劉紹剛

(滇西科技師范學(xué)院，云南 臨滄 677000)

基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉紹剛

(滇西科技師范學(xué)院，云南 臨滄 677000)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)與高速網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速推進(jìn)，數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡(luò)資源共享已滲透到人們的日常工作、學(xué)習(xí)、生活當(dāng)中;數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化儲(chǔ)存、多人資源共享成為現(xiàn)代信息傳播與保存的重要方式;但是，網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存平臺(tái)的安全性一直令使用者擔(dān)憂;因此，各種各樣的私有云儲(chǔ)存平臺(tái)孕育而生，為使用者提供相對(duì)獨(dú)立的個(gè)人使用空間;經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)雖然可以達(dá)到一定的安全性，但是，安全性只相對(duì)公共開(kāi)放網(wǎng)盤(pán)而言;同時(shí)，存在多用戶瞬時(shí)訪問(wèn)下協(xié)議擁堵、大數(shù)據(jù)交互節(jié)點(diǎn)回饋延遲高的問(wèn)題;針對(duì)傳統(tǒng)私有云的架構(gòu)特點(diǎn)與問(wèn)題產(chǎn)生原因，提出基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法;采用基于NAS的協(xié)議加密技術(shù)、多路訪問(wèn)優(yōu)化單元、數(shù)據(jù)壓縮單元對(duì)傳統(tǒng)私有云存在的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性解決;通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存安全性高、峰值狀態(tài)下訪問(wèn)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)暢通性好、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸交互率高、延遲小等優(yōu)點(diǎn)。

NAS；大數(shù)據(jù)；私有云；存儲(chǔ)；延遲

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)的高速網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善，光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋率已達(dá)到90%以上。加之網(wǎng)絡(luò)革命的大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，將周邊的形態(tài)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)化形式，儲(chǔ)存在大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)。通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)建立的高速網(wǎng)絡(luò)通道，人們可以獲取、上傳、分享各類(lèi)信息資源數(shù)據(jù)，給人們的日常生活、工作、學(xué)習(xí)提供便利，達(dá)到縮短單位工作時(shí)間，提高工作學(xué)習(xí)效率，降低勞工強(qiáng)度[1]。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互形式已被人們所接受與認(rèn)同。將日常的生活照片、心得分享到如百度、騰訊、新浪等網(wǎng)絡(luò)私有云平臺(tái),已成為當(dāng)今社交網(wǎng)絡(luò)使用者生活的一部分。將公司文件、演講文稿、電子檔案等數(shù)據(jù)文件上傳到個(gè)人私有云進(jìn)行儲(chǔ)存[2]，成為上班族的不二選擇。

但是，近階段網(wǎng)絡(luò)頻頻曝出各大私有云平臺(tái)信息泄露，數(shù)十萬(wàn)網(wǎng)絡(luò)私有云使用者個(gè)人信息數(shù)據(jù)遭到竊取，為私有云的安全性敲響了警鐘。如何構(gòu)建一個(gè)安全性高，使用體驗(yàn)好的私有云平臺(tái)成為云平臺(tái)研究設(shè)計(jì)者們思考的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的私有云平臺(tái)架構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的私有云空間劃分只是意義上的劃分，通過(guò)協(xié)議機(jī)制分區(qū)，進(jìn)行空間相對(duì)封閉[3]，形成使用者的獨(dú)立空間。實(shí)際上，多個(gè)獨(dú)立空間仍然存在于一個(gè)大空間下。導(dǎo)致一旦整體空間端口被突破[4]，內(nèi)部的相對(duì)空間數(shù)據(jù)就會(huì)同時(shí)遭到竊取，極大影響私有云用戶的使用安全。同時(shí)，傳統(tǒng)私有云架構(gòu)協(xié)議機(jī)制存在多用戶瞬時(shí)訪問(wèn)下協(xié)議擁堵[5]、大數(shù)據(jù)交互節(jié)點(diǎn)回饋延遲高的問(wèn)題。導(dǎo)致用戶使用頁(yè)面丟失、數(shù)據(jù)下載資源鏈獲取失敗[6]等現(xiàn)象。

針對(duì)上述問(wèn)題，提出基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。采用基于NAS的協(xié)議加密技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互協(xié)議進(jìn)行重寫(xiě)，并對(duì)協(xié)議進(jìn)行端口加密處理，對(duì)訪客權(quán)限節(jié)點(diǎn)進(jìn)行底層數(shù)據(jù)訪問(wèn)限制，徹底解決數(shù)據(jù)泄露問(wèn)題；采用多路訪問(wèn)優(yōu)化單元對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)存在的峰值狀態(tài)下訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)擁堵、服務(wù)器資源占用過(guò)高的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)訪問(wèn)機(jī)制的優(yōu)化，升級(jí)訪客節(jié)點(diǎn)運(yùn)算機(jī)制，增加節(jié)點(diǎn)交互扇面，達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提升網(wǎng)絡(luò)承載能力的目的。最后，采用數(shù)據(jù)壓縮單元對(duì)傳統(tǒng)私有云存在的數(shù)據(jù)交互資源線程少、節(jié)點(diǎn)回饋慢、延遲高的問(wèn)題進(jìn)行解決[7]。通過(guò)數(shù)據(jù)壓縮單元對(duì)私有云內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)壓縮處理，是數(shù)據(jù)交互節(jié)點(diǎn)在協(xié)議交互范圍內(nèi)，到達(dá)數(shù)據(jù)與邏輯的統(tǒng)一。從而，提升網(wǎng)絡(luò)交互能力，減小資源交互延遲。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存安全性高、峰值狀態(tài)下訪問(wèn)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)暢通性好、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸交互率高、延遲小等優(yōu)點(diǎn)。

1 基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 協(xié)議加密技術(shù)

傳統(tǒng)私有云平臺(tái)創(chuàng)建中，底層架構(gòu)如圖1所示。采用API接口對(duì)接調(diào)用方式，進(jìn)行訪問(wèn)端的云訪問(wèn)操作。此種方式，雖然具有多設(shè)備的兼容性好，維護(hù)性簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)[8]。同時(shí)，API接口的數(shù)據(jù)交互協(xié)議機(jī)制具有高程度開(kāi)放性。極易被黑客利用后門(mén)程序進(jìn)行代碼注入，進(jìn)行數(shù)據(jù)滲透致使云服務(wù)器數(shù)據(jù)異常，數(shù)據(jù)溢出，用戶信息泄露。

圖1 傳統(tǒng)云平臺(tái)架構(gòu)

2016年網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)數(shù)據(jù)泄露事件頻發(fā)，讓我們簡(jiǎn)單回顧一下2016年發(fā)生的云平臺(tái)數(shù)據(jù)泄露大事件。

1)雖然這不是今年受影響人數(shù)最多的一個(gè)事件，但是2016年10月發(fā)現(xiàn)的HPE服務(wù)中的一個(gè)漏洞對(duì)于合作伙伴來(lái)說(shuō)尤為重要。11月，美國(guó)海軍宣布此前一臺(tái)由HPE服務(wù)承包商操作的筆記本電腦中的信息被“未知個(gè)人”訪問(wèn)，其中包括超過(guò)134000名現(xiàn)役和前海軍人員的姓名和社會(huì)保障號(hào)?！懊绹?guó)海軍極為嚴(yán)肅地對(duì)待該事件，這涉及到海軍的信譽(yù)問(wèn)題，”美國(guó)海軍人事負(fù)責(zé)人Robert Burke當(dāng)時(shí)在聲明中這樣表示?！拔覀冋谶M(jìn)行初期調(diào)查，快速找出并處理這次泄露事件帶來(lái)的影響?！?/p>

2)2016年3月，位于佛羅里達(dá)州邁爾斯堡的癌癥護(hù)理公司21st Century Oncology宣布公司遭受數(shù)據(jù)泄露，涉及到50個(gè)州和全球220萬(wàn)患者的信息。黑客在2015年10月入侵該公司的數(shù)據(jù)庫(kù)，訪問(wèn)患者的個(gè)人信息，包括姓名、社會(huì)保障號(hào)、醫(yī)生姓名、診斷、治療數(shù)據(jù)和保險(xiǎn)信息。該公司表示，“目前還沒(méi)有跡象表明這些信息以任何方式被濫用”。

3)網(wǎng)絡(luò)托管服務(wù)和網(wǎng)站建設(shè)廠商Weebly證實(shí)10月發(fā)生的一次黑客事件影響超過(guò)4350萬(wàn)個(gè)帳戶，包括用戶姓名、電子郵件地址、密碼和IP地址。該事件影響了用戶安全和與之相關(guān)的網(wǎng)站。Weebly表示，相信在泄露事件發(fā)生后沒(méi)有任何信用卡信息被不當(dāng)利用。

4)雅虎不僅遭受了2016年最大的數(shù)據(jù)泄露，而且是最大的兩個(gè)泄露事件之一。9月，雅虎宣布發(fā)現(xiàn)2014年底的一次數(shù)據(jù)泄露影響到超過(guò)5億用戶帳戶。該事件導(dǎo)致部分用戶帳戶信息泄露，包括姓名、電子郵件地址、電話號(hào)碼、出生日期、散列密碼、一些加密或者未加密的安全問(wèn)題和答案。雅虎表示，他們認(rèn)為該事件背后是國(guó)家級(jí)的攻擊[9]。就在幾個(gè)月之后，12月雅虎宣布早于第二次更大規(guī)模的攻擊，影響到10億用戶帳戶。第二次數(shù)據(jù)泄露據(jù)稱是獨(dú)立于發(fā)生在2013年8月的第一次泄露，未經(jīng)授權(quán)的第三方盜取了包括姓名、電子郵件地址、電話號(hào)碼、出生日期、散列密碼在內(nèi)的數(shù)據(jù)。雅虎表示，可能還包括一些加密和未加密的安全問(wèn)題和答案。雅虎當(dāng)時(shí)稱，他們還沒(méi)有找到攻擊者是如何進(jìn)入系統(tǒng)的，但正在與執(zhí)法機(jī)構(gòu)合作解決此事。兩次數(shù)據(jù)泄露事件都可以被認(rèn)為是歷史上最大規(guī)模的泄露，這也給Verizon原計(jì)劃以48億美元收購(gòu)雅虎的事情打上了一個(gè)問(wèn)號(hào)。

上述事件與數(shù)據(jù)不得不讓人們?yōu)樵破脚_(tái)的使用安全畫(huà)上一個(gè)問(wèn)號(hào)。同時(shí)，對(duì)私有云架構(gòu)與發(fā)展造成了威脅。為了在私有云架設(shè)使用過(guò)程中，徹底解決上述存在的安全性問(wèn)題，針對(duì)性提出基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。采用協(xié)議加密技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互協(xié)議進(jìn)行NAS-RA訪問(wèn)邏輯加密處理。

NAS-RA訪問(wèn)邏輯加密算法是提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中協(xié)議加密技術(shù)的核心算法?；贜AS架構(gòu)協(xié)議進(jìn)行編寫(xiě)，在邏輯編排上借鑒RSA加密算，利用對(duì)私有云端口訪問(wèn)協(xié)議的加密，達(dá)到用戶訪問(wèn)域的邏輯干預(yù)。形成可訪問(wèn)域與保護(hù)域相互獨(dú)立的格局。同時(shí)，利用加密算法的邏輯性，對(duì)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)綁定加密。當(dāng)一個(gè)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)對(duì)私有云存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)資源訪問(wèn)時(shí)，訪問(wèn)點(diǎn)端口對(duì)接數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)生成加密公鑰，當(dāng)NAS-RA訪問(wèn)邏輯加密算法認(rèn)定訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的回饋數(shù)據(jù)安全時(shí)，自動(dòng)釋放匹配密鑰給授權(quán)訪問(wèn)端口節(jié)點(diǎn)。這樣，訪問(wèn)點(diǎn)用戶就可以正常訪問(wèn)、上傳、調(diào)用私有云儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)。反之，將被NAS-RA訪問(wèn)邏輯加密算法切斷訪問(wèn)數(shù)據(jù)。并記錄危險(xiǎn)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)端口數(shù)據(jù)，便于后期升級(jí)維護(hù)。

NAS-RA訪問(wèn)邏輯加密算法關(guān)系式如下所示。

(1)

式中,A為協(xié)議機(jī)密邏輯中的公鑰明文字串集合；B為密鑰密文字串集合；n為字串生成系數(shù)；x為訪問(wèn)端口節(jié)點(diǎn)回饋量系數(shù)；gidrt為算法激活執(zhí)行邏輯代碼標(biāo)。協(xié)議加密技術(shù)運(yùn)行原理如圖2所示。

圖2 協(xié)議加密技術(shù)運(yùn)行原理

對(duì)協(xié)議加密技術(shù)進(jìn)行性模塊單元獨(dú)立性能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)測(cè)試將對(duì)提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中協(xié)議加密技術(shù)進(jìn)行對(duì)比性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)設(shè)置為，在Windowssever2016 平臺(tái)下，運(yùn)行傳統(tǒng)私有云平臺(tái)，隨機(jī)模擬20組訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn)，利用數(shù)據(jù)滲透程序?qū)鹘y(tǒng)私有云平臺(tái)進(jìn)行滲透，記錄20組數(shù)據(jù)中被滲透數(shù)據(jù)組數(shù)；通參數(shù)配置下，對(duì)采用協(xié)議加密技術(shù)處理后的私有云平臺(tái)進(jìn)行相同操作，記錄數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)私有云平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比，具體參數(shù)如表1所示。

通過(guò)表1充分證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中協(xié)議加密技術(shù)，在性能測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異。在20組數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)安全性百分之百，能夠抵御數(shù)據(jù)訪問(wèn)交互過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)偽裝數(shù)據(jù)對(duì)私有云平臺(tái)內(nèi)部數(shù)據(jù)的滲透破壞，滿足日常數(shù)據(jù)訪問(wèn)、資源交互要求。充分證明提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中協(xié)議加密技術(shù)，具有較強(qiáng)的私有云平臺(tái)數(shù)據(jù)安全防護(hù)能力，從根源徹底解決傳統(tǒng)私有云平臺(tái)存在的數(shù)據(jù)泄露、安全防護(hù)機(jī)制欠缺的問(wèn)題。

表1 協(xié)議加密技術(shù)進(jìn)行性模塊單元獨(dú)立性能測(cè)試

1.2 多路訪問(wèn)優(yōu)化單元

傳統(tǒng)私有云平臺(tái)在日常使用過(guò)程中，大部分使用者經(jīng)常遇到在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用高峰期或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不佳時(shí)，訪問(wèn)私有云平臺(tái)內(nèi)的數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)訪問(wèn)頁(yè)面丟失或下載私有云內(nèi)數(shù)據(jù)時(shí)，出現(xiàn)資源匱乏長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法獲取有效數(shù)據(jù)的狀況，對(duì)工作學(xué)習(xí)造成一定影響。

針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)傳輸性測(cè)試分析，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交互過(guò)程中的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)曲線分析，找出導(dǎo)致傳統(tǒng)私有云平臺(tái)出現(xiàn)峰值狀態(tài)下訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)擁堵、服務(wù)器資源占用過(guò)高的問(wèn)題。具體測(cè)試參數(shù)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀態(tài)曲線如表2所示。

表2 傳統(tǒng)私有云平臺(tái)數(shù)據(jù)交互狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試

圖3 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀態(tài)曲線

通過(guò)表2與圖3的曲線可以清晰發(fā)現(xiàn)，當(dāng)私有云網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境出現(xiàn)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)突增時(shí)，傳統(tǒng)私有云網(wǎng)絡(luò)吞吐量會(huì)迅速下，降甚至出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)斷鏈現(xiàn)象。由此可以得出，導(dǎo)致傳統(tǒng)私有云平臺(tái)出現(xiàn)峰值狀態(tài)下訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)擁堵、服務(wù)器資源占用過(guò)高的問(wèn)題根源在于傳統(tǒng)私有云網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議與樹(shù)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)量互不匹配，導(dǎo)致大量節(jié)點(diǎn)滯留，節(jié)點(diǎn)回饋活躍性降低，出現(xiàn)一系列網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。

針對(duì)上述問(wèn)題，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中添加多路訪問(wèn)優(yōu)化單元，對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)出現(xiàn)的峰值狀態(tài)下訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)擁堵、服務(wù)器資源占用過(guò)高的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性解決。多路訪問(wèn)優(yōu)化單元內(nèi)置基于NAS架構(gòu)協(xié)議方式編寫(xiě)的DFS動(dòng)態(tài)協(xié)議算法，對(duì)端口訪問(wèn)協(xié)議進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換，引入網(wǎng)絡(luò)克隆技術(shù)，通過(guò)算法對(duì)私有云網(wǎng)絡(luò)端口的數(shù)據(jù)訪問(wèn)量進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算量與端口NAS架構(gòu)協(xié)議池吞吐量進(jìn)行對(duì)照，當(dāng)運(yùn)算值接近或超過(guò)對(duì)照值時(shí)，DFS動(dòng)態(tài)協(xié)議算法將自動(dòng)進(jìn)行端口協(xié)議克隆，創(chuàng)建出相應(yīng)的同參數(shù)數(shù)據(jù)交互信道，信道創(chuàng)建資源由空閑儲(chǔ)存器資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)取。從而，達(dá)到瞬態(tài)提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量，解決傳統(tǒng)私有云平臺(tái)出現(xiàn)的峰值狀態(tài)下訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)擁堵、服務(wù)器資源占用過(guò)高的問(wèn)題。

DFS動(dòng)態(tài)協(xié)議算法分為三級(jí)，分別為端口節(jié)交互量運(yùn)算式、協(xié)議量參照式、信道調(diào)節(jié)式，具體關(guān)系式如下所示：

(2)

(3)

(4)

式(2)中，T為訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)交互系數(shù)；g端口協(xié)議參照量，n為加密公鑰綁定量；關(guān)系式(3)中，x為端口峰值交互節(jié)點(diǎn)系數(shù)集合；關(guān)系式(4)中，N為加密密鑰明文綁定量，G為動(dòng)態(tài)信道常見(jiàn)參數(shù)。

對(duì)提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中多路訪問(wèn)優(yōu)化單元，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)對(duì)采用多路訪問(wèn)單元處理的私有云平臺(tái)進(jìn)行不同數(shù)據(jù)量的訪問(wèn)測(cè)試，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。采用對(duì)比方式進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)私有云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)吞吐量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論。具體測(cè)試參數(shù)如表3所示。

表3 多路訪問(wèn)優(yōu)化單元性能測(cè)試

通過(guò)表3充分證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中多路訪問(wèn)優(yōu)化單元，具有良好的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)交互運(yùn)算能力，能夠有效提升私有云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，從問(wèn)題產(chǎn)生根源，徹底解決傳統(tǒng)私有云存在的傳輸協(xié)議與樹(shù)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)量互不匹配，導(dǎo)致大量節(jié)點(diǎn)滯留，節(jié)點(diǎn)回饋活躍性降低，出現(xiàn)的一系列網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。

1.3 數(shù)據(jù)壓縮單元

傳統(tǒng)私有云平臺(tái)在日常使用中存在數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)回饋延遲高的問(wèn)題，導(dǎo)致用戶使用體驗(yàn)度降低。同時(shí)，較高延遲會(huì)造成私有云平臺(tái)底部數(shù)據(jù)邏輯混亂，不利于后期維護(hù)升級(jí)。

針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)上文的多路訪問(wèn)優(yōu)化單元能夠解決部分由端口協(xié)議參數(shù)異常造成的高延遲問(wèn)題。但是，針對(duì)私有云內(nèi)部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存邏輯問(wèn)題導(dǎo)致的數(shù)據(jù)交互節(jié)點(diǎn)回饋遲緩、延遲升高的問(wèn)題無(wú)法進(jìn)行徹底解決。為此，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中，采用數(shù)據(jù)壓縮單元對(duì)私有云儲(chǔ)存空間內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重組性邏輯排列，利用DHC壓縮算法對(duì)不同類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行特征化提取，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)特征工程文件，利用節(jié)點(diǎn)同傳技術(shù)在數(shù)據(jù)調(diào)取過(guò)程中快速還原數(shù)據(jù)本體，達(dá)到節(jié)省私有云存儲(chǔ)空間、提升網(wǎng)絡(luò)交互能力、消除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯導(dǎo)致的高延遲問(wèn)題。

提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中數(shù)據(jù)壓縮單元內(nèi)的DHC壓縮算法關(guān)系式如下所示。

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(5)

對(duì)提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中數(shù)據(jù)壓縮單元，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試。在10種延遲程度不同的傳統(tǒng)私有云平臺(tái)中運(yùn)用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，對(duì)比使用前后數(shù)據(jù)變化，具體參數(shù)如表4所示。

表4 數(shù)據(jù)壓縮單元仿真測(cè)試參數(shù)

通過(guò)表4中的使用前后數(shù)據(jù)對(duì)比可以充分證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法中數(shù)據(jù)壓縮單元，具有降低網(wǎng)絡(luò)延遲、提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互能力的作用，徹底解決傳統(tǒng)私有云平臺(tái)中網(wǎng)絡(luò)延遲高的問(wèn)題。

2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論

對(duì)提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試。測(cè)試平臺(tái)為Windows sever2016，平臺(tái)測(cè)試內(nèi)存為12G，測(cè)試平臺(tái)儲(chǔ)存容量為100TB，測(cè)試時(shí)間為72小時(shí)。通過(guò)對(duì)端口數(shù)據(jù)安全性、異常數(shù)據(jù)滲透率、數(shù)據(jù)上傳響應(yīng)時(shí)間、數(shù)據(jù)上傳最大交互速率、上傳峰值下資平臺(tái)資源開(kāi)銷(xiāo)、數(shù)據(jù)下載響應(yīng)時(shí)間、數(shù)據(jù)下載最大交互速率、下載峰值下資平臺(tái)資源開(kāi)銷(xiāo)、平臺(tái)整體穩(wěn)定性、多訪問(wèn)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸吞吐量、交互峰值下延遲、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)間幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行研究，將傳統(tǒng)私有云數(shù)據(jù)作為參照與測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從問(wèn)題產(chǎn)生點(diǎn)入手，分析并解決了傳統(tǒng)私有云平臺(tái)存在的一系列問(wèn)題?；贜AS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)綜合性能仿真測(cè)試具體參數(shù)如表5所示。

表5 基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)綜合性能仿真測(cè)試

通過(guò)表5中對(duì)提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)，可以充分證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存安全性高、數(shù)據(jù)交互資源穩(wěn)定，交互網(wǎng)絡(luò)環(huán)境好、峰值下網(wǎng)絡(luò)延遲小的優(yōu)點(diǎn)，且具備動(dòng)態(tài)調(diào)整交互通道數(shù)量功能與數(shù)據(jù)壓縮功能。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)私有云平臺(tái)的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入分析，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)找出問(wèn)題產(chǎn)生原因，根據(jù)產(chǎn)生原因提出基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)采用基于NAS的協(xié)議加密技術(shù)、多路訪問(wèn)優(yōu)化單元、數(shù)據(jù)壓縮單元，對(duì)傳統(tǒng)私有云存在的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性解決。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，提出的基于NAS的私有云存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存安全性高、峰值狀態(tài)下訪問(wèn)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)暢通性好、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸交互率高、延遲小等優(yōu)點(diǎn)。滿足基于NAS的私有云平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，為私有云平臺(tái)的未來(lái)發(fā)展提供了新的設(shè)計(jì)思路。

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Based on the NAS Private Cloud Storage Platform Design and Implementation

Liu Shaogang

(DianXi Science and Technology Normal University,Lincang 677000,China)

With the advent of the era of the ambassador and the construction of a high-speed network rapid development, digital network resource sharing has penetrated into People’s Daily work, study and life. Data network storage, many people sharing resources become the important way of modern information dissemination and preservation. However, the security of the network storage platform has been concern to users. Therefore, all kinds of private cloud storage platform is born, provides the user with a relatively independent space for personal use. After a long period of use, found that the traditional private cloud storage platform while can reach a certain amount of security, however, security is only relative to open public network location.At the same time, there are multiple users under instantaneous access protocol congestion, big data feedback delay the problem of high interaction nodes. In view of the traditional architectural characteristics and problems of private cloud causes, put forward based on the NAS private cloud storage platform design and implementation method. The agreement based on the NAS encryption technology, the optimization of multiple access unit, data compression unit to targeted to solve the problems existing in the traditional private cloud. Through the simulation experiments show that the private cloud storage platform based on the NAS method, the design and implementation of a data storage security access point is high, the peak condition good network smooth general characteristic, high data rate of network transmission interaction, and the advantages of small delay.

NAS; Big data; Private clouds; Storage; Delay

2017-01-20；

2017-02-14。

2016年度云南省教育廳科學(xué)研究基金指導(dǎo)性項(xiàng)目(2016ZDX159)。

劉紹剛(1984-)，男，云南臨滄人，碩士，講師，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)方向的研究。

1671-4598(2017)04-0205-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.04.056

G278.6

A