GCP.

Aby uzyskać opinię, wyślij wiadomość na adres amit[kropka]894[at]gmail[kropka]com lub skorzystaj z dowolnego linku na stronie https://about.me/amit_raj .