云計算環(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

云計算環(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

本文分析了當前云計算機環(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)拓撲結(jié)構(gòu)和無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，旨在提高云計算機數(shù)據(jù)中心的容錯性和安全性，為用戶提供更便捷的服務(wù)。

云計算機 數(shù)據(jù)中心 結(jié)構(gòu)模式

數(shù)據(jù)中心在云計算基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮了重要作用，是近年來云計算行業(yè)的研究重點。在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)范圍日益擴大，服務(wù)對象逐漸增加的背景下，數(shù)據(jù)中心的承載量也不斷上升，只有深入研究云計算機背景下的數(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。隨著計算機應(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，為滿足當前的市場需求，需要研究新型的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式，通過網(wǎng)絡(luò)的促進，全面提高云計算機的服務(wù)質(zhì)量。

1 云計算及數(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)時代下，云計算的效能起到了關(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)。在云計算機中，虛擬化技術(shù)是指保持虛擬服務(wù)器中的文件，并通過文件來實現(xiàn)應(yīng)用管理。虛擬化技術(shù)通過管理云計算機中的虛擬化層，以達到統(tǒng)一整合虛擬資源的目的。云計算機服務(wù)器的虛擬化技術(shù)有利于強化系統(tǒng)管理，以提高服務(wù)器的工作效率。資源池技術(shù)是指通過服務(wù)器的隔離使得云計算的硬件資源可分離使用，降低機房的壓力來為虛擬服務(wù)器提供良好的服務(wù)。數(shù)據(jù)中心作為云計算機中的底層基礎(chǔ)設(shè)施，云計算機數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式中的可靠性是云計算機數(shù)據(jù)中心成功運行的關(guān)鍵，其包括數(shù)據(jù)備份、業(yè)務(wù)模塊冗余等內(nèi)容。云計算機通過模塊化設(shè)計提高了可擴展性，實現(xiàn)了虛擬網(wǎng)絡(luò)的靈活應(yīng)用。云計算機數(shù)據(jù)中心的服務(wù)質(zhì)量高低取決于可管理性的強弱，通過協(xié)議管理體系搭建后臺管理平臺提高云計算機的管理能力。針對數(shù)據(jù)中心的各項業(yè)務(wù)采取邏輯隔離或物理隔離模式，以起到提升云計算機數(shù)據(jù)中心安全性的目的。

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

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)模式

云計算機環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)模式具有高連通性和低成本的特點，在保證數(shù)據(jù)中心服務(wù)質(zhì)量的前提下降低造價成本，是當前應(yīng)用范圍較廣的一種結(jié)構(gòu)模式。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對比傳統(tǒng)的樹形分層機構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)吞吐量更高的特點，滿足現(xiàn)代虛擬主機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。在商業(yè)服務(wù)器的云計算機環(huán)境下構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)模式能降低成本，由于當前的計算機PC機一般都有兩個以上的網(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)拓撲結(jié)構(gòu)以提高拓撲節(jié)點的連通性，進而達到擴大網(wǎng)絡(luò)吞吐量的目的。云計算機環(huán)境下多數(shù)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)模式都可使用同一型號的編程交換機，并將網(wǎng)絡(luò)分割成兩個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層次中心，起到保護所以服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)端口均可接受網(wǎng)絡(luò)通信的效果。

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

云計算機環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式包括無線數(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。通過無線數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了靈活調(diào)整，無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緩解了機構(gòu)堵塞問題，縮短了云計算機的應(yīng)用轉(zhuǎn)化時間，提高了數(shù)據(jù)中心的容錯性和擴展性。受傳輸壓力大和網(wǎng)絡(luò)線路干擾等問題，云計算機的無線鏈路的容量時常出現(xiàn)不足的情況，在無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式的有效應(yīng)用下通過無線通信的補充，構(gòu)建出無線體系結(jié)構(gòu)，促進了云計算機環(huán)境下數(shù)據(jù)中心的高效服務(wù)。無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式中的無線鏈路調(diào)度機制具有收集流量、分配鏈路等功能，通過MTU特定服務(wù)器的單元頭進行流量數(shù)據(jù)的收集工作，在控制天線的調(diào)度下分擔(dān)流量負載，實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)流量的平衡負載。無線數(shù)據(jù)中午網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式基于無形通信技術(shù)，聚合各服務(wù)器的節(jié)點，發(fā)揮出節(jié)點的延展性，進而達到最佳的使用效果。將服務(wù)器架構(gòu)與圓柱機架中，便于機架間流暢的溝通，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。云計算機環(huán)境下的無線數(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)的問題，在無線技術(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

在云計算機技術(shù)應(yīng)用范圍逐漸擴大的背景下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)模式勢必會被淘汰，本文對云計算機環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)模式展開研究，通過分析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)模式和無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式來提高網(wǎng)絡(luò)聚合的吞吐量和容錯性，以期在云計算機環(huán)境下虛擬化技術(shù)的支持下，促進數(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.面向云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].計算機研究與發(fā)展,2012,49(2):286-293

[2]魏祥麟,陳鳴,范建華,張國敏,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,2013,24(2):295-316

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