[发明专利]分布式高速缓存安排

说明书

背景

计算机技术(例如，微处理器速度、存储器容量、数据传输带宽、软件功能等)的逐渐进步一般有助于各行业中的计算机应用的增长。通常提供常被配置为服务器阵列的甚至更强大的服务器系统来服务源自诸如万维网等外部源的请求。

通常，计算机系统中的一个持续存在的问题仍是处理不断增长的可用信息或数据量。以某种形式存储在数据库的盘或其他介质上的纯粹的信息量显著地增大。在几十年之前文件和盘是以数千字节度量的—当时是数百万字节(兆字节)，接下来是数十亿字节(GB)—而现在，正在创建百万兆字节(万亿字节)和甚至数十亿兆字节的数据库，并将它们用于日常的活动中。

此外，各种形式的存储设备允许信息保留相对较长的时间，而不会有信息退化。一种常见的存储介质是闪存；具体而言，闪存是保留信息而不利用恒定电源的非易失性形式的存储器。这种类型的存储器常常用于各种消费电子产品中，如存储器卡、通用串行总线(USB)、闪速驱动器、个人数据助理(PDA)、数字音频播放器、数码相机、移动电话等等。

另一种常见类型的非易失性存储介质是磁盘，磁盘使信息能根据磁化模式来记录。类似于其他存储介质，磁盘能够以各种方式来配置(例如，磁阻随机存取存储器)以及用于许多不同应用。这种类型的存储设备通常与数据库和模拟记录结合起来使用。同样，还存在易失性形式的存储，该存储提供也可以伴随有特定缺点的某些优点。例如，易失性介质的检索时间一般比非易失性介质的检索时间更快，并且由于明确建立的标准，许多操作具有提高的统一性。

此外，当今应用程序在不同层上、在不同服务边界中，以及在不同平台(例如，服务器、台式机、设备)上运行。例如，在典型的web应用程序中，许多应用程序驻留在支持大量用户的服务器上；然而，应用程序的某些客户机组件可以在台式机、移动设备以及web浏览器等上运行。此外，连接的进步和便宜的存储与软件管理的复杂性相结合促进了在线服务和软件即服务。在这样的服务模型中，应用程序(和相关联的数据)通常被主存在中央数据中心(有时也称为“云”)中，并可通过web访问和共享。

分布式应用程序要求支持大量用户、高性能、吞吐量和响应时间。这样的服务方向也要求服务成本低，从而要求低成本的可伸缩性和性能。

实现存储系统的另一挑战是对数据和应用程序的分布和不均匀性的支持。应用程序正在从可以是本地的，联合的，或基于云的源创作(例如，混搭)数据和业务逻辑。复合应用程序需要以最适合该应用程序的形式形成聚集数据。数据和逻辑共享也是复合应用程序中的重要要求。

如前面所说明的，数据和应用程序可以驻留在具有不同语义和访问模式的不同层上。例如，后端服务器/群集或云中的数据往往是权威性的；导线上的数据是面向消息的；中层中的数据是出于性能考虑的高速缓存数据或者应用程序会话数据；设备上的数据可以是本地数据或从后端源高速缓存的数据。随着存储器成本的不断下降，可以在台式机和服务器机器上配置相当大的高速缓存。随着64位硬件的成熟，对于客户机和服务器机器，64位CPU正在成为主流。真正的64位体系结构支持64位CPU，数据或地址总线，虚拟可寻址性，并显著地增加存储器极限(至字节)。操作系统(例如，Windows，Linux)也被升级，以支持并利用64位地址空间和大存储器。例如，台式机可以配置有16GBRAM，而服务器可以配置有高达2TB的RAM。较大的存储器高速缓存允许数据靠近应用程序，从而给应用程序提供显著的性能好处。另外，在其中几百个GB的存储是普通的世界中，在存储器(大高速缓存)中处理大多数数据以及容易地从表转移到树到对象图是用于下一代应用程序的程序员生产率的关键。

概述

以下提出了简化概述以便提供对在此描述的某些方面的基本理解。此小结不是所要求保护的主题的详尽的概述。它既不旨在标识出所要求保护的主题的关键或重要的要素，也不描绘其范围。其唯一的目的是以简化形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。