无共享架构(Shared-Nothing Architecture)

定义

无共享架构(Shared-Nothing Architecture,SN)是一种分布式计算架构:集群中每个节点独立拥有自己的 CPU、内存与磁盘,节点之间不共享任何存储资源,仅通过网络消息协作。该术语由 Michael Stonebraker 于 1986 年的论文系统阐述。

原理

数据按分片(Sharding)规则分布到各节点,请求被路由到持有对应数据的节点处理;扩容即增加节点并重新平衡分片,理论上可近线性横向扩展,且无共享组件这一单点瓶颈。与之相对的是共享磁盘(Shared-Disk)与共享内存(Shared-Memory)架构。

应用

Teradata、Greenplum 等 MPP 数据仓库,以及众多 NoSQL 与 NewSQL 分布式数据库都采用无共享设计;Web 层无状态服务器加负载均衡也是同一思想。

优缺点

优点是扩展性与故障隔离好;缺点是跨节点事务与连接查询代价高,数据重分布(再均衡)复杂。