郭士琪 趙爾丹 河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院

云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)模式研究

郭士琪 趙爾丹 河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院

本文分析了當(dāng)前云計(jì)算機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式，其主要包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，旨在提高云計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心的容錯(cuò)性和安全性，為用戶提供更便捷的服務(wù)。

云計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)中心 結(jié)構(gòu)模式

數(shù)據(jù)中心在云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮了重要作用，是近年來(lái)云計(jì)算行業(yè)的研究重點(diǎn)。在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)范圍日益擴(kuò)大，服務(wù)對(duì)象逐漸增加的背景下，數(shù)據(jù)中心的承載量也不斷上升，只有深入研究云計(jì)算機(jī)背景下的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式，讓高效的結(jié)構(gòu)模式發(fā)揮出最大效能，以突顯出數(shù)據(jù)中心的重要地位。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷更新?lián)Q代，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式出現(xiàn)了一定弊端，為滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求，需要研究新型的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的促進(jìn)，全面提高云計(jì)算機(jī)的服務(wù)質(zhì)量。

1 云計(jì)算及數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式概述

在日益發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，云計(jì)算的效能起到了關(guān)鍵作用，其具有提高資源利用率、高效管理、降低成本等作用。云計(jì)算中的關(guān)鍵技術(shù)包括：虛擬化技術(shù)和資源池技術(shù)。在云計(jì)算機(jī)中，虛擬化技術(shù)是指保持虛擬服務(wù)器中的文件，并通過(guò)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用管理。虛擬化技術(shù)通過(guò)管理云計(jì)算機(jī)中的虛擬化層，以達(dá)到統(tǒng)一整合虛擬資源的目的。云計(jì)算機(jī)服務(wù)器的虛擬化技術(shù)有利于強(qiáng)化系統(tǒng)管理，以提高服務(wù)器的工作效率。資源池技術(shù)是指通過(guò)服務(wù)器的隔離使得云計(jì)算的硬件資源可分離使用，降低機(jī)房的壓力來(lái)為虛擬服務(wù)器提供良好的服務(wù)。數(shù)據(jù)中心作為云計(jì)算機(jī)中的底層基礎(chǔ)設(shè)施，云計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式中的可靠性是云計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心成功運(yùn)行的關(guān)鍵，其包括數(shù)據(jù)備份、業(yè)務(wù)模塊冗余等內(nèi)容。云計(jì)算機(jī)通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)提高了可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了虛擬網(wǎng)絡(luò)的靈活應(yīng)用。云計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)質(zhì)量高低取決于可管理性的強(qiáng)弱，通過(guò)協(xié)議管理體系搭建后臺(tái)管理平臺(tái)提高云計(jì)算機(jī)的管理能力。針對(duì)數(shù)據(jù)中心的各項(xiàng)業(yè)務(wù)采取邏輯隔離或物理隔離模式，以起到提升云計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心安全性的目的。

2 云計(jì)算機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模式

云計(jì)算機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模式具有高連通性和低成本的特點(diǎn)，在保證數(shù)據(jù)中心服務(wù)質(zhì)量的前提下降低造價(jià)成本，是當(dāng)前應(yīng)用范圍較廣的一種結(jié)構(gòu)模式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)比傳統(tǒng)的樹形分層機(jī)構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)吞吐量更高的特點(diǎn)，滿足現(xiàn)代虛擬主機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。在商業(yè)服務(wù)器的云計(jì)算機(jī)環(huán)境下構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模式能降低成本，由于當(dāng)前的計(jì)算機(jī)PC機(jī)一般都有兩個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)端口，利用網(wǎng)絡(luò)端口構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以提高拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的連通性，進(jìn)而達(dá)到擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)吞吐量的目的。云計(jì)算機(jī)環(huán)境下多數(shù)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模式都可使用同一型號(hào)的編程交換機(jī)，并將網(wǎng)絡(luò)分割成兩個(gè)Fat-Tree結(jié)構(gòu)的變體，其中包括接入層、核心層及匯聚層三個(gè)層次中心，起到保護(hù)所以服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)端口均可接受網(wǎng)絡(luò)通信的效果。

2.2 無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式

云計(jì)算機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式包括無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，其中典型體系結(jié)構(gòu)是重要的組成部分。通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了靈活調(diào)整，無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緩解了機(jī)構(gòu)堵塞問(wèn)題，縮短了云計(jì)算機(jī)的應(yīng)用轉(zhuǎn)化時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)中心的容錯(cuò)性和擴(kuò)展性。受傳輸壓力大和網(wǎng)絡(luò)線路干擾等問(wèn)題，云計(jì)算機(jī)的無(wú)線鏈路的容量時(shí)常出現(xiàn)不足的情況，在無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式的有效應(yīng)用下通過(guò)無(wú)線通信的補(bǔ)充，構(gòu)建出無(wú)線體系結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了云計(jì)算機(jī)環(huán)境下數(shù)據(jù)中心的高效服務(wù)。無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式中的無(wú)線鏈路調(diào)度機(jī)制具有收集流量、分配鏈路等功能，通過(guò)MTU特定服務(wù)器的單元頭進(jìn)行流量數(shù)據(jù)的收集工作，在控制天線的調(diào)度下分擔(dān)流量負(fù)載，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)流量的平衡負(fù)載。無(wú)線數(shù)據(jù)中午網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式基于無(wú)形通信技術(shù)，聚合各服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)，發(fā)揮出節(jié)點(diǎn)的延展性，進(jìn)而達(dá)到最佳的使用效果。將服務(wù)器架構(gòu)與圓柱機(jī)架中，便于機(jī)架間流暢的溝通，以此構(gòu)建出網(wǎng)狀的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式，可稱為Cayley數(shù)據(jù)中心。云計(jì)算機(jī)環(huán)境下的無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式中出現(xiàn)的問(wèn)題，在無(wú)線技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，拓寬了數(shù)據(jù)中心的服務(wù)規(guī)模和范圍。

3 結(jié)語(yǔ)

在云計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大的背景下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式勢(shì)必會(huì)被淘汰，本文對(duì)云計(jì)算機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)模式展開(kāi)研究，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模式和無(wú)線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)聚合的吞吐量和容錯(cuò)性，以期在云計(jì)算機(jī)環(huán)境下虛擬化技術(shù)的支持下，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)模式朝更加安全可靠的方向發(fā)展。

[1]王聰,王翠榮,王興偉,蔣定德.面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2012,49(2):286-293

[2]魏祥麟,陳鳴,范建華,張國(guó)敏,盧紫毅.數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)[J].軟件學(xué)報(bào),2013,24(2):295-316

課題信息：2016年度河北省統(tǒng)計(jì)科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)信息資源整合研究”（2016HY29）。