论云计算环境下分布式缓存技术现状及面临的挑战

崔宝才 天津电子信息职业技术学院

论云计算环境下分布式缓存技术现状及面临的挑战

崔宝才 天津电子信息职业技术学院

云计算；分布式缓存技术；现状及挑战

随着互联网技术与计算机技术的不断发展，计算机平台已经成为了人们信息交流的基础。分布式缓存技术发展到今天已经具有了强扩展性、高可靠性、大吞吐性等特点，其已经成为了互联网平台云计算环境底层支持的基础，也是计算机数据传输可靠的支撑。

1.云计算概述

云计算这个名词随着计算机技术的全面发展而备受关注，其在学术界、商界、政府都得到了较大的肯定并成为了业界的热议话题。云计算可以将丰富的互联网资源联系起来形成全新的计算机模式。其使用的方便性、快捷性与经济性得到了企业的广泛关注，其对IT业影响巨大，不仅能减轻IT业工作的复杂性，还能促使IT业发展自己的核心业务。但目前云计算面临很大的安全问题，其安全问题也得到了人们的广泛关注。因为云计算的安全问题，很多企业对云计算系统产生了担忧，并有一部分企业打算终止对云计算的使用，比如2009年2月和7月亚马逊网络出现了瘫痪的问题， 2009 年3月谷歌的用户信息遭到泄露等，这些问题不得不使人们对云计算系统重新审视并高度重视其安全问题。

2.云计算环境下分布式缓存技术的现状及特点

2.1 分布式缓存技术的结构

分布式缓存技术将互联网之间的服务器通过网状的连接方式连接起来，使数据通过多副本机制在互联网之间进行传输。分布式缓存系统采用的事无中心操作控制台即其可以在任何一个服务器上进行登录并能实现对全部数据的控制、对集群的访问及进行实时监控等，还可以通过操作维护台对集群软件进行统一配置和升级等。

2.2 分布式缓存系统具有可靠性

互联网数据之所以能够得到广泛的认可和应用，是应为其数据具有可靠性，分布式缓存系统也具有高度的可靠性。数据缓存采用的是R、N、W原则，R为读取副本数，读取一定的副本才能认为读成功， N为数据副本数， W为所写副本数，写够一定数量的副本才算写成功。这三个量有一定的数据关系：当W+R>N时，可以认为系统中的数据是可靠地。其主要通过副本机来保证数据的可靠性。在R、N、W原则中，数据循环表由各节点的IP按大小组成，让第一个节点寻找其他活结点，并将其作为备用，在没有故障的情况下，协同器即为路由的第一个节点，如果协同器节点发生了故障，可以选择下一个活结点作为协同器，这样以此类推来保证数据的安全性与可靠性。

2.3 分布式缓存系统具有扩展性

分布式缓存能实现数据的高扩展性，其通过增加数据服务节点和低延时的数据访问服务来增强数据的处理能力，且访问服务高度透明。例如，要扩充A点的数据，通过一定的命令可以将B上的数据直接添加到节点A中，实现数据的传输。分布式缓存系统的高扩展性可以大大的扩展节点空间，使数据空间得到最大化，这样方便数据的整合和数据的传输与储存。

2.4 分布式缓存系统的性能特点

分布式缓存系统的高性能保证了数据的有效传输。其采用异步接口和同步接口来实现对数据的处理，同步接口在服务店执行返回命令后可以使客户端应用返回，异步接口则通过回调函数的方式来使应用打开。影响分布式缓存服务端口性能的因素有很多，比如，内存的组织访问形式，执行效率，线粒锁的粒度等都会影响其性能。分布式缓存的高性能能在反复的实验测试的过程中提高数据的实行效果。

2.5 分布式缓存系统的数据能始终保持一致

分布式缓存系统通过控制数据值副本的一致性来实现的，即使数据传送的节点不同也能实现数据的一致。但在对数据进行操作时一定要确定整个副本版号的实际数据，来保证写入数据后其版本的最新性和一致性。在操作过程中，协同器要获取全部的副本数据，并通过检测副本数据的一致性来确定所读取数据的对错，并不断对版本进行更新，为下次使用做好准备。

3.云计算环境下分布式缓存技术面临的挑战

3.1 缓存策略的方法及其管理面临挑战

缓存策略是根据不同的机器设备和应用环境有针对性的进行设计的，一般有一致策略和替换策略等，缓存适应机制的设立是为了进一步的补充和完善分布式缓存系统的服务性能，并进一步提高缓存系统的适应性。目前，分布式缓存策略面临两方面的问题和挑战，一是缓存系统的自适应问题，自适应是系统在更新后的一种内部调整模式，使其性能能很快的适应更新后的系统，而分布式缓存系统在自行进行更新后自适用能力不强，系统反应慢等问题时有发生。二是分布式缓存系统的管理问题，其主要是如何保证缓存系统中的数据与所传输的数据保持一致，并且不同的人对缓存内容进行应用后如何保持数据的一致性，而不被不同的人进行修改后数据发生变化，现在分布式缓存系统所面临的一个挑战是，不同的用户对缓存内容进行修改后，总以最后修改人的内容进行储存，其就改变了缓存内容的客观性和真实性，如何保证数据的客观与真实是现在缓存管理所面临的一个挑战。

3.2 缓存服务性能面临挑战

分布式缓存系统会为很多客户服务，如果每个用户在不同的时段对分布式缓存系统进行应用的话，分布式缓存系统会很好的为其服务，并提供其所需要的数据内容。但当多个用户同时使用分布式缓存系统的时候就会出现信息被劫持的现象，即有些客户在数据库中找不到自己想要内容，资源被其他客户所霸占，所以，如何做到资源的合理分配与公平的共享及如何最大限度地提高资源的利用率，满足客户的实际需要是缓存服务器所面临的一个问题和挑战。

崔宝才，男，汉族，1979-03，河北沧州人，天津电子信息职业技术学院，副教授职称，教研室主任，本科学历，硕士学位，研究方向：主要从事网络安全技术及物联网应用技术研究。

计算机技术的发展在紧跟科技发展的脚步，其发展速度非常之快，近年来，分布式缓存技术不断得到发展，其广泛应用于很多领域，并得到学术界一致好评。分布式缓存技术创立了一个在云计算环境下的全新的计算机领域，从这一方面说其推动了计算机技术向前发展。但分布式缓存技术在云计算机环境下应用还存在一些问题。本文在介绍云计算的基础上分析了分布式缓存技术在云计算环境下的现状及特点，最后简析了云计算环境下分布式缓存技术所面临的挑战。

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