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      云計(jì)算下的分布存儲(chǔ)技術(shù)

      2017-09-08 06:54:14馬文耿貞偉
      電子技術(shù)與軟件工程 2017年14期
      關(guān)鍵詞:存儲(chǔ)技術(shù)計(jì)算環(huán)境交換機(jī)

      文/馬文 耿貞偉

      云計(jì)算下的分布存儲(chǔ)技術(shù)

      文/馬文 耿貞偉

      網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物,所包含的內(nèi)容有很多,例如:云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面。并且,在不斷發(fā)展的過(guò)程中,云計(jì)算逐漸成為我國(guó)各個(gè)行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)和主旋律,作為一種新的技術(shù)形式,可以有效的提升數(shù)據(jù)的處理和儲(chǔ)存。同時(shí),在云計(jì)算的大環(huán)境下,為了進(jìn)一步的提升數(shù)據(jù)資源的安全和穩(wěn)定等性能,逐漸將分布存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用到其中,以此提升數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的效率,以及云計(jì)算的實(shí)用性,為我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展,提供了重要的技術(shù)支持。

      云計(jì)算 分布存儲(chǔ)技術(shù) 數(shù)據(jù)

      網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代化發(fā)展的基礎(chǔ),云計(jì)算作為一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段,在我國(guó)一些行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中,起到了關(guān)鍵性的作用。但是,在云計(jì)算的大環(huán)境下,相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息量也相對(duì)較大,這樣可以其存儲(chǔ)和處理工作造成了嚴(yán)重的影響。因此,在云計(jì)算的大環(huán)境中,逐漸將分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用到其中,通過(guò)利用相關(guān)的技術(shù)形式,以此提升各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息的存儲(chǔ)量,以及安全、穩(wěn)定等性能,避免誤差的存在,對(duì)其相關(guān)工作的效率也有著一定的提升,促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。

      1 云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)分析

      云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)所包含的內(nèi)容有很多,其中運(yùn)行中核心基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)中心。同時(shí),在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的了解,這樣才能加強(qiáng)云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用的性能,其結(jié)構(gòu)可以從以下幾點(diǎn)分析:

      1.1 服務(wù)器結(jié)構(gòu)

      云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)的組成結(jié)構(gòu)有很多,服務(wù)器就是其中的一個(gè),也是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心。因此,在該結(jié)構(gòu)運(yùn)行的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)在其內(nèi)部安裝多個(gè)網(wǎng)卡,對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的連接。但是,在連接的過(guò)程中,是需要對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行全面的處理的儲(chǔ)存,還需要對(duì)其數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí),從另外的一個(gè)角度分析,服務(wù)器在各個(gè)線路連接的過(guò)程中,其整個(gè)過(guò)程以后組成都相對(duì)較為簡(jiǎn)便,也不需要交換機(jī)設(shè)備的存在,這樣可以在一定程度上保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)交換的準(zhǔn)確、穩(wěn)定等性能。但是,在服務(wù)器運(yùn)行的過(guò)程中,尤其優(yōu)勢(shì)的存在也會(huì)存在著一定的弊端,例如:鏈路稍有冗余,服務(wù)器中占用的計(jì)算資源較大,服務(wù)器的負(fù)載壓力加大從而導(dǎo)致服務(wù)器的整體計(jì)算效率大大降低,這樣可以能會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行的成本。

      1.2 交換機(jī)結(jié)構(gòu)

      交換機(jī)是云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)中,非常重要的一項(xiàng)結(jié)構(gòu),主要是起到數(shù)據(jù)和信息的儲(chǔ)存,可以將網(wǎng)絡(luò)體系和數(shù)據(jù)中心等方面,進(jìn)行有效的連接,成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的重要紐帶。同時(shí),在交換機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,主要是以樹形結(jié)構(gòu)為主,樹形結(jié)構(gòu)主要包括有:聚合層、邊緣層和核心層等方面,例如:圖1所示,并且該結(jié)構(gòu)具有相對(duì)簡(jiǎn)單的操作形式、連接較為容易、擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活性和存儲(chǔ)的高效率等性能優(yōu)勢(shì)。但是,在交換機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,也會(huì)存在中一定程度上的弊端,例如:存儲(chǔ)量相對(duì)有限??偟膩?lái)說(shuō),交換機(jī)的優(yōu)勢(shì)還是大于弊端,并且具有很大的提升空間。

      1.3 服務(wù)器與交換機(jī)相互混合結(jié)構(gòu)

      單一的服務(wù)器和交換機(jī)或多或少都存在一定的弊端,影響著云計(jì)算環(huán)境下分布存儲(chǔ)技術(shù)的正常運(yùn)行。因此,要想有效的提升云計(jì)算環(huán)境下分布存儲(chǔ)技術(shù)的運(yùn)行性能,可以將其兩者進(jìn)行有效的結(jié)合,形成混合結(jié)構(gòu)模式。在服務(wù)器和交換機(jī)相互結(jié)合的過(guò)程中,其優(yōu)勢(shì)可以從網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面、路由費(fèi)用方面、可擴(kuò)展性方面等方面,并且可以保證閣下各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信存儲(chǔ)的靈活性,更加保證了各項(xiàng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的準(zhǔn)確性。另外,在兩者相互結(jié)合的過(guò)程中,對(duì)服務(wù)器網(wǎng)卡安裝的數(shù)目,進(jìn)行一定程度上的控制,這樣也可以降低云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)的成本。

      2 云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)存在的問(wèn)題

      其實(shí),在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,由于一些因素的影響,還會(huì)存在著一定的問(wèn)題,只有對(duì)各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行一定程度上的了解,這樣才能不斷提升各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用形式,其問(wèn)題如下:

      2.1 容錯(cuò)性和可擴(kuò)展性問(wèn)題

      在傳統(tǒng)的儲(chǔ)存技術(shù)中,主要是利用相關(guān)的設(shè)備,進(jìn)行相應(yīng)的儲(chǔ)存工作,但是其安全、穩(wěn)定等性能確是相對(duì)較差,比較突出的一個(gè)方面就會(huì)容錯(cuò)性和可擴(kuò)展性,其技術(shù)的運(yùn)行成本也會(huì)有所增加。同時(shí),在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)運(yùn)行的過(guò)程中,一旦發(fā)生容錯(cuò)性和可擴(kuò)展性問(wèn)題的發(fā)生,很容易導(dǎo)致存儲(chǔ)性發(fā)生失效的現(xiàn)象。另外,在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)運(yùn)行的過(guò)程中,容錯(cuò)性和可擴(kuò)展性問(wèn)題的發(fā)生,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)失效的現(xiàn)象,并且失效點(diǎn)不會(huì)僅有一個(gè)。若是在大規(guī)模信息和數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中,是有時(shí)間段限制,一般情況下每隔6個(gè)小時(shí)便會(huì)數(shù)和信息的處理和儲(chǔ)存工作,但是節(jié)點(diǎn)失效的問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)和信息儲(chǔ)存的質(zhì)量,從而造成嚴(yán)重的損失。

      圖1:為樹形結(jié)構(gòu)分析圖

      圖2:為海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)結(jié)構(gòu)圖

      2.2 成本問(wèn)題

      在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,成本是其中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)形式。主要體現(xiàn)在存儲(chǔ)、計(jì)算以及處理小規(guī)模的信息數(shù)據(jù),能耗率較高。同時(shí),在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中,由于數(shù)據(jù)和信息量不斷的增加,其成本也會(huì)有所增加,其成本控制逐漸成為重點(diǎn)關(guān)注的一項(xiàng)問(wèn)題。也就是說(shuō),良好的云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)成本控制,也是云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

      3 云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存中關(guān)鍵技術(shù)分析

      在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程在,所包含的技術(shù)有很多,例如:數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等方面。那么,在下面的內(nèi)容中,對(duì)這兩種技術(shù)形式,進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述:

      3.1 數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)

      從客觀的角度分析,云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)是現(xiàn)代時(shí)代發(fā)生產(chǎn)物,數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)就是其中的一個(gè)。其實(shí),在云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,良好的數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)可以有效的提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的穩(wěn)定、可靠等性能,避免一些不必要的誤差存愛(ài)。數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)主要是還包含了糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)、復(fù)制容錯(cuò)技術(shù)等技術(shù)形式,那么,在這兩種技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,一定要根據(jù)云計(jì)算環(huán)境下分布儲(chǔ)存系統(tǒng)使用的情況,采取有效的解決措施,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù),從而在一定程度可以保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的穩(wěn)定、可靠等性能。那么,糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)、復(fù)制容錯(cuò)技術(shù)的具體應(yīng)用形式如下:

      3.1.1 糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)

      糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)是云計(jì)算環(huán)境下分布存儲(chǔ)技術(shù)中,非常重要的技術(shù)形式,主要是利用信息傳輸通道實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)木幋a技術(shù)。同時(shí),在糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,可以允許的不止一個(gè)信息、數(shù)據(jù)的丟失,并且可以將這些數(shù)據(jù)和信息,以應(yīng)當(dāng)對(duì)方式進(jìn)入分布式存儲(chǔ)領(lǐng)域,這樣也可以在一定程度上減少存儲(chǔ)的空間。同時(shí),在糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,可以對(duì)多項(xiàng)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的編碼的工作,并且可以進(jìn)行統(tǒng)一的復(fù)制,從而有效的降低了儲(chǔ)存量。另外,在糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,也會(huì)存在著一定程度上的弊端,所需要的成本相對(duì)較多。在應(yīng)用的中,一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)失真和丟失的現(xiàn)象,是需要大量資金成本修復(fù)的。因此,在糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)針對(duì)系統(tǒng)的具體運(yùn)行形態(tài),具體原因應(yīng)當(dāng)具體分析,這樣可以有效的提升糾刪碼容錯(cuò)技術(shù)的各項(xiàng)應(yīng)用性能,保證了各項(xiàng)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的穩(wěn)定、可靠等性能,避免發(fā)生丟失或者失真的現(xiàn)象。

      3.1.2 復(fù)制容錯(cuò)技術(shù)

      復(fù)制容錯(cuò)技術(shù)屬于數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)的一種,在應(yīng)用的過(guò)程中,主要是將某個(gè)數(shù)據(jù)作為主要的對(duì)象,從而構(gòu)建多個(gè)一樣的分布存儲(chǔ)模板,并且將各個(gè)數(shù)據(jù)放置在不同分布存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中,這樣一旦數(shù)據(jù)和信息發(fā)生失效或者失真的現(xiàn)象,可以利用相同的模板提取所需要的數(shù)據(jù)和信息,這樣可以為相關(guān)工作的開(kāi)展,提供了相對(duì)便利的條件,也保證了良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外,在復(fù)制容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,由于簡(jiǎn)單易用,操作并不復(fù)雜,可以有效的提升數(shù)據(jù)和信息獲取、處理、存儲(chǔ)等方面的工作效率。但是,在復(fù)制容錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,也是存在著一定的弊端,那就是由于存儲(chǔ)模板相對(duì)較多,這樣就必須應(yīng)用相對(duì)較大的存儲(chǔ)空間,這樣才能保證數(shù)據(jù)和信息在分布存儲(chǔ)的穩(wěn)定和可靠等性能。

      3.2 節(jié)能技術(shù)

      節(jié)能技術(shù)是云計(jì)算環(huán)境下分布存儲(chǔ)中,非常重要的一種技術(shù)形式,主要分析軟件技能技術(shù)和硬件技能技術(shù)等分方面。其實(shí),在大量數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)的過(guò)程中,會(huì)消耗45%的能源。因此,在下面的內(nèi)容中,主要是對(duì)節(jié)能技術(shù)中的軟件技能技術(shù)和硬件節(jié)能技術(shù),進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述:

      3.2.1 軟件節(jié)能技術(shù)

      在云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的過(guò)程中,軟件技術(shù)是節(jié)能技術(shù)中非常中重要的一種技術(shù)形式,主要是可以有效的提升系統(tǒng)運(yùn)行的性能,并且在一定程度上降低對(duì)能源的消耗,對(duì)信息和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和安全等性能,也給予了最大程度上的保證。同時(shí),在軟件技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,可以全面的、客觀的分析數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的形態(tài),并且針對(duì)數(shù)據(jù)和信息的總量,以及相應(yīng)的技術(shù)形式,進(jìn)行全滿的調(diào)整,避免數(shù)據(jù)和信息在存儲(chǔ)中,產(chǎn)生失真和丟失的現(xiàn)象。另外,軟件技術(shù)可以對(duì)已經(jīng)存儲(chǔ)的信息和數(shù)據(jù),可以自動(dòng)的進(jìn)行分析,保證相關(guān)設(shè)備可以處于定時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)的狀態(tài),這樣可以避免大量能源的消耗,對(duì)其資源也進(jìn)行了有效的,并且對(duì)其設(shè)備運(yùn)行的成本也進(jìn)行了有效的控制,保證良好的經(jīng)濟(jì)效益。

      3.2.2 硬件技術(shù)

      在云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的過(guò)程中,有軟件技術(shù)的存在,硬件技術(shù)也會(huì)隨之產(chǎn)生。其實(shí),在云計(jì)算環(huán)境下,硬件技術(shù)可以從系統(tǒng)層次方面入手,將整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)分為兩個(gè)方面,也就數(shù)據(jù)中心技術(shù)和計(jì)算機(jī)整體技術(shù)等方面。因此,在硬件技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)將數(shù)據(jù)中心技術(shù)進(jìn)行有效的利用,這樣可以有效的提升良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外,在云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的過(guò)程中,通過(guò)數(shù)據(jù)中心技術(shù)和計(jì)算機(jī)整體技術(shù)的相互配合,可以有效的提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行性能,并且降低了能源的消耗。例如:如2所示,是大量數(shù)空間數(shù)據(jù)云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的分布圖,通過(guò)圖2中的各項(xiàng)結(jié)構(gòu),可以充分展現(xiàn)出云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的先進(jìn)性。

      3.2.3 能耗模型技術(shù)

      能耗模型技術(shù)一般都是應(yīng)用在數(shù)據(jù)和信息量相對(duì)較大的中心上,主要是降低對(duì)能源的效消耗。其實(shí),在能耗模型技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,作為直接的方式就是降低數(shù)據(jù)和信息儲(chǔ)存的節(jié)點(diǎn),但是運(yùn)行性能也會(huì)隨之降低。因此,在能耗模型技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)降低能源和運(yùn)行性能兩者之間的關(guān)系,進(jìn)行綜合性的考慮,可以在數(shù)據(jù)中心構(gòu)建一個(gè)能耗模型。同時(shí),在能耗模型技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,主要是分為兩種形態(tài),主要分為:比例模型、兩端模型。其中,比例模型相對(duì)較為簡(jiǎn)便,并且整個(gè)結(jié)構(gòu)也比較直觀,主要是將硬件設(shè)備中的CPU、磁盤、交換機(jī)等設(shè)備的利用效率形成正比的狀態(tài),對(duì)電能消耗進(jìn)行一定程度上的了解,從而對(duì)電壓和電流的運(yùn)行頻率,進(jìn)行一定程度上的調(diào)整,以此降低了能源的消耗。然而,兩端模型新主要將風(fēng)扇、機(jī)械驅(qū)動(dòng)、二極管等方面,進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,以此降低云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的能源消耗。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,本文對(duì)云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)技術(shù)的一些相關(guān)內(nèi)容,進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和闡述,并且得到以下幾個(gè)結(jié)論:

      (1)從云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的角度的分析,主要分為:服務(wù)結(jié)構(gòu)、交換結(jié)構(gòu)、服務(wù)和交換相互混合結(jié)構(gòu),只有良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)才能有效的提升數(shù)據(jù)和信息的儲(chǔ)存量。

      (2)在云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的過(guò)程中,也會(huì)存在中一定的問(wèn)題,例如:容錯(cuò)性和擴(kuò)展性,以及成本控制等問(wèn)題。因此,在最后一個(gè)段落中,針對(duì)其存在的問(wèn)題,提出了一些技術(shù)形式,例如:容錯(cuò)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等方面。其實(shí),在云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)的過(guò)程中,只要對(duì)其相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用,就可以保證數(shù)據(jù)和信息的真實(shí)、穩(wěn)定等性能,擴(kuò)大了數(shù)據(jù)和信息的儲(chǔ)存空間量,也=避免的大量能源的消耗,對(duì)其成本進(jìn)行了有效的控制,這對(duì)我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,也提供了重要的技術(shù)支持。

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      作者單位 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心 云南省昆明市 650217

      馬文(1981-),男,云南省昆明市人。大學(xué)本科學(xué)歷。高級(jí)工程師。研究方向?yàn)樵朴?jì)算大數(shù)據(jù)技術(shù)。

      耿貞偉(1973-),男,黑龍江省哈爾濱市人。研究生。工程師。研究方向?yàn)樵朴?jì)算技術(shù)。

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