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Cassandra中資料分佈和資料副本是分不開的。這個因為Cassandra被設計為一個在一組節點之間資料備份和分佈的點對點的系統。資料由表組織，並通過行健———主鍵標識。主鍵決定資料儲存在哪個節點。行的備份被稱為副本。當資料第一次寫入，這份資料也被稱作為一個副本。

        這部分將更詳細講解一致性雜湊機制在Cassandra叢集是如何分配資料的。一致性雜湊分割槽資料基於主鍵。例如，如果你有如下資料：

Cassandra會為每個主鍵分配一個雜湊值(分割槽器使用的是Murmur3Partitioner)：

叢集中的每個節點負責雜湊環上的一個範圍(如果有虛擬節點，每個節點配置有256個，則有雜湊環上的256個雜湊值範圍)：

Cassandra根據主鍵和節點負責的雜湊值範圍來儲存資料。例如在4個沒有虛擬節點的叢集裡，上面例子的資料在Cassandra叢集的分佈如下：

存在虛擬節點的叢集是如何分佈資料的

       在Cassandra1.2之前，你必須計算和分配一個單獨的令牌給叢集中的每個節點。根據其雜湊值每個令牌決定了節點和部分資料在雜湊環的位置。儘管Cassandra1.2之前的一致性雜湊設計在增加或刪除節點時允許移動資料，但它仍然需要做大量的工作。

       從Cassandra1.2開始，Cassandra每個節點可以擁有很多個令牌(雜湊範圍)。這種新的模式叫做虛擬節點。虛擬節點允許每個節點擁有很多叢集中雜湊範圍。虛擬節點也是用一致性雜湊分佈資料，但是是用它卻不需要生成和分配令牌。

       圖片的上部分是沒有虛擬節點的叢集。每個節點需要分配一個單獨的令牌以表示它在雜湊環上的位置。每個節點儲存資料由行健對映的令牌值對應的雜湊值範圍來決定。每個節點也包含叢集中其它節點的資料的副本。例如，E在節點5,6,1有3個副本。請注意，一個節點擁有雜湊環的一個連續區域。

       圖片的下部分是有虛擬節點的叢集。在叢集中，環區域是隨機的而不是連續的。一行資料的儲存在行鍵雜湊值對應的環區域所在的節點上。

(20130717補充)對於對多資料中心的雜湊值範圍分佈，cassandra是根據叢集所有節點配置的虛擬節點數(num_tokens)平均分配的。例如有4個節點的叢集，每個節點配置的虛擬節點數都是256，那一致性雜湊環會平均分成4*256=1024份。

使用虛擬節點

          虛擬節點簡化了Cassandra中的許多工：

          1、你不需計算和分配每個節點的令牌。

          2、當增加和刪除節點時不再需要重新平衡叢集。當一個節點加入叢集，它負責叢集中其它節點的平均資料；如果一個節點發生故障時，負載會均勻地分佈在叢集中的其他節點。
3、重建一個死節點很快，因為它儲存在叢集中其它節點上。並且資料會以增量的方式傳送，而不是等待直到驗證階段結束。
4、提高了叢集中異質機器的使用。你也指定適當虛擬節點的個數。
         如果想知道更多虛擬節點的資訊，請參考Virtual nodes in Cassandra 1.2。

關於資料副本
         Cassandra在多個節點上儲存副本以確保可用性和容錯。副本策略決定了副本的放置方法。叢集中的副本數量被稱為複製因子。複製因子為1的意思是指每行只有一個副本，複製因子為2的意思則每行有兩個副本，兩個副本不在同一個節點。所有副本同等重要，沒有主次之分。作為一般規則，副本因子不應超過在叢集中的節點的數目。但是，您可以增加副本因子，再加入所需的節點。當副本因子超過節點數，寫入不會成功，但讀取只要提供所期望的一致性級別即可滿足。
        
        有兩種副本策略可以使用：
    1、SimpleStrategy：僅用於1個數據中心的情況。
2、NetworkTopologyStrategy：對大多數部署強烈推薦使用此種策略，因為為未來的擴充套件需要它更容易擴充套件到多個數據中心。

SimpleStrategy：

僅用於單資料中心。額外的副本不考慮拓撲結構(機架和資料中心位置),按順時針方向找出下N個需要備份的節點。

NetworkTopologyStrategy：

用於多資料中心部署。這種策略可以指定每個資料中心的副本數。在同資料中心中，它按順時針方向直到另一個機架放置副本。它嘗試著將副本放置在不同的機架上，因為同一機架會經常因為電源，製冷和網路問題導致不可用。

每個資料中心配置多少個副本取決於兩個因素：(1)滿足本地讀取，而不會產生讀其它資料中心的延遲時間;(2)故障情況。

多資料中心叢集最常見的兩種配置方式是：
1、每個資料中心2個副本：此配置容忍每個副本組單節點的失敗，並且仍滿足一致性級別為ONE的讀。2、每個資料中心3個副本：此配置可以容忍在強一致性級別LOCAL_QUORUM基礎上的每個副本組1個節點的失敗，或者容忍一致性級別ONE的每個資料中心多個節點的失敗。

非對稱副本分組也是可能的。例如，你可以在每個資料中心配置3個副本用於實時應用程式請求，一個副本用於分析。

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