云計算環境下的分布存儲關鍵技術分析

中興通訊 張玲東

引言

信息技術的隨著社會的發展而不斷升級，現階段，我國各個行業的數據存儲量都在增長人們對于數據信息的存儲有了更新的要求。云計算作為一種新型的科學技術，已經在社會中得到了廣泛的應用。相比于傳統的數據信息存儲技術，它能夠提升信息數據傳輸與存儲的安全性。但是，在實際的使用中，由于云計算中傳輸和存儲的信息數據量過于龐大，導致了諸如容易產生錯誤等問題的發生，阻礙著云計算在社會上的使用與推廣。所以，本文對云計算環境下的分布存儲關鍵技術進行分析，為相關人員進行技術優化提供參考。

1.云計算環境下的分布存儲技術結構

1.1 交換機為核心的結構

云計算環境下，以交換機為核心的機構的樹形結構主要包括三層內容：邊緣層、聚合層、核心層。在邊緣層中，利用機架交換和服務器對聚合層與核心層記性連接，確保寬帶的匯聚，實現環境的均衡。聚合層與核心層進行連接能夠保證用戶與外界數據進行雙向訪問。交換機為核心的結構也有一定的不足，包括鏈路寬帶容量不足、靈活性較差、資源的浪費等等。

1.2 服務器為核心的結構

服務器為核心的結構通過設置多網卡，保證服務器之間的互聯，實現數據任務的轉發。在這種結構中，數據任務的轉發不需要借助交換機或是路由器就能夠進行。服務器為核心的結構在進行搭建的過程中并沒有難度，但是該結構中的鏈路冗余情況十分嚴重，所以并不適合使用于交換機中。這種結構也存在著不足，當進行大量的數據轉發任務時，會出現服務器的高強度負載，結點規模也會受到限制。

1.3 混合結構

交換機為核心的結構與服務器為核心的結構在進行單一的使用中都會有一定的局限性，所以將兩者進行結合使用，構成混合機構，能夠實現取長補短。通過同時采用交換機以及服務器完成數據的轉發任務，能夠有效控制路由費用，在網絡結構方面以及可擴展向方面均能起到優化作用[1]。混合結構對于數據包的大量轉發任務的完成，能夠有效避免出現服務器高強度負載的情況。

2.云計算環境下的分布存儲關鍵技術與分析

2.1 糾刪碼容錯技術

糾刪碼容錯技術是云計算環境下的分布存儲關鍵技術中數據容錯技術的一種。數據容錯技術能夠實現系統的可靠性與實用性的提升，并能夠改善數據的訪問效率。傳統的數據容錯技術一般是利用數據冗余的增加來實現的，但是這樣的方式存在著存儲資源的過多消耗的缺陷。而糾刪碼容錯技術就能夠有效減少存儲資源過度消耗的情況發生。

依據信道傳輸，對于多個數據庫的丟失進行容忍，并數據信息加入到分布式存儲中時糾刪碼容錯技術的主要工作方式。該技術除了能夠大幅度的降低存儲空間過度消耗的情況之外，還能夠實現對于多個數據進行編碼，并結合編碼數據對象的生成，完成巨大存儲數據的完全復制。

2.2 復制容錯技術

復制容錯技術也是云計算環境下分布存儲關鍵技術中數據容錯技術的一種，同時由于該技術能夠實現對于數據復制策略和數據組織結構兩個方面進行分析，所以是云計算環境下較常使用的一種數據容錯技術。

復制容錯技術主要是通過依據某一數據對象，進行多個相同模塊的復制與建立，并將其分配到不同的存儲節點中，以實現對于數據信息的有效存儲。應用該技術，能夠實現在后期數據信息有丟失或是存儲失效的情況下，也能利用其它存儲節點中的有效模塊獲取完整的數據信息。該技術的優勢在于能夠簡單并且高效的進行數據信息的讀取工作。

2.3 軟件節能技術

軟件節能技術主要是通過在維持網絡信息數據服務系統的良好運行的條件下，對于數據信息存儲的耗能進行有效的控制和降低。軟件節能技術的使用區域主要為在存儲節點，同時對于信息數據的管理方面進行操作行為的控制，達到整個的服務系統軟件節能的作用。在云計算環境下，軟件節能技術的使用能夠降低能源的浪費。

軟件節能技術中最重要的一項就是節點管理技術，它能夠實現云計算環境下，對于數據信息的存儲節點的分布進行分析，通過自動轉入低耗能或關閉狀態，實現能源損耗的降低。數據管理技術也是軟件節能技術的一種，主要對動態及靜態數據進行管理，并對緩存預讀進行管理[2]。

2.4 硬件節能技術

硬件節能技術依照建設層次進行劃分，能夠劃分為兩種技術，包括計算機整體技術和數據中心技術。計算機整體技術就是通過新型體系結構的使用，實現存儲系統中整體設備能耗的降低。而數據中心技術就是結合系統中硬件設備的能耗分析，將高耗能的硬件進行替換，實現系統能耗的降低。硬件節能技術可以說是運計算環境下分布存儲關鍵技術的節能技術中最為直接的一項技術。

2.5 網絡構建技術

在云計算環境下，多數企業會選擇利用成本投入的提升來保證數據信息存儲的可靠性與安全性。在傳統的數據存儲關鍵技術中，一般會通過磁盤空間的預留來實現數據信息存儲的擴展性，降低數據信息存儲空間的損耗。但是，這樣的方式只能夠滿足小規模的數據信息存儲需求，對于云計算環境下的大規模數據信息存儲需求并不能夠實現需求的滿足。通過利用網絡構建技術，也就是組網技術，能夠對于大規模的數據信息傳輸與存儲提供更好的保護服務。

網絡構建技術有兩種組網形式，分別是以太網組網技術和ATM局域網組網技術。這其中，以太網組網是目前國內外應用最為廣泛的一種網絡，具有較好的靈活性與簡便性。它可使用多種物理介質，以不同拓撲結構組網，是現代主流的一種網絡技術。以太網按其傳輸速率有三種：10Mb/s、100Mb/s和1000Mb/s。細纜以太網10 BASE-2，采用IEEE802.3標準，是一種典型的總線型結構。采用細纜為傳輸介質，通過T型接頭與網卡上的BNC接口相連的總線型網絡。

2.6 云計算的可擴展性

在云計算的環境下，數據信息存儲中心的數據保存量已經升級為EB級。在這樣的條件下，云計算的技術以及硬件條件都隨之提升。例如，某企業用戶在全球的計算機網絡中有40個數據信息存儲中心，那么這就只需要一個數據存儲節點就能夠媲美20世紀數百萬的數據信息中心。在這樣的條件下，數據信息的需求量增加，能夠實現云計算環境的拓展性實現與提升。只有通過對數據信息中心硬件系統進行改進，提升其可拓展性，才能使云計算環境更加完善。

3.總結

綜上所述，云計算環境下，數據信息的存儲量有了大幅的提升，相應的分布存儲關鍵技術也需要進行優化與發展。通過分析云計算環境下的分布存儲技術結構，并對糾刪碼容錯技術、復制容錯技術、軟件節能技術、硬件節能技術、網絡構建技術、云計算的可擴展性進行了探討，為相關技術人員展開實際的工作提供參考，也以此促進云計算環境下分布存儲關鍵技術的發展。

[1]顧永仁.云計算環境下分布存儲關鍵技術分析[J].中國新通信,2018,20(2):58.

[2]查楊.分析云計算環境下的分布存儲關鍵技術[J].電子技術與軟件工程,2016(2):190.