李 燕

（中睿通信規(guī)劃設計有限公司，廣東 廣州 510630）

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云計算環(huán)境下的分布存儲關(guān)鍵技術(shù)

李 燕

（中睿通信規(guī)劃設計有限公司，廣東 廣州 510630）

摘 要：現(xiàn)代化網(wǎng)絡云儲存技術(shù)的使用給當今時代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了巨大助力，其更加便于網(wǎng)絡資源的儲存、調(diào)用與快速傳遞，從而使互聯(lián)網(wǎng)與計算機技術(shù)的使用變得更加普及化，極大地增強了這些技術(shù)在各行業(yè)當中的覆蓋范圍。本文結(jié)合自身多年從事該領(lǐng)域研究經(jīng)驗，在通過對大量文獻進行閱讀與研究基礎上，針對云計算環(huán)境與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時代背景下的先進儲存技術(shù)進行研究，探討分布存儲技術(shù)的種類，并對其所屬各類技術(shù)進行分別展開應用研究。

關(guān)鍵詞：云計算；分布存儲；關(guān)鍵技術(shù)

0. 引言

互聯(lián)網(wǎng)與計算機技術(shù)作為21世紀最具革命性的技術(shù)，已然走入了千家萬戶?；ヂ?lián)網(wǎng)與計算機技術(shù)所開發(fā)的現(xiàn)代有線、無線傳輸網(wǎng)絡與集群，所開發(fā)的移動終端設備與存儲設備，均成為當代國內(nèi)居民智能化生活、現(xiàn)代化體驗的重要組成部分，并隨著時間的推移成為人們生活中不可或缺的重要組成部分。在國家政策的大力扶植下，企業(yè)巧妙地借助互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展契機與重要資源，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)業(yè)務的重要創(chuàng)新，并促使我國各行各業(yè)都產(chǎn)生了極大的發(fā)展。

1. 分布儲存關(guān)鍵技術(shù)的研究

云計算環(huán)境下，分布儲存技術(shù)在整個互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)當中所扮演的角色愈發(fā)關(guān)鍵?；ヂ?lián)網(wǎng)云計算功能的實現(xiàn)，通常能夠滿足多個接口數(shù)據(jù)的準確、對口與快速傳遞。如果缺乏對分布儲存關(guān)鍵技術(shù)的研究，將會給云計算功能的實現(xiàn)帶來巨大阻礙，造成較多數(shù)據(jù)丟包、數(shù)據(jù)失效與丟失等問題。

1.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡構(gòu)建技術(shù)

數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡構(gòu)建能夠滿足數(shù)據(jù)儲存的硬性與彈性要求，將會給互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲帶來巨大幫助。為此，對數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡構(gòu)架進行研究，應從硬件與軟件兩個方面給予努力。針對數(shù)據(jù)中的硬件系統(tǒng)來說，其通常需要滿足后期管理與使用過程中對基礎設備使用的要求，其中不但應包含計算機設備、數(shù)據(jù)庫存儲設備、局域網(wǎng)絡調(diào)節(jié)裝置等，還包括用于支撐各設備及網(wǎng)絡穩(wěn)定運行的監(jiān)控設備。針對數(shù)據(jù)中心的軟件要求，通常包含有為該數(shù)據(jù)中心所提供的軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性，可通過對現(xiàn)有軟件服務及其所使用的各類安裝應用程序得以實現(xiàn)。

另外，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的構(gòu)建中，還需要注重后期技術(shù)應用的模式選擇，根據(jù)實際需要為其適配更加科學的構(gòu)架模式，同樣也會給數(shù)據(jù)中心功能性的發(fā)展帶來重要幫助。當前，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡構(gòu)架中常用的模式包含以下兩個方面：

第一，建立將交換機作為網(wǎng)絡構(gòu)架中心結(jié)構(gòu)的方式。利用該種方式進行互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建，其所堅持的思想是建立在系統(tǒng)思維上的。利用對提供網(wǎng)絡服務功能互聯(lián)網(wǎng)絡計算機交換器之間的有效連接，將可促使整個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與信息均可實現(xiàn)相互傳遞與溝通，從而帶來整個系統(tǒng)服務器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進行有效儲存、收發(fā)及傳遞的功能。在上述以交換機為節(jié)點所構(gòu)建系統(tǒng)的方式中通常又會細化為3種結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示。

可以發(fā)現(xiàn)，上述樹型結(jié)構(gòu)當中擁有3種結(jié)構(gòu)，即：邊緣層結(jié)構(gòu)；聚合層結(jié)構(gòu)；核心層結(jié)構(gòu)。通過3種結(jié)構(gòu)之間交換機的有效溝通，將可使整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心建設的輻射范圍及信息傳遞效率顯著提升。

第二，建立將服務器作為數(shù)據(jù)中心主要結(jié)構(gòu)的構(gòu)建模式。這種結(jié)構(gòu)所堅持的設計理念與第一種之間存在顯著差異，其主要是將服務器作為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心的重要節(jié)點，進而通過在現(xiàn)有各類數(shù)據(jù)中心服務連接點中安裝網(wǎng)卡，利用其所具有的數(shù)據(jù)分析與傳遞功能實現(xiàn)對整個數(shù)據(jù)中心各區(qū)域之間的網(wǎng)線連接。上述特點就使得該種數(shù)據(jù)中心構(gòu)建不再使用交換機作為轉(zhuǎn)發(fā)裝置，而是利用網(wǎng)卡及所搭建的服務器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的處理、交換、儲存與傳遞等多種功能。

1.2 數(shù)據(jù)容錯技術(shù)

數(shù)據(jù)庫中龐大的信息與數(shù)據(jù)在進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳遞、儲存與交互過程中經(jīng)常會出現(xiàn)信息丟失與數(shù)據(jù)交錯等問題出現(xiàn)。特別是對當前云計算環(huán)境而言，其能夠發(fā)揮云計算所帶來的重要作用，實現(xiàn)對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳播數(shù)量、速度與質(zhì)量本質(zhì)上的革命，將直接關(guān)系到今后數(shù)據(jù)信息時代的發(fā)展。數(shù)據(jù)容錯技術(shù)是有效解決上述問題出現(xiàn)的重要分布儲存關(guān)鍵技術(shù)之一。該技術(shù)擁有能夠在數(shù)據(jù)中心中出現(xiàn)上述問題之后，依然能夠?qū)崿F(xiàn)對之后調(diào)用數(shù)據(jù)的穩(wěn)步推送與調(diào)用，從而促使整個數(shù)據(jù)中心能夠保持持續(xù)的運作。利用數(shù)據(jù)容錯技術(shù)對現(xiàn)有云計算環(huán)境進行有效調(diào)控，將可在充分保證當前系統(tǒng)中信息傳輸與儲存可靠性的基礎上，實現(xiàn)云計算環(huán)境更加廣闊的應用，更加能夠有利于整個互聯(lián)網(wǎng)中用戶對各類數(shù)據(jù)節(jié)點的訪問效率，大大增強了互聯(lián)網(wǎng)信息傳遞的優(yōu)勢。相對于缺乏數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的信息傳輸方式而言，其會造成系統(tǒng)的癱瘓或者整體儲存成本的提升。為此，針對數(shù)據(jù)容錯技術(shù)開展應用研究十分有效。當前科學界對該類技術(shù)的使用主要可分為以下兩種：

第一，糾刪碼容錯技術(shù)。對容錯技術(shù)而言，其通常是指在對數(shù)據(jù)對象進行有效編碼基礎上，實現(xiàn)一組有序排列數(shù)據(jù)對象的技術(shù)，從而可實現(xiàn)對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心中長度不一信息的有效簡化，使信息與數(shù)據(jù)在傳遞過程當中有效簡化信息傳遞、儲存與交互操作。而糾刪碼的容錯技術(shù)正是建立在上述技術(shù)原理之上的，其在數(shù)據(jù)傳遞過程中構(gòu)建虛擬傳遞通道，從而可避免對個別丟失信息的過于依賴。在整體通道穩(wěn)步推進基礎上，大大弱化了各個信息板塊所占有的地位，以系統(tǒng)觀思想實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效傳遞。另外，利用糾刪碼容錯技術(shù)還可有效降低由于錯誤所帶來的系統(tǒng)查找時間，與系統(tǒng)對錯誤數(shù)據(jù)的儲存空間，從而便于整體調(diào)用效率的提升。然而，糾刪碼技術(shù)也具有一定的缺陷，其忽略數(shù)據(jù)的方式往往會造成調(diào)用數(shù)據(jù)的總量大于目標數(shù)據(jù)容量，從而帶來了更多數(shù)據(jù)篩選成本。

第二，復制容錯技術(shù)。該種容錯技術(shù)與糾刪碼技術(shù)恰恰相反，其更加易于保證整體數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，與此同時也使其具有了一定低效率的缺陷。復制容錯技術(shù)通過在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的儲存信息基礎上，通過利用復制與歸類，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行了人為模塊的劃定，并對其儲存的排列結(jié)構(gòu)進行了有效調(diào)整。這就使得當數(shù)據(jù)中心中出現(xiàn)錯誤時，可短時間內(nèi)利用數(shù)據(jù)模塊到數(shù)據(jù)節(jié)點的方式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速補充，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的有效修復，帶來信息更高質(zhì)量的調(diào)用與交互。但是，就如上文所提及的，該中數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)將會造成數(shù)據(jù)中心信息儲存成本增加，也會大大降低整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的效率。

1.3 節(jié)能技術(shù)

節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為當代各行業(yè)中的熱門議題。對云計算時代而言同樣如此，作為時代中扮演重要角色的分布儲存關(guān)鍵技術(shù)而言，其龐大數(shù)據(jù)庫的運行將會帶來整體的巨大增加。相較于傳統(tǒng)信息儲存技術(shù)而言，在不斷提升云計算環(huán)境的功能性特點基礎上，有效降低其所消耗的能源，將成為今后研究的重要方向。對于當前該環(huán)境下儲存技術(shù)的節(jié)能技術(shù)而言，通常包括硬件與軟件兩個部分。針對硬件部分，其主要是通過節(jié)能體系與結(jié)構(gòu)得以實現(xiàn)節(jié)能。對于軟件部分而言，其通常是使用節(jié)點動態(tài)運作的方式，實現(xiàn)對能耗的有效節(jié)約。

結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及其應用的關(guān)鍵所在，不單單在于其信息傳輸速度，更在于其信息的存儲功能。信息儲存功能的存在與發(fā)展是信息傳遞速度、質(zhì)量的重要基礎性保障。為此，作者在本文中以互聯(lián)網(wǎng)云計算環(huán)境及國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀，對當前國內(nèi)較為經(jīng)常得以廣泛應用的幾種關(guān)鍵儲存技術(shù)開展了理論與應用研究。通過上文的研究，作者以此希望能夠為該領(lǐng)域的研究提供數(shù)據(jù)參考，也希望通過本文的研究為各大從事互聯(lián)網(wǎng)及周邊領(lǐng)域開發(fā)企業(yè)提供技術(shù)指引，從而給國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)朝著更加廣闊與完善的方向發(fā)展平添助力。

參考文獻

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中圖分類號：TP393

文獻標識碼：A