软件学报

作者：崔玉龙，付国，张岩峰，于戈

单位：崔玉龙，东北大学 计算机科学与工程学院, 辽宁 沈阳 11016911,付国，东北大学 计算机科学与工程学院, 辽宁 沈阳 11016902,张岩峰，东北大学 计算机科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110169;医学影像智能计算教育部重点实验室 (东北大学), 辽宁 沈阳 11081903,于戈，东北大学 计算机科学与工程学院, 辽宁 沈阳 11016904

关键词：跨区域架构;键值存储系统;无冲突备份数据结构;副本一致性;强最终一致性

基金：国家自然科学基金（62072082，61672141）；CCF-华为数据库创新研究计划（CCF-HuaweiDBIR2020009B）；辽宁省重点研发计划（2020JH2/10100037）

作为具备高性能和高可伸缩性的分布式存储解决方案，键值存储系统近年来被广泛采用，例如Redis、MongoDB、Cassandra等.分布式存储系统中广泛使用的多副本机制一方面提高了系统吞吐量和可靠性，但同时也增加了系统协调和副本一致性的额外开销.对于跨域分布式系统来说，远距离的副本协调开销甚至可能成为系统的性能瓶颈，降低系统的可用性和吞吐量.提出分布式键值存储系统Elsa，这是一种面向跨区域架构的无协调键值存储系统.Elsa在保证高性能和高可拓展性的基础上，采用无冲突备份数据结构（CRDT）技术来无协调的保证副本间的强最终一致性，降低了系统节点间的协调开销.在阿里云上构建了跨4数据中心8节点的跨区域分布式环境，进行了大规模分布式性能对比实验，实验结果表明：在跨域的分布式环境下，对于高并发争用的负载，Elsa系统的性能具备明显的优势，最高达到MongoDB集群的7.37倍，Cassandra集群的1.62倍.

来源：2023年第5期

《软件学报》期刊编辑部

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