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云计算环境下的分布存储关键技术研究

时间:2016-07-21 11:07 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:刘宝兵 点击次数:

  摘 要:随着我国信息技术水平的迅速发展,云计算水平也得到了相应的提高,作为下一代的计算模式,云计算在以下两个领域有着非常关键的影响,一个是科学计算领域,另一个是商业计算领域,得到了学术界以及企业界的高度认可。文章主要就云计算环境,对其分布存储的关键技术进行简要的分析。 

  关键词:云计算;分布存储;数据中心网络;容错 

  前言 

  随着信息化水平的不断提升,在许多领域中都产生了大规模的数据,并且数据量在迅速的增加,如科学计算领域,商业计算领域等等。在云计算环境之下,数据一般都会在若干的数据中心上去进行存储,随着数据规模的不断扩大,使得数据的存储问题受到了极大的挑战。为了使数据存储的速度得到提升,数据的存储在以下几方面提出了更高的要求,如在可扩展性方面,在容错性方面,在成本的控制方面。 

  1 分布存储技术的产生 

  随着信息时代的到来,计算机技术得到了广泛的应用,已经逐渐的呗运用到社会的各领域之中。故此其数据量也得到了快速的增长,而大量的数据如果仅仅是单独的存储在计算机上,就难以满足信息化的发展要求。在这种环境之下,云计算应运而生,使得数据存储的要求得到了解决。 

  分布存储技术则是计算机用户根据他们自身的需求在计算机的存储系统中进行分析,其后他们根据自己的存储需求,在网上去购买相应的存储空间。那么我们所存储的数据又是通过哪种方式而被存储到互联网中的,这也是我们需要进行探讨和了解的一个问题。在云计算环境下,不同的数据中心对应着不同的节点,大量的数据就会相应的存储在这个节点上,或者存储在数据中心上。接下来通过计算机程序,数据中心就会对数据进行相应的排列,继而将其传达给用户,那么用户接下来只要将这些数据通过自己的计算机存储到数据中心上即可[1]。云计算是依托互联网技术的发展而产生的,是一种全新的计算模型,共同分享基础资源是云计算的一大特点。 

  2 分布存储技术的结构 

  2.1 以交换机为中心的结构 

  在存储技术出现前,用户的数据中心基本上都是使用交换机来充当,通过将交换机同计算机的服务器进行相应的连接,数据包就会在互联网技术条件下进行转发,此时的服务器仅仅充当一个存储的设备,对数据包进行以下几方面的处理,一方面是进行存储的处理,另一方面是进行读取方面的处理。最后整个数据中心就会得到相应的实现。以交换机为中心的结构主要是树形结构,在这当中又包含了三个部分内容,第一部分是聚合成,第二部分是边缘层,第三部分是核心层[2]。树形结构有着许多方面的优点,如操作简单的优点,有着易连接的特点,有着易扩展的优势。然而这种结构的存储容量有着一定的限制,不能够满足当前信息技术发展而带来的对数据存储的更高需求,那么就使得这个系统的存储效率还应该有进一步的提升以应对当前发展的要求。 

  2.2 以服务器为核心的结构 

  不同于传统的机构,以服务器为核心结构的用户会进行服务器的连接工作,即将服务器与互联网设备进行相应的连接。为了实现互联,为每台服务器进行多个网卡的安装。在这个结构中,没有以下几方面的数据转发设备,一方面交换机,另一方面是路由器。数据转发的工作虽然没有通过交换机或者是路由器来进行转发的,但是在这个结构中可以通过服务器来完成这一工作。 

  CamCube是由微软研究院提出的一种数据中心网络结构,在这个结构中,CamCube主要是由服务器而进行连接构成的,没有交换机设备,也没有路由器设备。服务器的连接方式都是通过多个网卡来实现的,数据包的转发则是由服务器来进行转发的。在三维的每个方向,其中一个服务器的节点都会去其他两个服务器相连,进而构成了一个3D-torus。 

  CamCube结构和线路在连接方面相对来说较为简单,然而在链路上非常冗余,缺少了交换机设备,也就没有了树型结构的单点瓶颈,那么就能够使得服务器与网络底层交互。 

  2.3 混合结构 

  将以上两个服务器结构相互结合,就能够达到取长补短的作用,将优点表现出来 ,混合结构就在这两种服务器结构的结合下产生了。通过将交换机数据中心的各连接节点进行连接,继而使用互联网设备,使得服务器能够实现以下几部分的功能就是混合机构,第一部分是转发的功能,第二部分是存储的功能,第三部分是读取的功能,第四部分是路由的功能。 

  3 分布存储技术的简要分析 

  3.1 易发生错误 

  由于信息化技术的快速发展,使得人们对大量数据的存储有着更高的要求,用户为了实现自己的数据高存储要求,就使用一些性能较高的服务器设备,那么就很容易使得数据存储的费用有了一定程度上的增加,而且云计算也难以发挥它的经济效益,使得云计算的数据存储功能没有得到应有的利用[4]。这就造成了用户对供应商产生了质疑,而造成了一种不信任感,那么就会造成较大的经济损失,不利于信息技术的发展与提高。故此,就需要对分布存储的稳定性和准确性进行相应的提高。 

  3.2 可扩展性 

  在分布存储技术还没有发明之前,一般都是通过提高服务器的扩展性来使储存的空间达到用户的要求,以此来满足数据包以下几方面的功能,第一是存储功能,第二是读取功能,第三是转发功能。在分布技术产生之后,数据包的存储空间变得更为庞大,那么数据中心的存储量也就变得更大。 

  目前数据存储的计量单位通常有以下两种,一种是通过BP计算,一种是通过EB进行计算[5]。随着信息技术的不断发展,计算机系统数据存储量也会不断的增加。面对数据存储的不断增长,其对数据中心的规模也有着更高的需求,这就对存储系统的扩展性提出了更高的要求。所以在今后的计算机应用技术发展中,要对存储硬件中的扩展性进行改进提高,以满足用户的存储需求。 

  4 结束语 

  综上所述,随着云计算的不断发展,在社会各领域中得到广泛的应用。当前分布存储技术的主要问题是,要不断的满足用户的数据存储需求,所以在今后的计算机技术发展中,要对计算机系统的兼容性进行改进,并且对存储硬件的可扩展性进行改进。所以,计算机研究人员就需要对各数据中心的结构进行分析,以达到为数据存储提供一个高效的存储空间,为云计算的发展做出贡献。 

  参考文献 

  [1]王意洁,孙伟东,周松,等.云计算环境下的分布存储关键技术[J].软件学报,2012,4:962-986. 

  [2]郭翠云.云计算环境下的分布存储关键技术分析[J].硅谷,2013,16:42+22. 

  [3]高薇.云计算环境下的分布存储关键技术研究[J].石家庄学院学报,2015,6:58-60+119. 


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