基于透明計(jì)算的刪冗技術(shù)可靠性研究

王 曦

（中南大學(xué),長(zhǎng)沙 410000）

冗余數(shù)據(jù)是目前我國(guó)計(jì)算機(jī)使用者需要面對(duì)的重要問題，冗余數(shù)據(jù)不僅會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的使用過(guò)程產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)損害計(jì)算機(jī)，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)使用者在日后無(wú)法正常的使用計(jì)算機(jī)，因此計(jì)算機(jī)的刪冗技術(shù)是目前我國(guó)計(jì)算機(jī)工作者需要著重關(guān)注的問題。但是由于冗余數(shù)據(jù)的特殊性，在實(shí)際的刪冗過(guò)程中，往往無(wú)法較好的進(jìn)行，甚至?xí)M(jìn)一步加大對(duì)計(jì)算機(jī)的影響。但是隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前透明計(jì)算技術(shù)已經(jīng)開始普及，由于透明計(jì)算能夠提高系統(tǒng)安全性以及降低使用復(fù)雜性的特點(diǎn)，使用透明計(jì)算技術(shù)來(lái)進(jìn)行冗余數(shù)據(jù)的刪除往往可以取得較好的效果。文章主要從透明計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)以及刪冗技術(shù)過(guò)程中的難點(diǎn)入手，討論了基于透明計(jì)算的刪冗技術(shù)的可靠性，并且提出了相應(yīng)的刪冗技術(shù)的方法。

1 透明計(jì)算的概念和特點(diǎn)

1.1 透明計(jì)算的概念

透明計(jì)算是一種用戶無(wú)須感知的計(jì)算機(jī)支撐工具、應(yīng)用程序以及操作系統(tǒng)，并且透明計(jì)算也能夠根據(jù)客戶自身的需要來(lái)將各種設(shè)備進(jìn)行檢查，并且找到用戶需要的各種服務(wù)。由此可見，透明計(jì)算中必須應(yīng)該包括三個(gè)部分，即整合了例如數(shù)字電器、智能手機(jī)以及個(gè)人電腦等透明客戶端，也需要包括互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的透明網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也必須包含有著較強(qiáng)計(jì)算能力的服務(wù)器、大型機(jī)器或是個(gè)人計(jì)算機(jī)。在這樣的狀態(tài)下，在透明計(jì)算系統(tǒng)中使用的終端設(shè)備就叫做透明客戶機(jī)或是透明客戶端，其中的服務(wù)器叫做透明服務(wù)器，而透明服務(wù)器和透明終端連接的網(wǎng)絡(luò)叫做透明網(wǎng)絡(luò)。

1.2 透明計(jì)算的特點(diǎn)

透明計(jì)算主要有如下4種特點(diǎn)：

（1）用戶可以在終端上自行選擇任何可以在客戶及上使用的系統(tǒng)，也可以選擇人何在終端上使用的應(yīng)用程序以及相關(guān)的工具，同時(shí)也不需要對(duì)應(yīng)用程序作出改動(dòng)，也就能夠保證到程序的操作性以及兼容性。

（2）在透明計(jì)算的客戶機(jī)上，是沒有任何操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及支撐工具的，因此用戶在使用客戶機(jī)的過(guò)程中，是需要需要使用客戶機(jī)所提供的界面來(lái)提交自身所需要進(jìn)行的計(jì)算或是服務(wù)，而客戶機(jī)上所包含的通信協(xié)議以及任務(wù)管理程序可以從服務(wù)器上下載。

（3）用戶在使用透明計(jì)算技術(shù)的過(guò)程中，可以任意選擇在硬件平臺(tái)上將多個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行，這種方式改變了傳統(tǒng)軟件廠商使用一個(gè)操作系統(tǒng)使用不同硬件的情況。

（4）在用戶使用透明計(jì)算的過(guò)程中，所有的應(yīng)用計(jì)算都可以在客戶機(jī)上完成，相比其他的計(jì)算技術(shù)中在服務(wù)器上完成的情況不僅響應(yīng)更快，同時(shí)如果服務(wù)器中所存儲(chǔ)的支持工具、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序越多，用戶能夠使用的計(jì)算服務(wù)也就越多。

2 基于透明計(jì)算的刪冗計(jì)算可靠性

由于透明計(jì)算擁有所有計(jì)算在客戶機(jī)上完成、用戶能夠選擇系統(tǒng)和工具等特點(diǎn)，因此在進(jìn)行刪除冗余的過(guò)程中，也可以使用透明計(jì)算來(lái)進(jìn)行完成，而使用透明計(jì)算的方法主要有如下幾種：

2.1 基于透明計(jì)算的滑動(dòng)塊檢測(cè)

滑動(dòng)塊檢測(cè)技術(shù)主要是結(jié)合了可變塊大小檢測(cè)技術(shù)以及固定塊大小檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，由于在這種方法下的塊大小是固定的，因此在使用過(guò)程中的管理十分簡(jiǎn)單。在實(shí)際的使用過(guò)程中，對(duì)于較大的簇，可以使用CDC重復(fù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，而滑動(dòng)塊技術(shù)在使用的過(guò)程中能夠?qū)?xì)粒度進(jìn)行更好地匹配。

在使用這種技術(shù)的過(guò)程中，首先需要使用一個(gè)文件，并且通過(guò)rsync來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)函數(shù)的求和，然后在對(duì)于每一個(gè)塊，將校驗(yàn)值以及先前存儲(chǔ)的值進(jìn)行比較求和，在此工作完成后如果發(fā)現(xiàn)能夠進(jìn)行匹配，就可以使用SHA-1算法來(lái)對(duì)塊進(jìn)行hash計(jì)算，并且在計(jì)算后和之前存儲(chǔ)的值進(jìn)行比較。最后如果校驗(yàn)值和hash值無(wú)法匹配，則可以滑動(dòng)窗口繼續(xù)向前移動(dòng)，而如果滑動(dòng)窗接口已經(jīng)移動(dòng)一個(gè)塊的距離仍然無(wú)法匹配，就需要存儲(chǔ)在表中，并且作為日后塊的比較對(duì)象。而在使用這種方法的過(guò)程中，由于透明計(jì)算技術(shù)能夠?qū)⒏鞣N工具進(jìn)行使用，因此在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中往往可以幫助用戶使用服務(wù)器中更加精確的工具進(jìn)行檢測(cè)，從而保證檢測(cè)后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高，也能夠幫助使用者使用滑動(dòng)塊檢測(cè)技術(shù)后更好地檢測(cè)出重復(fù)冗余的數(shù)據(jù)。

2.2 基于透明計(jì)算的CDC算法

CDC算法的基本含義就是使用Rabin技術(shù)將文件分割為不用大小的塊，相比固定分塊技術(shù)，CDC分塊的過(guò)程中是基于文件的內(nèi)容進(jìn)行分塊的，因此在進(jìn)行分塊的過(guò)程中，往往是可以將塊大小進(jìn)行變動(dòng)的，CDC算法的基本過(guò)程如圖所示：

由圖我們可以看出，在使用CDC算法的過(guò)程中，首先需要從文件頭開始，將固定大小的滑動(dòng)窗口的數(shù)據(jù)看作是組成文件的各個(gè)部分，同時(shí)使用窗口數(shù)據(jù)中的指紋來(lái)進(jìn)行分割，由于Rabin指紋計(jì)算有著較好的高效性，因此分割能夠更快、更準(zhǔn)確。而如果使用透明計(jì)算來(lái)進(jìn)行CDC算法，不僅用戶不需重新加裝系統(tǒng)，同時(shí)也可以使用服務(wù)器中更加高效的工具，從而讓CDC算法的效果更好。

3 結(jié)語(yǔ)

透明計(jì)算能夠?yàn)閯h冗技術(shù)提供許多便利，文章就透明計(jì)算的概念入手，討論了基于透明計(jì)算的刪冗技術(shù)的方法，表明基于透明計(jì)算的刪冗技術(shù)切實(shí)有效，并且也擁有較好的可靠性。

[1]張堯?qū)W,周悅芝.一種云計(jì)算操作系統(tǒng)TransOS:基于透明計(jì)算的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子學(xué)報(bào),2011,39(05):985-990.

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