Lucene + Hadoop 分布式搜索运行框架 Nut 1.0a9转自http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/53113.htm

一、概述
 无论程序性能有多高，机器处理能力有多强，都会有其极限。可以快速方便的横向与纵向扩展是Nut设计最重要的原则，以此原则造成以分布式并行计算为核心的架构设计。以分布式并行计算为核心的架构设计是Nut区别于Solr、Katta的地方。

Nut是一个Lucene+Hadoop分布式并行计算搜索框架，能对千G以上索引提供7*24小时搜索服务。在服务器资源足够的状况下能达到每秒处理100万次的搜索请求。
 
Nut开发环境：jdk1.6.0.23+lucene3.0.3+eclipse3.6.1+hadoop0.20.2+zookeeper3.3.2+hbase0.20.6+memcached+mongodb+linux

二、特新
 a、热插拔
 b、可扩展
 c、高负载
 d、易使用,与现有项目无缝集成
e、支持排序
f、7*24服务
g、失败转移

三、搜索流程
Nut由Index、Search、Client、Cache和DB五部分构成。(Cache实现了对memcached的支持,DB实现了对hbase,mongodb的支持)
Client 处理用户请求和对搜索结果排序。Search对请求进行搜索，Search上只放索引，数据存储在DB中，Nut将索引和存储分离。Cache缓存的是搜 索条件和结果文档id。DB存储着数据，Client根据搜索排序结果,取出当前页中的文档id从DB上读取数据。

用户发起搜索请求给由Nut Client构成的集群，由某个Nut Client根据搜索条件查询Cache服务器是否有该缓存，若是有缓存根据缓存的文档id直接从DB读取数据，若是没有缓存将随机选择一组搜索服务器组 (Search Group i),将查询条件同时发给该组搜索服务器组里的n台搜索服务器，搜索服务器将搜索结果返回给Nut Client由其排序，取出当前页文档id，将搜索条件和当前文档id缓存，同时从DB读取数据。

 

 四、索引流程
Hadoop Mapper/Reducer 创建索引。再将索引从HDFS分发到各个索引服务器。
对索引的更新分为两种：删除和添加（更新分解为删除和添加）。
a、删除
在HDFS上删除索引，将生成的*.del文件分发到全部的索引服务器上去或者对HDFS索引目录删除索引再分发到对应的索引服务器上去。
b、添加
新添加的数据用另外一台服务器来生成。
删除和添加步骤可按不一样定时策略来实现。

五、Nut分布式并行计算特色
Nut分布式并行计算虽然也是基于M/R模型，可是与Hadoop M/R模型是不一样的。在Hadoop M/R模型中 Mapper和Reducer是一个完整的流程，Reducer依赖于Mapper。数据源经过Mapper分发自己就会消耗大量的I/O，而且是消耗I /O最大的部分。因此Hadoop M/R 并发是有限的。
Nut M/R模型是将Mapper和Reducer分离，各自独立存在。在Nut中 索引以及索引管理 构成M,搜索以及搜索服务器组 构成 R。
以 一个分类统计来讲明Nut分布式并行计算的流程。假设有10个分类，对任意关键词搜索要求统计出该关键词在这10个分类中的总数。同时假设有10组搜索服 务器。索引以及索引管理进行索引数据的Mapper，这块是后台独自运行管理的。Nut Client将这10个分类统计分发到10组搜索服务器上，每组搜索服务器对其中一个分类进行Reducer，而且每组搜索服务器可进行多级 Reducer。最后将最终结果返回给Nut Client。

 

 六、设计图

 

 

   
七、Zookeeper服务器状态管理策略

  

  

在架构设计上经过使用多组搜索服务器能够支持每秒处理100万个搜索请求。
每组搜索服务器能处理的搜索请求数在1万—1万5千之间。若是使用100组搜索服务器，理论上每秒可处理100万个搜索请求。

假如每组搜索服务器有100份索引放在100台正在运行中搜索服务器(run)上，那么将索引按照以下的方式放在备用中搜索服务器 (bak)上：index 1,index 2,index 3,index 4,index 5,index 6,index 7,index 8,index 9,index 10放在B 1 上，index 6,index 7,index 8,index 9,index 10,index 11,index 12,index 13,index 14,index 15放在B 2上。。。。。。index 96,index 97,index 98,index 99,index 100,index 5,index 4,index 3,index 2,index 1放在最后一台备用搜索服务器上。那么每份索引会存在3台机器中（1份正在运行中，2份备份中）。
尽管这样设计每份索引会存在3台机器中，仍然不是绝对安全的。假如运行中的index 1,index 2,index 3同时宕机的话，那么就会有一份索引搜索服务没法正确启用。这样设计，做者认为是在安全性和机器资源二者之间一个比较适合的方案。

备用中的搜索服务器会定时检查运行中搜索服务器的状态。一旦发现与本身索引对应的服务器宕机就会向lock申请分布式锁，获得分布式锁的服务器就将本身加入到运行中搜索服务器组，同时从备用搜索服务器组中删除本身，并中止运行中搜索服务器检查服务。

为可以更快速的获得搜索结果，设计上将搜索服务器分优先等级。一般是将最新的数据放在一台或几台内存搜索服务器上。一般状况下前几页数据能在这几台搜索服务器里搜索到。若是在这几台搜索服务器上没有数据时再向其余旧数据搜索服务器上搜索。优先搜索等级的逻辑是这样的：9最大为搜索所有服务器而且9不能做为level标识。当搜索等级level为1，搜索优先级为1的服务器，当level为2时搜索优先级为1和2的服务器，依此类推。