一.多副本及纠删码释义

1.多副本

顾名思义就是多个数据副本，简单来说就是一个数据拷贝多份完全一样的副本，分别存放在多个不同节点上。比如我们常用的3副本（如下图所示）就是将D这个数据拷贝了3份，分别存放在节点1、3、4上，这三个节点是在整个集群中随机选择的，下一个B数据有可能就放在节点1、2、4上了。

当节点1和3同时故障时，节点4上仍然会保存有A数据。以此类推，我们可以知道，N副本技术可以允许N-1个节点同时故障数据不丢失。如果是硬盘故障，只要故障硬盘的范围不超过N-1个节点，数据也不会丢失，比如节点1坏了3块盘、节点3坏了4块盘，数据仍然不会丢失。

2.纠删码

纠删码的英文全称是Erasure Code，所以有时我们也会简称为EC。纠删码顾名思义是一种纠正数据丢失的校验码，大家可以把它类比成一个方程组。我们如果知道4个数a、b、c、d，就可以通过2个不同的公式算出2个校验数据x和y，把6个数据一起保存起来，那么当a、b、c、d其中1个或2个数据丢失的话，就可以通过剩余的2个值和计算公式，反推出丢失的2个数据。比如：

已知：a+b+c+d=x=10，a+2b+3c+4d=y=20，c=2，d=1

那么：a+b=7，a+2b=10，则a=4，b=3

当然以上计算只是一个简化的方案，目的是帮助大家理解，真正存储中用的校验方式会比这个复杂得多，但效果是类似的。

如果我们用M+N表示纠删码的话，以上就是一个4+2的纠删码方案，数据会被切分成4个相同大小的分片，并通过校验算法生成2个同样大小的校验分片P和Q。比如32KB的数据会被切成4个8KB的分片，再生出2个8KB的分片，总计48KB数据。当6个数据分片生成后，它们会被随机存到6个不同的节点上（如下图所示）。

当任意2个节点故障时，数据是不会丢失的，因为只会丢失2个数据分片，还是可以反算出来的。当然如果同时故障了3个节点，4+2的纠删码是无能为力的，就像1个方程有2个未知数怎么也解不出来一样。而且4+2纠删码也可以允许2个节点内任意个数硬盘故障时，数据不丢失。比如节点1、节点2分别故障了5块硬盘，也完全不会有影响，因为每一组4+2分片都有4个分片还在，数据还是可靠的。

二.多副本与纠删码对比

三副本和ＥＣ纠删码作为分布式存储中常见的两种数据保护机制。由于ＥＣ纠删码存在比较严重的写放大问题，小块数据的写性能严重不足，通常仅适用于视频、备份、容灾等对ＩＯ性能要求不高的业务场景。在虚拟化、私有云、数据库等块存储场景，最常见的是三副本机制，即数据块按某种随机规则，保持在三个不同节点上的不同磁盘上。