云計算環境下的分布存儲關鍵技術

蔣毅

摘 要 當今社會已經步入了信息化的時代，信息技術正在蓬勃發展中。計算機也同樣被運用在每一個領域，這極大的促進了信息技術的進步，不可避免的也會帶來更大的挑戰，本文通過對分布存儲這一技術是如何產生以及該項技術的結構為突破口來進行分析這一技術中仍需我們完善的方面，以及在以后的發展前景和方向。

關鍵詞 云計算；分布存儲；技術；分析

中圖分類號 TP39 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0082-02

在21世紀這個科技高速發展的背景下，各樣的新型技術如雨后春筍般應時而生，云計算這項技術就是最突出的代表，該技術的出現和運用在很大范圍里的作用是很顯而易見的，遺憾的是這一技術在實際運用與推行中還有很多的阻力，所以研究云計算環境下分布存儲關鍵技術便成為了處理這一難題的重要憑據。

1 分布存儲技術的產生

現如今的社會是一個網絡時代，計算機已成為人們生活、工作、學習所必不可少的工具，自然數據量就會大量增加。單獨將如此大規模增加的數據存于計算機上，是沒有辦法跟上如今社會快速發展的步伐的。那么云計算這一從根本上解決數據存儲問題的技術便應運而生。它不僅符合信息技術的快速發展還滿足了一定的社會需求。對于數據是以什么樣的方式在互聯網上進行存儲，這是非常重要的。因為分布存儲這一技術是用戶根據自身實際的需求量在存儲系統中分析，從而選擇租或買網上的存儲空間來實現自己的存儲需要[1]。由于云計算環境的差別，數據中心的差別，大規模的數據便會存儲在各自對應的數據中心，在經過了數據中心的編排后，通過特定的端口傳輸給用戶，用戶自己在根據特定的端口將數據存儲在數據中心。作為最新的計算模式，同時實現了用戶間的資源共享，當然云計算自然要以互聯網技術為基底的。

2 分布存儲技術的發展現狀

2.1 容錯性

RAID技術進行容錯性升級，在此基礎上需要通過高性能服務器才能得以實現，這就造成生產成本大幅度提升。云計算環境下，數據存儲失效問題比較常見，所造成的經濟損失也是不可估量的，因此需要借助一定措施對分布存儲的容錯性問題進行解決。

2.2 可擴展性

設計冗余磁盤預留是提升可擴展性性能的常規手段，云計算環境下，數據升級至EB級別，常規手段磁盤預留方式已無法滿足要求。所以需要升級數據組織結構，以此才能促使可擴展性性能的提升。

2.3 成本控制

傳統方法可以對小規模節點數據進行管理，這一過程無特殊的能耗要求，想通過傳統方法促使分布存儲成本升級是不可行的。云計算環境下需要對數據存儲量和節點進行升級，也就容易追加成本，散熱與制冷方面同樣需要耗能，因而控制成本成為需要解決的重要問題。

3 分布儲存技術的構成

作為云計算技術中樞的數據中心，也是云計算技術的焦點。云計算技術有硬件、軟件2部分，云計算的應用面很廣，軟件與硬件的區別顯著，硬件為基礎類設施，軟件為程序[2]。計算機的設備和支撐系統是硬件的重點，對數據效率以及儲存結果產生影響的要素是數據中心的節點結構。所以，就依照轉發功能和節點的不同來分類，分布儲存技術的構成分3類。

3.1 中樞結構服務器

以服務器為中樞就是將很多網卡分裝在不一樣的服務器中，經網線逐個連接。該結構里，服務器不光要處理數及和儲存還擔負著對數據包進行轉發的任務。它有著非常顯著的優勢，這種結構以服務器作為中樞使用線路進行連接在構成上都比較方便，也讓網絡連接效果有更顯著的提升，實用性增強工作效率自然就高[3]。當然存在顯著的優勢就會相應的存在缺陷，鏈路冗雜，資源占用大，負載壓力加大等自然就會使計算效率大幅度的下降，那么必然會增加成本損耗性能。

3.2 結合2個單一結構

結合2個單一結構，服務器與交換機。結合這兩者的優勢互補，不但對網絡結構進行優化還能夠減少成本。提升了網絡結構的活力。這二者的結合結構可以將服務器與交換機的優勢表現的更突出，同時也能在保證同等性能的前提下降低我們的成本，可謂一舉兩得。

3.3 將交換機作為中心的結構

在過去的數據儲存里被大泛圍使用的是交換機，因此絕大多數用戶在云計算技術還未被使用前都在使用以交換機作為媒介將網絡與數據存儲中心進行連接的方式。將交換機作為中心結構的技術，分為了3個部分，這樣的結構操作起來更加簡單便捷，性能更強，但其本身也存在一些瑕疵，存儲空間有限，技術落后，這也意味著它同時擁有很大的上升空間，我們可以強化操作自由度，提升儲存效率等。

4 研究云計算環境下分布存儲技術

4.1 容錯性

現代科技的迅猛發展，也讓人們更加注重云計算在當前環境下的分布存儲技術。容錯技數的意思是在系統運轉過程中發生錯誤的情況下依然能夠保護用戶的數據不會出現錯誤所提供的技術。優化數據容錯技術能夠更好的增加系統的可靠性，使得應用性達到更高的水平，這對于數據的訪問率有著重大的意義[4]。數據容錯技術主要對糾、刪碼技術，復制容錯技術展開分析。

糾、刪碼技術是對于大量的數據目標進行的一種編碼，它可以通過使用刪除數據的辦法來進行新對象的查找，這樣可以完全復制并且使存儲量大大減低。

復制容錯技術在一個數據對象里制造出許多相同的模塊，將這些相同模塊分別放置在各個不同的節點之上，即使別的數據模塊失去效用以后用戶仍然可以在別的節點中取得相同數據。

4.2 可擴展性

目前，數據中心的存儲量已經升級。因此，云計算技術也應該緊跟發展的步伐，將數據中心的存儲量進行相應的提升，通過更新技術來達到快速提升的需要。對于數據存儲技術環境的日益發展，只有強化數據中心在需求上的提升才會對完成云計算環境的系統性擴展起到有利的作用。用戶在利用數據中心完成數據存儲的過程里要將規模性提升變為現實，那么存儲能力及結構也要提升。這樣一來，就要求我們對硬件的可擴展性做進一步的改進。因為這樣才能真正滿足用戶對于存儲需要。

4.3 節能技術

數據統計顯示[5]，運行過程中，儲存系統的耗能約占總量的45%左右。所以，研究節能的過程中，對儲存系統的耗能情況進行深入研究，不僅可以從這一途徑降低成本，還能為生態環境的維護提供現實意義。目前，節能技術可以囊括為如下2個方面：1）軟件方面的節能技術，在確保不降低系統正常運行性能的前提下，促使存儲數據系統的耗能降至最低是軟件節能技術所追求的目標。其主要對節點和數據進行管理，而節點管理是分析云計算環境下存儲節點的分布情況，當進入關閉或低能耗狀態時可以達到降低能耗的效果，數據管理則是對有關數據進行管理從而實現降低能耗效果，如動態數據、靜態數據以及緩存預取管理；2）硬件方面的節能技術，從硬件層次對節能技術進行深入了解，從不同層次對其進行劃分，可包括計算機整體技術和數據中心技術2種不同技術，其中數據中心技術主要是對高能耗以及高性能設備進行替換的技術，計算機整體技術主要是利用新型體系結構促使能耗降低的技術。

5 結論

云計算環境下的分布存儲關鍵技術在科技飛速發展的今天，取代了傳統的存儲方式，極大程度的增加了存儲空間，同時也實現了用戶間的基礎資源共享，方便快捷而且具有特別強的靈活性。當然，技術仍然在不斷地發展進步節能技術的產生不但提高了存儲效率，大大減低了成本，最重要的是對于現實生活的影響，這就是與人們息息相關的環境問題。分布存儲技術仍有很廣闊的提升空間，緊跟科技發展的步伐讓這一技術運用到更大的領域。

參考文獻

[1]蘇文，王煥東，臺運方，等.面向云計算的多核處理器存儲和網絡子系統優化設計[J].高技術通訊，2013，23（4）：360-367.

[2]朱曉姝，孫小雁，熊莉，等.基于密鑰樹的云平臺隱私保護與分享技術研究[J].合肥工業大學學報：自然科學版，2015，38（8）：1071-1073，1136.

[3]王中華，韓臻，劉吉強，等.云環境下多用戶文件共享方案[J].計算機研究與發展，2014，51（12）：2614-2622.

[4]王寧，楊揚，孟坤，等.云計算環境下基于用戶體驗的成本最優存儲策略研究[J].電子學報，2014，42（1）：20-27.

[5]王意潔，孫偉東，周松，等.云計算環境下的分布存儲關鍵技術[J].軟件學報，2012，04（1）：962-986.