高岳

摘 要

近些年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了較快發(fā)展，云計算技術(shù)也取得了長足進步，目前已逐步成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主要方向。作為一種新型網(wǎng)絡(luò)資源，云計算的廣泛使用能夠大大提高對數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲的安全性，與此同時，通過在并分布存儲技術(shù)中應(yīng)用云計算技術(shù)，能夠確保分布存儲更加高效實用。基于此，本文從云計算環(huán)境下的分布存儲技術(shù)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了分布存儲關(guān)鍵技術(shù)存在的弊端，進而就云計算環(huán)境下分布存儲關(guān)鍵技術(shù)進行詳細分析。

【關(guān)鍵詞】云計算環(huán)境 分布存儲 關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)如今，云計算技術(shù)已成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，也將成為下一代計算模式發(fā)展的重要基礎(chǔ)。目前，云計算技術(shù)在很多領(lǐng)域都有極其重要的作用，如計算機科學(xué)領(lǐng)域、商業(yè)計算領(lǐng)域，已逐漸成為社會各界關(guān)注的焦點。在云計算環(huán)境下，相關(guān)研究數(shù)據(jù)的分布和存儲均集中于數(shù)據(jù)中心上，數(shù)據(jù)中心承擔(dān)的是管理和組織的重任。換言之，分布存儲關(guān)鍵技術(shù)處于云計算技術(shù)的核心位置。一般來說，位于存儲中心的數(shù)據(jù)都是由眾多百萬級以上節(jié)點組合形成的，具有極大是存儲規(guī)格，PB級和EB級居多。但是一直以來，分布存儲技術(shù)經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)失效的問題，這對云計算的推廣和應(yīng)用有很大的限制和阻礙作用，使得云計算運行成本比較高。因此，對云計算環(huán)境下的分布存儲關(guān)鍵技術(shù)進行研究就成為業(yè)界的重中之重。

1 分布存儲關(guān)鍵技術(shù)在云計算環(huán)境下的構(gòu)成

數(shù)據(jù)中心是云計算技術(shù)體系安全平穩(wěn)運行的根本保障。通常，云計算的基本構(gòu)成主要分為兩個部分，其中硬件部分為計算機設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)提供必要支撐，軟件部分主要為了數(shù)據(jù)中心的正常運行提供服務(wù)。根據(jù)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)信息通路的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點功能類型的不通可將云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)劃分為以下幾種類型，下面進行具體介紹：

1.1 交換機

在云計算環(huán)境下分布存儲技術(shù)出現(xiàn)之前，交換機設(shè)備久已經(jīng)在現(xiàn)代計算機技術(shù)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。在云計算技術(shù)體系中，交換機能夠發(fā)揮數(shù)據(jù)中心的作用，有了交換機，就能夠?qū)⒂脩艉驼麄€網(wǎng)絡(luò)體系聯(lián)系起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無障礙交換。一般情況下，交換機是通過與計算機服務(wù)器相連發(fā)揮作用，能夠順暢有序的讓數(shù)據(jù)包在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境中進行轉(zhuǎn)發(fā)和傳遞。需要注意的是，這里提到的計算機服務(wù)器其本質(zhì)上是一種存儲設(shè)備，能夠進行數(shù)據(jù)存儲和讀取操作。交換機通常為樹形結(jié)構(gòu)，從里到外有3層，分別為聚合層、邊緣層和核心層。結(jié)合交換機的實際使用情況，可以看出交換機在使用過程中具有操作簡單、連接容易、擴展簡單的顯著特點。但是，交換機技術(shù)也有一個致命的缺陷，無法滿足大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

1.2 服務(wù)器

隨著服務(wù)器在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳統(tǒng)的服務(wù)模式很快就被完全打破，此后，運用單體計算機設(shè)備，就可以實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的順利連接。就服務(wù)器而言，其主要的任務(wù)就是對互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的數(shù)據(jù)信息對象進行轉(zhuǎn)發(fā)，其最大的技術(shù)優(yōu)點就是內(nèi)部結(jié)構(gòu)極其簡單，而最大的缺點則是數(shù)據(jù)存儲空間過于狹小，這是限制其廣泛的最大問題。

2 分布存儲關(guān)鍵技術(shù)在云計算環(huán)境中存在的問題

2.1 容錯性問題

對于容錯性問題的解決，可以通過先進的科學(xué)技術(shù)得以解決。在此前，主要是應(yīng)用RAID技術(shù)來解決計算機的容錯性問題。當(dāng)然了還可以通過應(yīng)用高性能服務(wù)器和專用的存儲設(shè)備，這些對計算機容錯性問題都能夠得到有效改善。但是我們必須清楚，在當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)信息規(guī)模和節(jié)點數(shù)一直在不斷增加，這進一步加大了數(shù)據(jù)的失效率。如果計算機容錯性問題在短時間內(nèi)不能很好的解決，一方面勢必會增加客戶的經(jīng)濟損失，另一方面，還會嚴重影響數(shù)據(jù)信息處理的工作效率。因此，計算機容錯性問題的解決已經(jīng)逐漸成為我國相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者們研究的熱點話題，只有合理解決這一問題，才有可能實現(xiàn)云計算的長遠發(fā)展。

2.2 擴展性問題

一直以來，計算機擴展性問題的解決主要是靠冗余磁盤的預(yù)留來完成的?？陀^的講，這種解決措施能夠使計算機存儲磁盤的空間得到有效拓寬，這樣數(shù)據(jù)的存儲將會擁有更大的存儲空間。但是我們看到這種解決方式仍然不能解決當(dāng)前大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的情形。因此，如果一味的通過冗余磁盤的預(yù)留方式解決數(shù)據(jù)存儲空間的擴展性問題，往往是很難徹底解決大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲和處理的問題。特別地，我國當(dāng)前數(shù)據(jù)發(fā)展的規(guī)模已經(jīng)達到了EB級，照這個發(fā)展速度，未來我國的數(shù)據(jù)規(guī)模將會更大，級別也會發(fā)展到更高地步。正因為這樣，才有必要對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心和數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)進行適應(yīng)性調(diào)整，以滿足現(xiàn)代社會的需求。

2.3 成本控制問題

在此之前，云計算技術(shù)還沒有得到廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布儲存結(jié)構(gòu)只能適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲、計算和處理，更無法合理解決能耗的問題，因此在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，分布儲存的材料成本和管理成本都處于較低水平。但是我們必須看到，當(dāng)今社會計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高速發(fā)展，各國直接聯(lián)系正逐步加強，相應(yīng)的，無論是數(shù)據(jù)規(guī)模還是數(shù)據(jù)數(shù)量都在急劇增加，使得相關(guān)成本也有很大增加，在這種情況下，成本的控制問題就成為了現(xiàn)代信息企業(yè)所需重點考慮的問題，如何在獲取經(jīng)濟利益最大化的同時保證能耗和成本控制在最低水平，這是眾多商家討論的焦點。很明顯，商家除了要考慮如何在滿足經(jīng)濟利益最大化的同時盡可能的降低成本外，還要考慮如何在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地，并樹立良好的企業(yè)形象。

3 云計算環(huán)境下分布存儲關(guān)鍵技術(shù)

通過前面的分析可知，分布存儲技術(shù)在云計算環(huán)境下普遍存在容錯性問題、擴展性問題以及成本控制問題三種，這些問題導(dǎo)致了云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)的存儲、計算、處理的效率都極其低下，有待有效提高。目前，由于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展速度的進一步加快，順利有效的解決了容錯性問題和成本控制問題。下面所要介紹的容錯性技術(shù)和節(jié)能技術(shù)都能夠?qū)崿F(xiàn)云計算環(huán)境下分布數(shù)據(jù)儲存能力的有效提升，下面進行詳細介紹：

3.1 數(shù)據(jù)容錯技術(shù)

數(shù)據(jù)容錯技術(shù)在分布存儲關(guān)鍵技術(shù)研究領(lǐng)域是一項極其重要關(guān)鍵技術(shù)，通過該技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠使得系統(tǒng)的可靠性和實用性得到大幅提高，還能有效提高數(shù)據(jù)的訪問效率。很多時候，數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的應(yīng)用都是通過增加數(shù)據(jù)冗余來完成的，因為一旦有了冗余數(shù)據(jù)，這樣可以保證在數(shù)據(jù)失效或者丟失時還能夠查找到數(shù)據(jù)，但是由于大量的數(shù)據(jù)冗余，使得存儲資源的消耗進一步加大，這是個不容忽視的問題。因此，要考慮在保證容錯的同時，盡量提高存儲資源的利用效率，達到降低成本的目的。目前，數(shù)據(jù)容錯技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的主要分為兩種，一種是糾刪碼容錯技術(shù)，另一種是復(fù)制容錯技術(shù)。