一種可擴(kuò)展大型E-MAIL服務(wù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)


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一種可擴(kuò)展大型E-MAIL服務(wù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)(摘 要 大型e-mail服務(wù)系統(tǒng)的用戶規(guī)模已經(jīng)開(kāi)始向千萬(wàn)級(jí)發(fā)展，從而對(duì)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、可用性和可管理性都提出了新的挑戰(zhàn)。本文提出了一種基于機(jī)群和分布式存儲(chǔ)的層次型大型e-mail服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通過(guò)三級(jí)負(fù)載平衡機(jī)制實(shí)現(xiàn)了請(qǐng)求的均勻分配，并通過(guò)對(duì)各功能單元進(jìn)行并行化較好地解決了系統(tǒng)擴(kuò)展中的瓶頸問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的可用性。文中還介紹了這種結(jié)構(gòu)在曙光2000-II超級(jí)服務(wù)器上的實(shí)現(xiàn)——FreeMail及性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的性能和可擴(kuò)展性。

關(guān)鍵詞 e-mail，大型系統(tǒng)，機(jī)群，可擴(kuò)展性，分布式存儲(chǔ)，負(fù)載平衡1、 引 言

近年來(lái)隨著Internet用戶量的飛速增長(zhǎng)，提供個(gè)人郵件服務(wù)的大型ISP/ICP已經(jīng)需要同時(shí)支持幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)數(shù)量級(jí)的e-mail用戶，并且用戶量還有進(jìn)一步向千萬(wàn)級(jí)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。目前大型e-mail服務(wù)系統(tǒng)多采用機(jī)群系統(tǒng)+共享存儲(chǔ)設(shè)備的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。早期的系統(tǒng)多基于NFS/NIS[3][4], 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了使用SAN、NAS等專用大容量共享存儲(chǔ)設(shè)備[13]。但是這種集中式存儲(chǔ)系統(tǒng)的固有缺點(diǎn)是系統(tǒng)的擴(kuò)展性、性能和可靠性完全依賴于一個(gè)或幾個(gè)專用設(shè)備上，而這些專用設(shè)備成本較高，并且其本身也很容易成為系統(tǒng)的瓶頸或單一故障點(diǎn)。于是人們開(kāi)始研究利用分布式存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的可擴(kuò)展、高可用e-mail服務(wù)系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)大型e-mail系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)郵箱的合理分布和大量用戶同時(shí)訪問(wèn)時(shí)的負(fù)載平衡。美國(guó)Washington大學(xué)研制的Porcupine系統(tǒng)[1]采用了一種基于動(dòng)態(tài)郵箱遷移的完全對(duì)稱式的結(jié)構(gòu)。Porcupine強(qiáng)調(diào)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能服務(wù)所有的用戶，因而涉及到大量?jī)?nèi)部節(jié)點(diǎn)通信和狀態(tài)信息的維護(hù)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常復(fù)雜，而且沒(méi)有很好的解決負(fù)載平衡問(wèn)題。
本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種層次型分布式存儲(chǔ)大型E-mail服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中不同層次的節(jié)點(diǎn)完成不同的功能。通過(guò)基于三級(jí)單一登錄點(diǎn)的負(fù)載平衡機(jī)制，保證了郵件請(qǐng)求到達(dá)的均勻性；通過(guò)集中的索引服務(wù)器實(shí)現(xiàn)用戶郵箱的合理分布。此外所有的功能節(jié)點(diǎn)都可以針對(duì)其功能特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，并可通過(guò)