Cassandra学习笔记之机架感应策略

Snitches概述

Cassandra提供了Snitches功能，可以知道集群中的每个节点所属数据中心和机架。所有机架感应策略都实现了相同的接口IEndpointSnitch。先来看看Snitches的类图：

IEndpointSnitch接口中提供了比较实用的方法：

//通过ip地址获取机架
public String getRack(InetAddress endpoint);
//通过ip地址获取数据中心
public String getDatacenter(InetAddress endpoint);
//按节点距离排序
public List<InetAddress> getSortedListByProximity(InetAddress address,Collection<InetAddress> unsortedAddress);
//比较节点与指定节点远近
public int compareEndpoints(InetAddress target,InetAddress a1,InetAddress a2);
//开如gossip协议
public void gossiperStarting();

Snitches按实现分为三种：

（1）SimpleSnitch：这种策略不能识别数据中心和机架信息，适合在单数据中心使用；

（2）NetworkTopologySnitch：这种策略提供了网络拓扑结构，以便更高效地消息路由；

（3）DynamicEndpointSnitch：这种策略可以记录节点之间通信时间间隔，记录节点之间通信速度，从而达到动态选择最合适节点的目的。
SimpleSnitch比较简单就不用介绍了，此类只是一个默认实现。下面主要介绍NetworkTopologySnitch和DynamicEndpointSnitch两种策略。

NetworkTopologySnitch

此策略提供了网络拓扑结构，因此可以知道节点之间的远近关系，该抽象类实现了compareEndpoints方法，代码如下：

    public int compareEndpoints(InetAddress address,InetAddress a2)
    {
        if (address.equals(a1) && !address.equals(a2))
            return -1;
        if (address.equals(a2) && !address.equals(a1))
            return 1;

        String addressDatacenter = getDatacenter(address);
        String a1Datacenter = getDatacenter(a1);
        String a2Datacenter = getDatacenter(a2);
        if (addressDatacenter.equals(a1Datacenter) && !addressDatacenter.equals(a2Datacenter))
            return -1;
        if (addressDatacenter.equals(a2Datacenter) && !addressDatacenter.equals(a1Datacenter))
            return 1;

        String addressRack = getRack(address);
        String a1Rack = getRack(a1);
        String a2Rack = getRack(a2);
        if (addressRack.equals(a1Rack) && !addressRack.equals(a2Rack))
            return -1;
        if (addressRack.equals(a2Rack) && !addressRack.equals(a1Rack))
            return 1;
        return 0;
    }

1、先比较ip地址，如果其中一个节点的ip地址与给定节点相同，另一个不相同，则返回；

2、到这里表示3个节点ip均不相同，与1一样，比较数据中心，然后比较机架；

3、到这里表示同数据中心，同机架，返回0.

这里用到了两个方法：getDatacenter和getRack，不同的子类实现不同。AbstractNetworkTopologySnitch有四个子类实现：

PropertyFileSnitch

使用属性文件配置拓扑结构，该文件位于conf/cassandra-topology.properties中，配置类似

# Data Center One
175.56.12.105=DC1:RAC1
175.50.13.200=DC1:RAC1
175.54.35.197=DC1:RAC1

该文件记录数据中心和机架的位置，数据中心名称可以随意定义，集群中的所有节点都应该有相同的配置。获取数据中心和机架直接读取配置文件即可：

public String getDatacenter(InetAddress endpoint)
{
    String[] info = getEndpointInfo(endpoint);
    assert info != null : "No location defined for endpoint " + endpoint;
    return info[0];
}
public String getRack(InetAddress endpoint)
{
    String[] info = getEndpointInfo(endpoint);
    assert info != null : "No location defined for endpoint " + endpoint;
    return info[1];
}

GossipingPropertyFileSnitch

通过属性文件(conf/cassandra-rackdc.properties)定义当前节点的数据中心和机架，并使用Gossip协议传播到其他节点，当cassandra-topology.properties文件存在的时候，cassandra-rackdc.properties只是做为一个备用。配置类似：

dc =DC1
rack =RAC1

该策略便于快速传播一个节点的变化，一般和PropertyFileSnitch配合使用。其获取数据中心的代码如下：

    public String getDatacenter(InetAddress endpoint)
    {
        if (endpoint.equals(FBUtilities.getBroadcastAddress()))
            return myDC;

        EndpointState epState = Gossiper.instance.getEndpointStateForEndpoint(endpoint);
        if (epState == null || epState.getApplicationState(ApplicationState.DC) == null)
        {
            if (psnitch == null)
            {
                if (savedEndpoints == null)
                    savedEndpoints = SystemKeyspace.loadDcRackInfo();
                if (savedEndpoints.containsKey(endpoint))
                    return savedEndpoints.get(endpoint).get("data_center");
                return DEFAULT_DC;
            }
            else
                return psnitch.getDatacenter(endpoint);
        }
        return epState.getApplicationState(ApplicationState.DC).value;
    }

1、如果是本机，直接返回本地配置文件中的数据中心；

2、不是本机的情况：如果接收到了Gossip消息，直接返回Gossip消息中的数据中心；否则返回本机conf/cassandra-topology.properties文件中的数据中心；

机架的获取与数据中心获取类似。

RackInferringSnitch

其实现与PropertyFileSnitch类似，根据ip地址确定数据中心和机架，如图所示：

第二个8位决定数据中心，第三个8位决定机架。

Ec2Snitch

主要使用在单区域数据中心，使用私有ip地址的情况。

DynamicEndpointSnitch

该策略通过监控两个节点的通信时间，来决定最佳选择方案，该策略是默认使用的，也是Cassandra推荐的。该策略和失败检测密切相关，Cassandra失败检测原理基于Hayashibara的一篇论文(http://ddg.jaist.ac.jp/pub/HDY+04.pdf).

参考资料：

http://www.datastax.com/documentation/cassandra/2.0/cassandra/architecture/architectureSnitchesAbout_c.html

源码下载地址git://git.apache.org/cassandra.git