云計(jì)算平臺(tái)上網(wǎng)站架構(gòu)去中心化的分析與設(shè)計(jì)探究

李莉

◆摘? 要：當(dāng)今，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展日新月異，各行各業(yè)對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用也越來越廣泛。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的中心化架構(gòu)已無法滿足要求，去中心化發(fā)展已成為趨勢(shì)。本文通過研究去中心化的云計(jì)算平臺(tái)網(wǎng)站架構(gòu)設(shè)計(jì)，提出相關(guān)理論方案，為滿足云計(jì)算發(fā)展需求、提高系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供可參考意見。

◆關(guān)鍵詞：云計(jì)算平臺(tái);網(wǎng)站架構(gòu);去中心化

當(dāng)前云計(jì)算平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，對(duì)去中心化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求較高，如應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行云計(jì)算平臺(tái)本地化系統(tǒng)部署，又比如數(shù)據(jù)中心建設(shè)采用去中心化的設(shè)計(jì)理念等，都是在一定程度上提升數(shù)據(jù)安全可靠性的做法。然而，當(dāng)前在去中心化的研究尚未達(dá)到極致水平，存在去中心化不徹底、難以實(shí)現(xiàn)去中心化等問題，仍有很大提升改進(jìn)的空間。本文通過分析云計(jì)算平臺(tái)和網(wǎng)站架構(gòu)，研究去中心化的網(wǎng)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1云計(jì)算平臺(tái)上網(wǎng)站架構(gòu)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)

通過分析多套云計(jì)算平臺(tái)上的網(wǎng)站架構(gòu)發(fā)現(xiàn)，其基礎(chǔ)支撐技術(shù)主要包括CDN、代理服務(wù)、緩存技術(shù)等。CDN是在原有物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上架設(shè)的一套虛擬網(wǎng)絡(luò)，選擇最優(yōu)的傳輸路徑，將接收到的用戶請(qǐng)求傳輸給距離最近的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)相關(guān)資源的最優(yōu)、精準(zhǔn)配置。CDN技術(shù)通過負(fù)載均衡、調(diào)度、內(nèi)容分發(fā)等功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)、薄弱節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)等，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞，提升網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行環(huán)境，提高網(wǎng)絡(luò)訪問速度。相較于其他基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，CDN在遠(yuǎn)程加速、本地緩存、鏡像服務(wù)、寬帶優(yōu)化等方面發(fā)揮著重要作用，具有較大優(yōu)勢(shì)。代理服務(wù)器應(yīng)用于用戶在局域網(wǎng)工作時(shí)需要與互聯(lián)網(wǎng)相連的應(yīng)用場(chǎng)景，充當(dāng)著局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的跳板。這樣做的好處在于，既保證了局域網(wǎng)不受互聯(lián)網(wǎng)的干擾，提升局域網(wǎng)的安全性，同時(shí)又滿足了用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的訪問需求。代理服務(wù)器需要借助緩存技術(shù)，通過選擇合理的緩存方式，滿足不同資料對(duì)緩存功能的需求。代理服務(wù)器中對(duì)緩存技術(shù)的應(yīng)用，隨著系統(tǒng)數(shù)據(jù)量的不斷提升而逐漸顯現(xiàn)出難以滿足系統(tǒng)要求的趨勢(shì)，未來發(fā)展還需不斷優(yōu)化完善緩存技術(shù)。

2云計(jì)算平臺(tái)上網(wǎng)站架構(gòu)去中心化的設(shè)計(jì)方法

2.1去中心化網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)CDN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，用戶區(qū)域會(huì)分別與獨(dú)立的鏡像服務(wù)器相連接，鏡像服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)并傳遞到分發(fā)服務(wù)器，這是一種較為簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中，分發(fā)服務(wù)器尤為重要，它的故障將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法平穩(wěn)運(yùn)行，成為整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中卡脖子的“中心”。因此，亟待設(shè)計(jì)一種新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行去中心化。本文研究借助代理服務(wù)器，將每個(gè)用戶區(qū)域分別與對(duì)應(yīng)的代理服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和數(shù)據(jù)傳遞，代理服務(wù)器將獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶釉瓶臻g，最終由各子云空間匯聚成一個(gè)系統(tǒng)，子云之間相互連接，這個(gè)連接僅進(jìn)行資源共享和數(shù)據(jù)服務(wù)。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與之前相比雖然較為復(fù)雜，但這種去中心化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在穩(wěn)定性和安全性方面也有大幅改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)側(cè)面的“去中心化”。

2.2DHT協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

遵循上述章節(jié)的去中心化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路，較傳統(tǒng)方式增加了子云的管理和調(diào)度，這部分工作由DHT協(xié)議協(xié)助完成。DHT協(xié)議根據(jù)子云彼此之間的關(guān)系，應(yīng)用不同的協(xié)議，進(jìn)行子云的連接、協(xié)調(diào)和內(nèi)部調(diào)度。其中，F(xiàn)IND_NODE協(xié)議是較為常用的一種協(xié)議，用于彌補(bǔ)STORE協(xié)議和FIND_VALUE協(xié)議在用途與子云內(nèi)部協(xié)調(diào)方面存在的不相符關(guān)系，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。子云的DNS服務(wù)器中應(yīng)用DHT協(xié)議來協(xié)調(diào)子云之間的相互聯(lián)系，使得子云之間可以進(jìn)行資源的復(fù)制與查詢工作。在整個(gè)系統(tǒng)點(diǎn)射過程中會(huì)有對(duì)非DHT RPC的應(yīng)用，其目的在于實(shí)現(xiàn)除內(nèi)容發(fā)現(xiàn)和拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)以外的整個(gè)系統(tǒng)通信管理流程，該部分技術(shù)主要包括SVC_COPY、TR_SELECT等。

2.3 代理服務(wù)器與緩存技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

云計(jì)算平臺(tái)去中心化設(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)緩存能力提出了更高要求，傳統(tǒng)的緩存機(jī)制無法滿足。本文研究在上述CDN和DHT技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)中添加主動(dòng)緩存體系，在常規(guī)緩存的基礎(chǔ)上增加預(yù)緩存機(jī)制。網(wǎng)站系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，當(dāng)系統(tǒng)接收到HTTP服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)請(qǐng)求地址進(jìn)行預(yù)判斷，當(dāng)在數(shù)據(jù)庫中查找到相關(guān)信息后，系統(tǒng)將根據(jù)相關(guān)特征自動(dòng)編寫相應(yīng)的預(yù)緩存程序，并在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的服務(wù)注冊(cè)，進(jìn)而在相關(guān)服務(wù)中應(yīng)用預(yù)緩存功能。

3總結(jié)

本文研究的重點(diǎn)是云計(jì)算平臺(tái)網(wǎng)站架構(gòu)的去中心化設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，可應(yīng)用CDN技術(shù)和代理服務(wù)器的緩存技術(shù)作為基礎(chǔ)技術(shù)，建設(shè)一套由多個(gè)子云系統(tǒng)組成的云平臺(tái)，通過代理服務(wù)器連接每個(gè)子云，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站架構(gòu)的去中心化設(shè)計(jì)。同時(shí)，合理選擇恰當(dāng)?shù)膮f(xié)議，并建設(shè)代理服務(wù)器緩存系統(tǒng)，以保障系統(tǒng)的平穩(wěn)健康運(yùn)行，大大提高系統(tǒng)的安全可靠性。在由傳統(tǒng)架構(gòu)向去中心化架構(gòu)轉(zhuǎn)型的過程中，會(huì)增加一些新技術(shù)的應(yīng)用，比如DHT協(xié)議等，該部分則需要業(yè)務(wù)人員不斷學(xué)習(xí)，補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)，并學(xué)以致用，指導(dǎo)整個(gè)去中心化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與落地實(shí)現(xiàn)。

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