云計算環(huán)境下的分布存儲關(guān)鍵技術(shù)分析

戚斌

【摘要】云計算是一種嶄新的具有革命性意義的計算模型，他能夠通過管理大量數(shù)據(jù)，并對其做出分析計算，高效、準確的給出答案。本文對云計算環(huán)境下的分布存儲關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，對它產(chǎn)生的背景和技術(shù)的主要關(guān)鍵點都進行了闡釋說明。希望能夠幫助大家更好的了解云計算。

【關(guān)鍵詞】云計算 背景 分布存儲與關(guān)鍵技術(shù)

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）04-0251-02

云計算是計算發(fā)展的一種必然趨勢。云環(huán)境下的分布存儲功能主要是對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行管理和歸類，但是數(shù)據(jù)庫是由數(shù)百萬甚至上億的數(shù)據(jù)節(jié)點組成，由于數(shù)據(jù)庫的龐大和錯綜復(fù)雜，因此常常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，本文主要介紹了攻克這一難點的一些可用性技術(shù)。

一、云計算環(huán)境下分布計算產(chǎn)生的背景

云計算可以滿足用戶在互聯(lián)網(wǎng)中存儲數(shù)據(jù)的空間需求，每個用戶所需要的數(shù)據(jù)量和占用的存儲空間都是不同的，而云計算就是對這些數(shù)據(jù)進行管理分析，通過租出或售賣的方式給予用戶合適的存儲空間。云計算技術(shù)在在運行過程中，可以根據(jù)用戶使用的不同情況，根據(jù)對數(shù)據(jù)的計算分析，為每個用戶提供不同的數(shù)據(jù)節(jié)點，然后再幫助用戶把每個數(shù)據(jù)存儲在不同的數(shù)據(jù)節(jié)點上。為用戶便捷高效化的管理數(shù)據(jù)。

二、構(gòu)成云計算環(huán)境下的分布存儲關(guān)鍵技術(shù)的要素

要想保持云計算的正常運行，就要維持數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定。數(shù)據(jù)中心是一個收集分布數(shù)據(jù)的一個中心節(jié)點，本文把云計算下的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分成了三種模式：

（1）服務(wù)器，服務(wù)器可以幫助用戶的計算機連接互聯(lián)網(wǎng)，瀏覽網(wǎng)頁，它的功能就是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的一切數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)或操作。它的出現(xiàn)是對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個革新。它具有的優(yōu)點是內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常簡單。缺點是存儲空間太小，無法存儲大量數(shù)據(jù)。

（2）交換機，交換機設(shè)備目前被大范圍應(yīng)用于科學(xué)計算領(lǐng)域。它的功能和數(shù)據(jù)中心的功能有相似之處，都是起數(shù)據(jù)交換的作用。交換機是和服務(wù)器（這里是指具有數(shù)據(jù)存儲和讀取功能的物理設(shè)備）進行連接，然后再實現(xiàn)用戶與互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換，它能夠保證數(shù)據(jù)包在互聯(lián)網(wǎng)中完整、快速的完成傳輸。交換機設(shè)備主要是由這三個基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成：聚合層、邊緣層和核心層。

（3）混合結(jié)構(gòu)。本文所介紹的混合結(jié)構(gòu)是由交換機設(shè)備和服務(wù)器的“核心結(jié)構(gòu)”組成。它集合了交換機和服務(wù)器的優(yōu)點，同時具有轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸功能，因此它能夠完成更多情景下的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。

三、云計算環(huán)境下的分布存儲技術(shù)的關(guān)鍵類型分析

1.數(shù)據(jù)容錯技術(shù)。數(shù)據(jù)容錯技術(shù)一般是通過增加多余的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，它可以在一部分數(shù)據(jù)丟失的情況下滿足數(shù)據(jù)訪問的要求。這幫助云計算系統(tǒng)提高了穩(wěn)定性和可靠性，還提高了數(shù)據(jù)訪問的速度。但這樣多余的數(shù)據(jù)存儲方式會降低存儲空間的存儲效率。因此在后續(xù)的研究中，要提高存儲空間的存儲效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的高效化。目前常用的容錯方式有兩種：基于復(fù)制和基于糾刪碼的容錯技術(shù)。①基于復(fù)制的容錯技術(shù)分析：他通過對數(shù)據(jù)的復(fù)制，然后再把復(fù)制的內(nèi)容保存到不同的數(shù)據(jù)節(jié)點上，在原有數(shù)據(jù)失效時，起到保護數(shù)據(jù)的作用。基于復(fù)制的容錯技術(shù)主要關(guān)心這兩個方面：數(shù)據(jù)副本的存放位置和數(shù)據(jù)復(fù)制的方式。②基于糾刪碼的容錯技術(shù)。因為基于復(fù)制的容錯技術(shù)所占用的存儲空間很多。基于糾刪碼的容錯技術(shù)就是對數(shù)據(jù)進行編碼，在數(shù)據(jù)丟失時進行補齊提高存儲空間的使用效率。雖然基于復(fù)制和基于糾刪碼的容錯方式都能夠起到對數(shù)據(jù)保護的效果，但是基于糾刪碼的容錯技術(shù)所需要的存儲空間成本更低。

2.數(shù)據(jù)節(jié)能技術(shù)。數(shù)據(jù)節(jié)能技術(shù)分為軟件節(jié)能和硬件節(jié)能兩個方面。①軟件節(jié)能技術(shù)。軟件節(jié)能技術(shù)是在不影響軟件運行功能的情況下，通過一定的軟件節(jié)能策略，使CPU進入低能耗的模式，達到節(jié)約能耗的目的。目前它的節(jié)能技術(shù)研究集中于節(jié)點管理和數(shù)據(jù)管理兩個方面。②硬件節(jié)能技術(shù)大體可以分為兩種，一種是從構(gòu)成計算機的部件出發(fā)，采用全新的硬件節(jié)能技術(shù)（例如低能耗的CPU），降低計算機能源消耗，達到節(jié)約能耗的目的。另外一種節(jié)能方法是從數(shù)據(jù)中心的角度出發(fā)，采用低能耗的硬件（低能耗的芯片）構(gòu)建一個具有節(jié)能功能的數(shù)據(jù)中心，達到節(jié)約能耗的目的。

四、結(jié)束語

云計算具有的強大數(shù)據(jù)計算管理功能，將會讓它被廣泛應(yīng)用于商業(yè)和科學(xué)計算方面。但是現(xiàn)在還需要解決云計算在管理海量數(shù)據(jù)時的拓展性、容錯性和成本問題。因此，在構(gòu)建云計算環(huán)境時，要克服這些難點。本文對這些技術(shù)難點都提出了一些有關(guān)的技術(shù)方法，還指出了這些技術(shù)中尚存的不足部分，希望能夠促進云計算模型做更深一步的研究。

參考文獻：

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