Распределенные системы используют, когда возникает необходимость в горизонтальном масштабировании, чтобы обеспечить повышенные показатели производительности, которые не способна обеспечить за адекватные деньги вертикально масштабированная система.

Как и переход с однопоточной парадигмы на многопоточную, миграция на распределенную систему требует своего рода погружения и понимания того, как это работает внутри, на что нужно обращать внимание.

Одна из проблем, которая встает перед человеком, который хочет мигрировать проект на распределенную систему или начать на ней проект, — какой продукт выбрать.

Мы, как компания, которая «собаку сьела» в разработке систем такого рода, помогаем нашим клиентам взвешенно принимать такие решения применительно к распределенным системам хранения. Также мы выпускаем серию вебинаров для более широкой аудитории, которые посвящены базовым принципам, рассказанным простым языком, и безотносительно каких-то конкретных продуктовых предпочтений помогают составить карту значимых характеристик, чтобы облегчить выбор.

Эта статья основана на наших материалах по консистентности и ACID-гарантиям в распределенных системах.

В мае вышла новая версия Apache Ignite — 2.5. В неё внесено множество изменений, с полным списком которых можно ознакомиться в Release Notes. А в этой статье мы рассмотрим ключевые новшества, на которые стоит обратить внимание.

Apache Ignite — горизонтально масштабируемая платформа транзакционного хранения данных, а также распределенных вычислений поверх этих данных в режиме, близком к реальному времени.

Ignite применяют в тех случаях, когда нужна горизонтальная масштабируемость и очень высокая скорость обработки данных. Последнее достигается также за счет оптимизации платформы под хранение данных непосредственно в RAM в качестве первичного хранилища, а не кеша (In-Memory Computing). Отличительными особенностями продукта являются полноценный движок запросов ANSI SQL 1999, дисковое хранилище, расширяющее RAM, большое количество встроенных интеграционных инструментов и Zero-ETL машинное обучение.

Среди компаний, которые используют Apache Ignite такие фирмы, как Veon/Beeline, Сбербанк, Huawei, Barclays, Citi, Microsoft и многие другие.

Новый вариант топологии: звезда вокруг ZooKeeper

Одно из главных изменений в версии 2.5 — новый вариант топологии. Ранее в Ignite была лишь топология «кольцо», которая использовалась для обмена событиями внутри кластера и обеспечивала эффективную и быструю масштабируемость, на масштабе до 300 узлов.

Новая топология предназначена для инсталляций из многих сотен и тысяч узлов.

12 марта 2018 г., спустя 4 месяца после прошлой версии, вышел Apache Ignite 2.4. Этот релиз примечателен целым рядом нововведений: поддержка Java 9, множественные оптимизации и улучшения SQL, поддержка платформой нейронных сетей, новый подход к построению топологии при работе с диском и многое другое.

Apache Ignite Database and Caching Platform — это платформа для распределенного хранения данных (оптимизированная под активное использование RAM), а также для распределенных вычислений в близком к реальному времени.

Ignite применяется там, где нужно очень быстро обрабатывать большие потоки данных, которые не по зубам централизованным системам.

Примеры использования: быстрый распределенный кеш; слой, агрегирующий данные из разрозненных сервисов (например, для Customer 360 View); основное горизонтально масштабируемое хранилище (NoSQL или SQL) оперативных данных; платформа для вычислений и т.д.

Далее рассмотрим основные новшества Ignite 2.4.

Друзья, приглашаем всех на посвящённый Ignite митап 12 декабря в московском ImpactHub (метро Китай-Город). Такие мероприятия мы хотим регулярно проводить в Москве и Санкт-Петербурге, и надеемся, что они станут местом встреч российских пользователей и разработчиков Ignite, специалистов по In-Memory Computing, а также всех, кто интересуется распределенными системами. Здесь можно будет обсудить любые вопросы, связанные с работой или развитием экосистемы.

На первом митапе мы хотим познакомить вас российскими банком и крупным телекомом, использующими Ignite каждый день.

Программа встречи:

— 18:30: Сбор гостей;
— 19:00: Рассказ о внедрении Apache Ignite в Сбербанке (Михаил Хасин, Сбербанк);
— 19:45: «Как мы построили Complex Event Processing крупного телеком-оператора на Apache Ignite» (Виктор Ходяков, Gridfore);
— 20:30: Секретный доклад;
— 21:15: Общение в кулуарах, заключительный кофе;
— 22:00: Окончание.

Не так давно, в конце октября, в Кремниевой долине прошел очередной In-Memory Computing Summit, одним из организаторов и спонсоров которого стала компания GridGain.

Теперь можно получить бесплатный доступ к видеоматериалам и слайдам, которые поделены на два раздела: основные тезисы и доклады.



На саммите было более прочитано более 40 докладов по распределенным системам и вычислениям в памяти. Среди выступавших были сотрудники компаний GridGain, Percona, AMY Robotics, Hazelcast, VoltDB Inc., Dell и других.

Далее мы отдельно упомянем несколько избранных докладов.

В Apache Ignite, начиная с версии 2.1 появилась собственная реализация Persistence.

На то, чтобы построить этот механизм в современном его исполнении, ушли десятки человеколет, которые были в основном потрачены на построение распределенного отказоустойчивого транзакционного хранилища с поддержкой SQL.

Всё началось с фундаментальных проблем предыдущего механизма, который позволял интегрировать In-Memory Data Grid с внешними постоянными хранилищами, например, Cassandra или Postgres.

Такой подход накладывал определенные ограничения — например, было невозможно выполнять SQL или распределенные вычисления поверх данных, которые находятся не в памяти, а в таком внешнем хранилище, был невозможен холодный запуск и низкий RTO (Recovery Time Objective) без существенных дополнительных усложнений.

Если вы используете Apache Ignite Persistence, то оставляете себе все обычные возможности Apache Ignite — ACID, распределенные транзакции, распределенный SQL99, доступ через Java/.NET API или интерфейсы JDBC/ODBC, распределенные вычисления и так далее. Но теперь то, что вы используете, может работать как поверх памяти, так и поверх диска, который расширяет память, на инсталляциях от одного узла до нескольких тысяч узлов.

Давайте посмотрим, как устроен Apache Ignite Persistence внутри. Сегодня я рассмотрю его основу — Durable Memory, а в следующей публикации — сам дисковый компонент.

В конце июля вышла версия Apache Ignite 2.1. Apache Ignite — распределенная свободная HTAP-платформа (HTAP — Hybrid Transactional and Analytical Processing, системы, которые могут обрабатывать как транзакционную, так и аналитическую нагрузку) для хранения данных в оперативной памяти и на диске, а также вычислений в реальном времени. Ignite написан на Java и может быть плотно интегрирован с .NET и C++.

Версия 2.1 очень богата на значимые, практически применимые функции, базирующиеся на фундаменте, заложенном в Apache Ignite 2.0.

С Apache Ignite 2.1 можно использовать распределенное дисковое хранилище Apache Ignite Persistent Data Store с поддержкой SQL, первые распределенные алгоритмы машинного обучения, новые функции DDL, и кроме того значительно улучшена поддержка платформ .NET и C++.

Persistent Data Store выводит Apache Ignite в новый сегмент — теперь это не просто in-memory data grid, но полноценная распределенная масштабируемая база данных HTAP с возможностью надежного хранения первичных данных, с поддержкой SQL и обработкой информации в реальном времени.

Apache Cassandra — это одна из популярных распределенных дисковых NoSQL баз данных с открытым исходным кодом. Она применяется в ключевых частях инфраструктуры такими гигантами как Netflix, eBay, Expedia, и снискала популярность за свою скорость, способность линейно масштабироваться на тысячи узлов и “best-in-class” репликацию между различными центрами обработки данных.

Apache Ignite — это In-Memory Computing Platform, платформа для распределенного хранения данных в оперативной памяти и распределенных вычислений по ним в реальном времени с поддержкой JCache, SQL99, ACID-транзакциями и базовой алгеброй машинного обучения.

Apache Cassandra является классическим решением в своей области. Как и в случае с любым специализированным решением, её преимущества достигнуты благодаря ряду компромиссов, значительная часть которых вызвана ограничениями дисковых хранилищ данных. Cassandra оптимизирована под максимально быструю работу с ними в ущерб остальному. Примеры компромиссов: отсутствие ACID-транзакций и поддержки SQL, невозможность произвольных транзакционных и аналитических транзакций, если под них заранее не адаптированы данные. Эти компромиссы, в свою очередь, вызывают закономерные затруднения у пользователей, приводя к некорректному использованию продукта и негативному опыту, либо вынуждая разделять данные между различными видами хранилищ, фрагментируя инфраструктуру и усложняя логику сохранения данных в приложениях.

Возможное решение проблемы — использование Cassandra в связке с Apache Ignite. Это позволит сохранить ключевые преимущества Cassandra, при этом скомпенсировав ее недостатки за счет симбиоза двух систем.

Как? Читайте дальше, и смотрите пример кода.

В мае вышла новая мажорная версия Apache Ignite — распределенной платформы, оптимизированной для работы с оперативной памятью, которая объединяет в себе хранилище вида ключ-значение с SQL99-совместимой базой данных, предлагая полную ACID-совместимость, высокую доступность, а также близкое к линейному масштабирование с нескольких узлов до тысяч, которые могут размещаться на собственном оборудовании либо в облаке. Ядро Apache Ignite написано на Java, но платформа, помимо экосистемы Java, поддерживает нативную интеграцию с приложениями на .NET и C++.

Apache Ignite эластично масштабируется в рамках одного или нескольких геораспределенных кластеров, предоставляя гибко настраиваемое шардирование и автоматическую ребалансировку при динамическом добавлении или удалении узлов, обеспечивая прозрачный и быстрый доступ к данным и вычислениям путем использования собственного API либо классического SQL.

В версии 2.0 были значительно переработаны многие вещи «под капотом», следствием стала возможность реализации ряда значительных функциональных изменений, часть из которых заметна уже сейчас, а часть появится в ближайших версиях.

Забегая вперед, мы будем проводить 2 мероприятия, которые связаны с Apache Ignite, подробнее о них можно прочитать в конце статьи.

Очередные Java-конференции JBreak и JPoint прошли на «ура». Здешние доклады всегда имеют резонанс, но многим запомнилось и кое-что ещё.

Буклет GridGain. Задачки про Грефа и Балмера, белорусского программиста с ведром картошки и, конечно, нетривиальное соблазнение тестировщицы Клавдии продолжают публиковать на различных ресурсах на радость автору, и многие уже даже не знают, каков их источник.

Прим. Переводчика. Статья может быть интересна архитекторам и разработчикам, планирующим построение решения на основе микросервисов, либо ищущим способы оптимизации текущего решения, особенно если работа идет с большими объемами данных. Перевод сделан на основе части 1 и части 2 цикла статей о микросервисах на Apache Ignite. Предполагается общее знакомство с экосистемой Java (Apache Ignite работает также с .NET, C++, а через REST и с другими языками, но примеры в статье будут апеллировать к Java), рекомендуется наличие базового знания Spring.

Сегодня микросервисная архитектура — это один из наиболее популярных подходов, на основе которого многие компании строят свои решения. Одно из ключевых преимуществ этого подхода — то, что он предполагает разделение решения на набор слабо связанных компонентов — микросервисов, — каждый из которых может иметь собственный жизненный и релизный циклы, команду разработки и т.д. У этих компонентов всегда есть хотя бы один механизм обмена данными, посредством которого микросервисы взаимодействуют друг с другом. Более того они могут создаваться с использованием разных языков и технологий, наиболее подходящих конкретному модулю системы.

Если вы используете решения на основе микросервисной архитектуры там, где есть высокая нагрузка и необходимо работать с активно растущими массивами данных, скорее всего, вы сталкивались или столкнетесь с проблемами классических подходов: