宋金朋 李卓文

新鄉(xiāng)職業(yè)技術學院 河南新鄉(xiāng) 453000

摘要：云計算是網(wǎng)絡技術發(fā)展與創(chuàng)新的必然產(chǎn)物，對于我國計算機互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展起著重要的作用。云計算的出現(xiàn)，不僅將基礎設施建設、資源存儲以及網(wǎng)絡資源等，以服務形式免費提供給用戶應用，同時還改變了傳統(tǒng)用戶應用計算機的操作模式。因此，本文將對云計算和云數(shù)據(jù)管理技術進行分析。

關鍵詞：云計算；云數(shù)據(jù)；管理技術；分析

1 前言

隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，云計算和云數(shù)據(jù)管理技術作為一種全新的互聯(lián)網(wǎng)應用模式，能夠更好地滿足數(shù)據(jù)幾何速度增長的趨勢和存儲要求。

2 云計算概述

2.1 概念

云計算這種計算方式是基于互聯(lián)網(wǎng)相關服務中的增加、交付以及使用幾種模式，在云計算方式中，如果軟硬件的信息和資源是共享的，那么就可以按照所設定的命令進行信息和資源的傳遞，將信息和資源傳遞給其他的計算機，由于云計算的活動是依賴于互聯(lián)網(wǎng)，所以大部分的時間都會涉及到由互聯(lián)網(wǎng)進行提供很多動態(tài)易擴展的資源，而且通常這些資源都是虛擬的。狹義上所說的云計算指的是在IT行業(yè)中一些基礎設施的交付及其使用模式，同時指根據(jù)自身需求得到一些資源，這些資源的獲得是通過網(wǎng)絡的方式得到的；從廣義上看云計算指的是各種服務如何進行交付及其使用模式有哪些，客戶如何得到所需要的服務，這些服務得到的方式是通過網(wǎng)絡按照需求擴展的方式來得到。服務包括了IT、不同的軟件以及同互聯(lián)網(wǎng)相關的內(nèi)容，也可以是一些設定的服務。通過上面的論述我們可以知道計算成為了一種可以在互聯(lián)網(wǎng)中流通的商品。

2.2 特征

云計算的特征主要表現(xiàn)為付費性、管理性、友好性、良好性、擴展性以及存儲性和分布式等，同時還具有經(jīng)濟性、多樣服務性、高可用性、可靠性以及編程模型高層次性。其中，經(jīng)濟性表現(xiàn)為：組建一個具有商業(yè)機特性的超級計算機通常需要非常多的資金，而一個擁有非常多商業(yè)機的集群只需超級計算機費用的很小一部分；多樣服務性表現(xiàn)為：它可根據(jù)用戶支付金額的多少來決定用戶所享受的服務級別；服務提供性表現(xiàn)為用戶和云計算之間是透明的，用戶要想實現(xiàn)機制服務不需要知道云計算的細節(jié)和具體機制，一樣能夠獲得想要的服務；高可用性表現(xiàn)為系統(tǒng)通過計算機的高性能、海量存儲來提升服務，并讓云計算對失效節(jié)點的檢測實現(xiàn)自動化，有效排除失效節(jié)點，以確保云計算正確性；可靠性主要表現(xiàn)為：云計算是由大量的計算機組成商用群來實現(xiàn)用戶所需要的數(shù)據(jù)處理，因此計算機越多，出錯率就會越高，但是云計算是采用存儲分布式和數(shù)據(jù)冗余的軟件方式，所以數(shù)據(jù)正確性有保證，這在很大程度上有效地避免了大量應用硬件情況的發(fā)生；對于編程模型的高層次性而言，其主要表現(xiàn)為云計算由高層次模型編程組成，用戶通過自行簡單學習，可編寫屬于自己的、滿足自己要去的程序。

2.3 工作原理

無需借助本地計算機（或者是遠程服務器），便能夠?qū)⒂嬎愫侠矸植荚谝幌盗蟹植际接嬎銠C上，以實現(xiàn)對企業(yè)數(shù)據(jù)中心運行的有效優(yōu)化，并和互聯(lián)網(wǎng)形成有效對接。如此一來，企業(yè)便能夠?qū)⑺栀Y源及時而準確地切換到相關應用上，然后結(jié)合實際需求對相關計算機及存儲系統(tǒng)進行即時訪問。云計算屬于一項極具實用價值的新技術，使計算能力具有商品性質(zhì)，并通過網(wǎng)絡予以兜售，不僅節(jié)約了銷售成本，同時還具有實用快捷的優(yōu)點。

2.4 體系結(jié)構(gòu)

云計算體系結(jié)構(gòu)具有一定的復雜性，且較為龐大，以“云”網(wǎng)絡為中樞，連接一系列并發(fā)的網(wǎng)絡計算以及相關服務，能夠在虛擬化技術的幫助下，對各個服務器的能力進行擴展，并借助云計算平臺把一系列資源有機地結(jié)合在一起，從而為用戶提供強大的計算能力及存儲能力。一個相對完整的體系主要包括四大部分，一是云端用戶，二是服務目錄，三是管理系統(tǒng)，四是部署工具、監(jiān)控、服務器集群。

3 云計算數(shù)據(jù)的特點

3.1 云計算系統(tǒng)采用的是虛擬化的技術，所謂虛擬化技術指的是計算元件并不在真實的狀態(tài)下運行，所以它并不受硬件容量的限制，無形之中擴充了硬件的容量。針對軟件重新配置過程較為復雜的狀況進行簡化，這樣做的目的是使軟件虛擬機的開銷減少，同時可以支持更多的操作系統(tǒng)。這個技術還能使軟件應用硬件之間產(chǎn)生隔離的作用，在這里包括了兩種模式分別是裂分模式和聚合模式，裂分模式是將單一的資源分成不同的虛擬資源，而聚合模式同裂分模式恰好是一個相反的過程。

3.2 云計算系統(tǒng)采用的是分散式的海量數(shù)據(jù)存儲方式，整個系統(tǒng)的組成是很多的服務器，這樣就可以實現(xiàn)同時為很多的用戶服務，由于服務器不同，所以整個系統(tǒng)采用的是分散的方式來進行數(shù)據(jù)的存儲，同時使用冗余存儲這樣的方式來確保數(shù)據(jù)是可靠的。

4 云數(shù)據(jù)管理技術

4.1 Big Table技術

Big Table技術可以說是一個具有一定規(guī)模的分散式的大數(shù)據(jù)庫，它的目的就是為了使數(shù)據(jù)在管理上實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化，而分散式的數(shù)據(jù)庫，就有超強的存儲能力，存儲能力可以超過1PB。Big table我們可以把它看成是一個排序的、稀疏的、多維的地圖，其中的單元格都有唯一的坐標，這個坐標由行、列和時間戳三個元素進行定位。這項技術在工作中執(zhí)行任務時，能夠隨時對任何的Tablet進行分配，按照任務的指令將其分配到指定的Tablet服務器，同時有效利用master服務器對子表負載監(jiān)視。

4.2 Dynamo技術

Dynamo技術不僅具有存儲系統(tǒng)的分布式、數(shù)據(jù)庫和高可用行，而且還具有專有存儲系統(tǒng)的鍵值結(jié)構(gòu)、Hash表分布式，因此Dynamo可直接提供底層支持與AWS，并且可不用暴露于外網(wǎng)。Dynamo技術的優(yōu)點是通過它所提供的N、R、W三個使用參數(shù)，并根據(jù)自己來調(diào)整需求進行的實例，Risk、Project Voldemort以及Apache Cassandra是比較典型的Dynamo技術，其中N表示的是副本個數(shù)，R表示的是可達到讀取一致、讀取成功的個數(shù)，W表示的是認為寫入成功的個數(shù)，但并不要求副本個數(shù)全部成功，當讀取成成的個數(shù)加上寫入成功大于副本個數(shù)，就可以保證最終的數(shù)據(jù)一致性，當讀取成成的個數(shù)加上寫入成功小于副本個數(shù)，則不可以保證最終的數(shù)據(jù)一致性。此外，Dynamo對于不同版本對象進行的處理功能、記錄功能也是支持的，它的工作原理是將不同版本的應用提供給自己，并讓自己達到比對方更加靈活的目的。

4.3 GFS技術

GFS是一個擁有文件分布式的大型系統(tǒng)，它主要為云計算提供具有大量的存儲空間，GFS技術通常與Big Table、Chubby等技術聯(lián)合應用，可形成一個需解決的方案。GFS技術應用過程中，將整個節(jié)點系統(tǒng)分成數(shù)據(jù)塊服務器、主服務器以及客戶端三大類，其中數(shù)據(jù)塊服務器是為系統(tǒng)提供存儲的具體裝置，它將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文件直接存放在Chunk Server之中，Chunk Server數(shù)目通常與GFS規(guī)模成正比關系，即Chunk Server數(shù)目越多，則GFS規(guī)模就會越大；主服務器是用來管理GFS的節(jié)點，它主要是保存系統(tǒng)提供元數(shù)據(jù)，同時也是GFS系統(tǒng)中文件處理中心，對整個系統(tǒng)文件進行管理；客戶端可以提供一種形式庫文件，它為系統(tǒng)提供一組應用程序?qū)Ｓ玫脑L問接口，并且接口可以不用按照POSIX規(guī)范進行，當需要連接時，直接和庫文件所在的庫進行連接，直接從庫文件中找到需要調(diào)用的庫函數(shù)。

5 結(jié)束語

總而言之，云計算的應用前景非常廣闊，云計算的數(shù)據(jù)所具有的海量、異構(gòu)以及不確定性的特點使云計算的云數(shù)據(jù)管理面臨著一定的困難。上文中簡要敘述了三種云數(shù)據(jù)管理技術，希望對計算機互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有所幫助。

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