一、基础存储架构Dynamo
1.概述
（1）为了包管其稳固性，Amazon的体系采用完全的分布式、去中央化的架构。
（2）Dynamo只支持简朴的键值对方式的数据存储，不支持复杂的查询
（3）Dynamo中存储的是value的原始情势，即按位存储，并不解析数据的具体内容，这使得其险些可以存储所有范例的数据。
（4）Dynamo在设计时被定位为一个基于分布式存储架构的，高可靠、高可用且具有良好容错性的体系。
2.Dynamo的存储节点
（1）存储节点呈无中央的环状分布。
（2）偏好列表（preference list）：存储与某个特定键值相对应的数据的节点列表。
（3）协调者（Coordinator）：实行一次读或写操作的节点，通常，它是 preference list上的第一个节点。
3.需要办理的主要问题及办理方案
| 问 题
| 采取的相关技能
| | 数据平衡分布
| 改进的同等性哈希算法
| | 数据备份
| 参数可调的弱quorum机制
| | 数据冲突处置惩罚
| 向量时钟（Vector Clock）
| | 成员资格及错误检测
| 基于Gossip协议的成员资格和错误检测
| | 临时故障处置惩罚
| Hinted handoff（数据回传机制）
| | 永世故障处置惩罚
| Merkle哈希树
|
4.改进后的同等性哈希 算法
（1）在存储数据时，计算出数据中键的哈希值将其存放到哈希环顺时针方向上第一个标记大于或即是键的哈希值的装备节点上。
（2）包管哈希运算结果充分分散到整个环上。
（3）包管在添加或删除装备节点时只会影响到其在哈希环中的前驱装备节点，而不会对其他装备节点产生影响。
（4）引入了虚拟节点的概念每个虚拟节点都隶属于某一个实际的物理节点，一个物理节点根据其性能的差异被分为一个或多个虚拟节点。各个虚拟节点的能力基本相当 ，并随 机分布在哈希环上。
5.数据备份：生存了其多个副本作为冗余备份。假设每个数据对象生存在体系中的副本数为N（通常为3）。
6.向量时钟技能
（1）[node, counter] 对
（2）node表示操作节点，counter是其对应的计数器，初始值为0。
（3）节点每进行一次更新操作则计数器加 1。
（4）常用的办理冲突的方案有两种：通过客户端由用户来办理和体系主动选择时间戳近来的版本。
（5）向量时钟的数目是有限定的，当超过限定时将会根据时间戳删除最早的向量时钟。
二、弹性计算云EC2
1.Amazon机器映像（Amazon Machine Image，AMI）：是包含了操作体系、服务器步伐、应用步伐等软件配置的模板，但这个是收费的。
2.概述
（1）当用户利用EC2服务去创建自己的应用步伐时，起首需要构建或获取相应的AMI。
（2）EC2中实例由AMI（机器映像）启动 ，可以像传统的主机一样提供服务。
（3）同一个AMI可以用于创建具有差别计算和存储能力的实例。
（4）Amazon提供了多种差别范例的实例，分别在计算、GPU、 内存、存 储、 网络、费用等方面进行了优化。
（5）Amazon还允许用户在应用步伐的需求发生变更时，对实例的范例进行调整 ，从而实现按需付费。
（6）每个实例自身携带一个存储模块，用于临时存储用户数据。
3.弹性块存储（EBS）
（1）EBS存储卷的设计与物理硬盘相似
（2）同一个实例可以毗连多个EBS，每个EBS同一时候只能毗连一个实例。
4.弹性负载平衡
（1）弹性负载平衡功能允许EC2实例主动分发应用流量 ，从而包管工作负载不会超过现有能力，而且在一定程度上支持容错。
5.EC2的安全及容错机制
（1）安全组是一组规则，用户利用这些规则来决定哪些网络流量会被实例接受 ，其他则全部拒绝。
（2）当用户的实例被创建时，如果没有指定安全组 ， 则体系主动将该实例分配给一个默认组。
（3）默认组只接受组内成员的消息 ，拒绝其他消息。
（4）当一个组的规则改变后，改变的规则主动适用于组中所有的成员。
（5）弹性IP地址和用户账号绑定而不是和某个特定的实例绑定。
（6）当体系正在利用的实例出现故障时，用户只需要将弹性IP地址通过网络地址转换NAT转换为新实例所对应的私有IP地址。
三、简朴存储服务S3（Simple Storage Services）
1.概述
（1）构架在Dynamo之上，用于提供恣意范例文件的临时或永世性存储。
（2）S3的总体设计目标是可靠、易用及低成本（类比GFS）。
（3）两个基本概念
2.桶
（1）桶是用于存储对象的容器，其作用类似于文件夹，但桶不可以被嵌套，即在桶中不能创建桶。
（2）现在，Amazon限定了每个用户创建桶的数目，但没有限定每个桶中对象的数目。
（3）桶的名称要求在整个S3的服务器中是全局唯一的，以避免在S3中数据共享时出现相互冲突的情况。
3.对象——S3的基本存储单元
（1）包含数据和元数据，元数据是数据内容的附加描述信息，通过名称-值（name- value）集合的情势来界说。
（2）每个对象在地点的桶中有唯一的键（key）。通过将桶名和键相结合的方式， 可以标识每个对象。键在对象创建后无法被更改，即重命名对于S3中的对象是无效的。
4.S3的安全步伐
（1）S3向用户提供身份认证（Authentication）和访问控制列表（ACL）。
（2）访问控制列表是S3提供的可供用户自行界说的访问控制计谋列表，提供五种访问权限。
（3）S3的ACL不具有继续性，即对桶有访问权限不代表对桶中的对象也具有雷同的权限。
（4）S3中有三大范例的授权用户：所有者（Owner），个人授权用户（User），组授权用户（Gro up）。
（5）数字署名的具体实现过程：
四、非关系型数据库服务SimpleDB和DynamoDB
1.区别
（1）S3：提供恣意范例文件的临时或永世性存储
（2）非关系型数据库SimpleDB和DynamoDB：存储结构化数据，并为这些数据提供查找、删除等基本的数据库功能。
2.非关系型数据库与传统关系数据库的比较
3.SimpleDB
（1）结构：包含了域、条目、属性、值等概念。
（2）域是用于存放具有一定关联关系的数据的容器 ，其中的数据以UTF-8编码的字符串情势存储。
（3）条目对应着一条记录 ，通过一系列属性来描述，即条目是属性的集合。
操作上具有极大的机动性 ，用户可以随时创建、删除以及修改条目的内容。
4.SimpleDB和DynamoDB的比较
五、简朴队列服务SQS（Simple Queue Service）
1.概述
（1）Amazon为办理云计算平台之间差别组件的通信开辟的。
（2）组件既可以是消息的 发送者，也可以是消息的吸收者。
（3）队列在通报消息时会尽可能 “先进先出”。
（4）消息的大小是有限定，但是消息的数目未做限定。
（5）队列中的消息是被冗余存储的，同一个消息会 存放在体系的多个服务器上。其目的是为了包管体系的高可用性。
这样虽然可以包管体系的高可用性，但会给用户查询队列中的消息带来麻烦。SQS采用的是基于加权随机分布的 消息取样 办理这个问题。
（6）在SQS中，消息是否被接受是由用户自己确认的。
（7）当用户实行删除操作后，体系就会认为用户已经正确地吸收到消息。
（8）如果用户未吸收到数据或吸收到数据并没有实行删除操作，SQS将在队 列中保留该消息。
2.三个组成部门
（1）体系组件，队列，消息。
3.消息的格式
（1）消息ID
（2）吸收句柄：吸收消息时就会从消息那边得到一个吸收句柄，这个句柄可以用来对消息进行删除等操作。
（3）消息体MD5摘要：消息体字符串的MD5校验和。
（4）消息体
4.消息的可见性超时值及生命周期
（1）为了包管其他组件不会看见用户的消息，SQS会将该消息壅闭，也就相当于给消息加了一把锁。
（2）但是这把锁并不会一直锁住消息，因为体系保留消息的目的是给用户重传数据，为此SQS引入了一个可见性超时值。
（3）可见性超时值相当于一个计时器，在设定好的时间内，发给用户的消息对于其他所有的组件是不可见的。
（4）扩展就是将计时器按照新设定的值重新计时。
（5）终止就是将当前的计时过程终止，直接将消息由不可见变为可见。
六、习题
第5题 1分
Dynamo是Amazon的存储体系，该体系采用（ ）方式存储数据。
A 结构化数据库
B 表
C 键/值
D 队列
答案：C
第9题 1分
Dynamo是AWS的底层存储架构，其中存储的是数据值的原始情势，即按（ ）存储，并不解析数据的具体内容。
A 位
B 字节
C 表
D 子表
答案：A
第4题
在Dynamo中，可能出现一个数据被多个节点同时更新的情况，因无法包管数据的更新顺序而导致数据冲突，这时采用了（ ）办理该问题。
A 向量时钟技能
B Paxos算法
C 先到先更新
D 轮询技能
答案：A
第14题 1分
为了包管稳固性，Amazon的体系采用（ ）的架构。
A 完全的分布式、去中央化
B 完全的分布式、中央化
C 不完全的分布式、去中央化
D 不完全的分布式、中央化
答案：A
第15题 1分
Dynamo采用（ ）办理数据平衡分布的问题。
A 改进后的同等性哈希算法
B Gossip协议
C 参数可调的弱quorum机制
D 向量时钟技能
答案：A
第18题 1分
Dynamo采用（ ）办理数据冲突的问题。
A 同等性哈希算法
B Gossip协议
C 参数可调的弱quorum机制
D 向量时钟技能
答案：D
第20题 1分
以下描述正确的是（ ）。
A Amazon限定了用户在S3中创建桶的数目和每个桶中对象的数目。
B Amazon限定了用户在S3中创建桶的数目，没有限定每个桶中对象的数目。
C Amazon没有限定用户在S3中创建桶的数目和每个桶中对象的数目。
D Amazon没有限定用户在S3中创建桶的数目，限定了每个桶中对象的数目。
答案：B
第28题 1分
Dynamo中存储的是数据值的原始情势，即按[填空1]存储，并不解析数据的具体内容。
答案：位
第30题 1分
EC2中的实例由[填空1]启动，可以像传统的主机一样提供服务。
答案：AMI（Amazon Machine Image）
第31题 1分
SimpleDB和DynamoDB中，限定了每张表的大小，适合小规模负载工作的是[填空1]。
答案：SimpleDB
第2题 1分
关于SimpleDB和DynamoDB，以下描述正确的是（)。
A. SimpleDB和DynamoDB都限定了每张表的大小。
B. SimpleDB和DynamoDB都未限定每张表的大小。
C. SimpleDB限定了每张表的大小，DynamoDB不限定每张表的大小。
D. DynamoDB限定了每张表的大小，SimpleDB不限定每张表的大小。
答案：C
第6题 1分
Amazon为办理云计算平台之间差别组件的通信专门设计开辟的服务是（）。
A. EC2
B. S3
C. SQS
D. CDN
答案：C
第16题 1分
用户未吸收到数据大概收到数据没有实行删除操作时，SQS将在队列中保留该消息,为了包管其他组件不会看到用户的消息，采用的方法是[填空1]。
答案：可见性超时值
第3题
S3的对象可以实行重命名操作。（）
答案：错误
第5题
5.关于亚马逊的EC2中公有IP和弹性IP，以下描述不正确的是（）。
A. 公有IP是静态IP；弹性IP是动态IP
B. 公有IP是动态IP；弹性IP是静态IP
C. 弹性IP地址和用户账号绑定
D. 公有IP和某个特定的实例绑定
答案：A
静态的意思是不会变了，而弹性IP分配完就不会变了。
第15题 4分
SQS的消息由四部门组成，分别是[填空1]，[填空2]，[填空3]和[填空4]。
答案：消息ID，吸收句柄，消息体MD5概要，消息体
第16题 1分
AWS中队列的消息是被冗余存储的，同一个消息会存放在体系的多个服务器上，这样虽然可以包管体系的高可用性但会给用户查询队列中的消息带来麻烦。SQS采用的是基于加权随机分布的[填空1]办理这个问题。
答案：消息取样
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