云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的研究

董凌帆

摘要：如今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越朝著云計(jì)算的方向發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)也在不斷進(jìn)步。為了更好地適應(yīng)云計(jì)算的發(fā)展形勢(shì)，必須充分地研究數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。文章重點(diǎn)介紹云計(jì)算環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的相關(guān)特點(diǎn)，論述了云計(jì)算背景下的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，并提出了云計(jì)算環(huán)境下運(yùn)用數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)的注意事項(xiàng)。希望能夠起到拋磚引玉之效果。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù);研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP333;TP309.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）07-0097-02

1 云計(jì)算環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的相關(guān)特點(diǎn)介紹

如今網(wǎng)絡(luò)信息科技發(fā)展迅猛，數(shù)據(jù)信息總量出現(xiàn)了爆炸式、指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，數(shù)據(jù)正在大量生成，用戶(hù)出現(xiàn)了越來(lái)越多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。以下是它們的具體特點(diǎn)。

首先，要求數(shù)據(jù)庫(kù)具備高并發(fā)讀寫(xiě)的能力需求。如今互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在突飛猛進(jìn)，Web2.0應(yīng)用更關(guān)注用戶(hù)需求，要結(jié)合受眾的個(gè)性化信息及時(shí)提供動(dòng)態(tài)信息，提供動(dòng)態(tài)頁(yè)面，比如微博、朋友圈等。此類(lèi)應(yīng)用要求數(shù)據(jù)庫(kù)能夠滿(mǎn)足大量高頻率的并發(fā)訪問(wèn)負(fù)載。

其次，要求高效率地訪問(wèn)和存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)。微博、微信朋友圈、QQ、支付寶等的用戶(hù)動(dòng)態(tài)采取了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，為了滿(mǎn)足客戶(hù)的高效率訪問(wèn)以及存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的需要，必須提升其訪問(wèn)和存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的能力。

再次，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)提出了高可用性以及高可擴(kuò)展性的需求。在以Web為基礎(chǔ)的架構(gòu)中，最難進(jìn)行的是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施橫向擴(kuò)展，在Web應(yīng)用的訪問(wèn)量和用戶(hù)量急劇增加時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器無(wú)法借助更多的服務(wù)節(jié)點(diǎn)和硬件設(shè)施來(lái)擴(kuò)展性能和分擔(dān)負(fù)載[1]。但很多網(wǎng)站和應(yīng)用為了提供持續(xù)性服務(wù)，迫切需要升級(jí)，以完成數(shù)據(jù)遷移和停機(jī)維護(hù)，進(jìn)而降低了客戶(hù)的使用體驗(yàn)值。

最后，支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理能力的需求，云存儲(chǔ)技術(shù)綜合了多類(lèi)存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的性能，極大地提升了吞吐量、容錯(cuò)、讀寫(xiě)分布、冗余、負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)劃分等領(lǐng)域的技術(shù)，而且融合若干存儲(chǔ)技術(shù)，能夠有效地適應(yīng)各種數(shù)據(jù)的實(shí)際存儲(chǔ)需要。

2 云計(jì)算背景下的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

2.1 塊存儲(chǔ)技術(shù)

塊存儲(chǔ)借助傳統(tǒng)意義上的磁盤(pán)陣列來(lái)完成，重點(diǎn)是為諸多應(yīng)用軟件提供通用存儲(chǔ)性能，把存儲(chǔ)區(qū)域氛圍一定數(shù)量的小塊，讓過(guò)去裸存儲(chǔ)設(shè)備的相關(guān)存儲(chǔ)空間暴露出來(lái)，借助FCSAN、SCSI、SAS把磁盤(pán)設(shè)備連接到存儲(chǔ)服務(wù)器，服務(wù)器能夠借助FCSAN、SAS、SCSI協(xié)議來(lái)訪問(wèn)以及控制數(shù)據(jù)[2]。塊存儲(chǔ)方式?jīng)]有數(shù)據(jù)解包、打包的過(guò)程，性能更高，帶寬比較大、數(shù)據(jù)訪問(wèn)的實(shí)際延遲率低，然而缺乏良好的可擴(kuò)展性。所以采取彈性塊存儲(chǔ)減少過(guò)去的磁盤(pán)盤(pán)陣的應(yīng)用比重，以適應(yīng)靈活擴(kuò)展以及快速分配的場(chǎng)景。

塊存儲(chǔ)能夠借助諸多設(shè)備堆疊出的空間更大，但是受到數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)性能的制約，一般情況下僅僅能夠TB級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用提供支持。重點(diǎn)涵蓋了高I/O、高性能的公司重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)（內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)），當(dāng)然也能夠?yàn)楦鞣N虛擬機(jī)創(chuàng)造集中存儲(chǔ)的空間，它涵蓋了實(shí)例存在以及鏡像存儲(chǔ)。在現(xiàn)有的云計(jì)算環(huán)境下，使用塊存儲(chǔ)技術(shù)時(shí)要結(jié)合數(shù)據(jù)的保留時(shí)間、重要性、容量、訪問(wèn)頻率、性能等多種指標(biāo)，實(shí)施分級(jí)存儲(chǔ)管理策略。通常情況下應(yīng)該分成靜態(tài)、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)級(jí)別，塊級(jí)和文件級(jí)別，以盤(pán)陣和主機(jī)等類(lèi)型進(jìn)行分解，在性能不同的存儲(chǔ)設(shè)備上以針對(duì)性的方式，分別存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，從而讓數(shù)據(jù)客體自動(dòng)遷移到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備中。

2.2 結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存在非一致性等多個(gè)方面的技術(shù)壁壘，在云存儲(chǔ)技術(shù)中采取表存儲(chǔ)的方式，對(duì)半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，采取Hadoop框架等多種技術(shù)，設(shè)定鍵值對(duì)映射模型，向應(yīng)用系統(tǒng)輔以可擴(kuò)展性較強(qiáng)的表存儲(chǔ)空間，重點(diǎn)涵蓋了分析型（OLAP）數(shù)據(jù)庫(kù)以及交易型（OLTP）數(shù)據(jù)庫(kù)[3]。

交易型應(yīng)用每次查找或者更新少量記錄時(shí)，響應(yīng)時(shí)間非常短暫，并發(fā)量比較大，側(cè)重運(yùn)用于互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模社交網(wǎng)絡(luò)、微博、博客、在線(xiàn)詳單查詢(xún)等多種業(yè)務(wù)中。在新型詳單查詢(xún)業(yè)務(wù)以及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，可以引用NoSQL技術(shù)存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足海量的交互性數(shù)據(jù)查詢(xún)要求，提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理水平和它的可擴(kuò)展性，打破傳統(tǒng)的系統(tǒng)瓶頸。

分析型應(yīng)用采取了批量導(dǎo)入的方式，更新非常少，每次都能夠處理大量數(shù)據(jù)，并發(fā)量比較小。重點(diǎn)是處理規(guī)模化日志存儲(chǔ)、信令系統(tǒng)XDR數(shù)據(jù)分析預(yù)處理以及存儲(chǔ)、經(jīng)分系統(tǒng)ETL等多種場(chǎng)景，還能夠引入越來(lái)越完善的日志詳單類(lèi)存儲(chǔ)，這些都會(huì)全方位提升系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和存儲(chǔ)性能，以補(bǔ)充數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，承擔(dān)數(shù)據(jù)挖掘、ETL，處理非結(jié)構(gòu)化的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)面臨的壓力予以緩解。

2.3 非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)

非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)重點(diǎn)涵蓋了兩種，分別是對(duì)象存儲(chǔ)以及分布式文件存儲(chǔ)。

首先是分布式文件存儲(chǔ)。它能夠提供一定的文件存儲(chǔ)能力，它能夠聚合局域網(wǎng)中分散在每臺(tái)計(jì)算機(jī)中的共享文件夾，使它們變成相應(yīng)的虛擬共享文件夾，以統(tǒng)一視圖的方式向用戶(hù)提供所有的分布式文件資源，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)接口的方式，向應(yīng)用系統(tǒng)提供存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)的巨大空間，支持復(fù)雜目錄結(jié)構(gòu)以及隨機(jī)讀寫(xiě)等。

其次，對(duì)象存儲(chǔ)。此處提到的分布式文件存儲(chǔ)和對(duì)象存儲(chǔ)均系非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)種類(lèi)，對(duì)象存儲(chǔ)易于操作，不必反復(fù)修改，針對(duì)多次讀取、一次寫(xiě)入的相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)該優(yōu)先把握對(duì)象數(shù)據(jù)的相關(guān)存儲(chǔ)系統(tǒng)。對(duì)象存儲(chǔ)能夠?yàn)榉墙Y(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)提供Key-Value存儲(chǔ)方式，人們能夠借助鍵值找到所需要的數(shù)據(jù)文件，提供以對(duì)象訪問(wèn)為基礎(chǔ)的REST/SOAP接口，需要支付較多的協(xié)議成本，響應(yīng)延遲比文件存儲(chǔ)時(shí)間更長(zhǎng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)以及應(yīng)用系統(tǒng)之間只有松散的耦合程度[4]。

3 云計(jì)算環(huán)境下運(yùn)用數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)的注意事項(xiàng)

首先是數(shù)據(jù)安全。在運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)的成本不高，但是互聯(lián)網(wǎng)的普遍運(yùn)用不能有效地保障數(shù)據(jù)信息的可靠性和安全性。不少云計(jì)算企業(yè)尚未公開(kāi)用戶(hù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而影響了使用者的合法利益，也不利于云計(jì)算儲(chǔ)存技術(shù)的大規(guī)模運(yùn)用和更好發(fā)展。

其次，可靠性。要想實(shí)現(xiàn)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，要結(jié)合個(gè)人電腦來(lái)完成，如此一來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全等級(jí)不高，而且彼此間不存在安全授權(quán)，易于被黑客劫持和利用，會(huì)遭受更猛烈的網(wǎng)絡(luò)攻擊，云端數(shù)據(jù)遭到破壞。

最后是成本問(wèn)題。從有關(guān)調(diào)查來(lái)看，存儲(chǔ)技術(shù)以及云計(jì)算能夠節(jié)約成本，特別適宜于小型企業(yè)以及個(gè)人用戶(hù)的計(jì)算機(jī)成本。然而云計(jì)算需要先進(jìn)的技術(shù)支持，個(gè)人用戶(hù)不同于企業(yè)用戶(hù)，在運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過(guò)程中，資金使用效率比較高，節(jié)約效果突出。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，云計(jì)算技術(shù)是新式的計(jì)算技術(shù)，正在突飛猛進(jìn)地向前發(fā)展，它可以實(shí)現(xiàn)大批量地采集相關(guān)參數(shù)，建立一定的數(shù)據(jù)集，在此基礎(chǔ)上為計(jì)算機(jī)用戶(hù)提供針對(duì)性的協(xié)助與服務(wù)。今后云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展空間還比較大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)勢(shì)必能更有效地、更安全、更便捷地存儲(chǔ)和保護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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