云计算环境下分布存储关键技术研究

高岳

摘 要

近些年来，网络技术取得了较快发展，云计算技术也取得了长足进步，目前已逐步成为网络技术发展的主要方向。作为一种新型网络资源，云计算的广泛使用能够大大提高对数据处理和数据存储的安全性，与此同时，通过在并分布存储技术中应用云计算技术，能够确保分布存储更加高效实用。基于此，本文从云计算环境下的分布存储技术的结构出发，分析了分布存储关键技术存在的弊端，进而就云计算环境下分布存储关键技术进行详细分析。

【关键词】云计算环境 分布存储 关键技术

现如今，云计算技术已成为网络技术发展的必然趋势，也将成为下一代计算模式发展的重要基础。目前，云计算技术在很多领域都有极其重要的作用，如计算机科学领域、商业计算领域，已逐渐成为社会各界关注的焦点。在云计算环境下，相关研究数据的分布和存储均集中于数据中心上，数据中心承担的是管理和组织的重任。换言之，分布存储关键技术处于云计算技术的核心位置。一般来说，位于存储中心的数据都是由众多百万级以上节点组合形成的，具有极大是存储规格，PB级和EB级居多。但是一直以来，分布存储技术经常会出现数据失效的问题，这对云计算的推广和应用有很大的限制和阻碍作用，使得云计算运行成本比较高。因此，对云计算环境下的分布存储关键技术进行研究就成为业界的重中之重。

1 分布存储关键技术在云计算环境下的构成

数据中心是云计算技术体系安全平稳运行的根本保障。通常，云计算的基本构成主要分为两个部分，其中硬件部分为计算机设备及相关系统提供必要支撑，软件部分主要为了数据中心的正常运行提供服务。根据数据中心数据信息通路的转发节点功能类型的不通可将云计算环境下的网络建构划分为以下几种类型，下面进行具体介绍：

1.1 交换机

在云计算环境下分布存储技术出现之前，交换机设备久已经在现代计算机技术领域得到了十分广泛的应用。在云计算技术体系中，交换机能够发挥数据中心的作用，有了交换机，就能够将用户和整个网络体系联系起来，实现数据的无障碍交换。一般情况下，交换机是通过与计算机服务器相连发挥作用，能够顺畅有序的让数据包在互联网技术环境中进行转发和传递。需要注意的是，这里提到的计算机服务器其本质上是一种存储设备，能够进行数据存储和读取操作。交换机通常为树形结构，从里到外有3层，分别为聚合层、边缘层和核心层。结合交换机的实际使用情况，可以看出交换机在使用过程中具有操作简单、连接容易、扩展简单的显著特点。但是，交换机技术也有一个致命的缺陷，无法满足大量数据的应用。

1.2 服务器

随着服务器在互联网领域的出现，网络技术传统的服务模式很快就被完全打破，此后，运用单体计算机设备，就可以实现与互联网的顺利连接。就服务器而言，其主要的任务就是对互联网环境中的数据信息对象进行转发，其最大的技术优点就是内部结构极其简单，而最大的缺点则是数据存储空间过于狭小，这是限制其广泛的最大问题。

2 分布存储关键技术在云计算环境中存在的问题

2.1 容错性问题

对于容错性问题的解决，可以通过先进的科学技术得以解决。在此前，主要是应用RAID技术来解决计算机的容错性问题。当然了还可以通过应用高性能服务器和专用的存储设备，这些对计算机容错性问题都能够得到有效改善。但是我们必须清楚，在当前大数据背景下，数据信息规模和节点数一直在不断增加，这进一步加大了数据的失效率。如果计算机容错性问题在短时间内不能很好的解决，一方面势必会增加客户的经济损失，另一方面，还会严重影响数据信息处理的工作效率。因此，计算机容错性问题的解决已经逐渐成为我国相关领域的学者们研究的热点话题，只有合理解决这一问题，才有可能实现云计算的长远发展。

2.2 扩展性问题

一直以来，计算机扩展性问题的解决主要是靠冗余磁盘的预留来完成的。客观的讲，这种解决措施能够使计算机存储磁盘的空间得到有效拓宽，这样数据的存储将会拥有更大的存储空间。但是我们看到这种解决方式仍然不能解决当前大规模数据存储的情形。因此，如果一味的通过冗余磁盘的预留方式解决数据存储空间的扩展性问题，往往是很难彻底解决大规模数据的存储和处理的问题。特别地，我国当前数据发展的规模已经达到了EB级，照这个发展速度，未来我国的数据规模将会更大，级别也会发展到更高地步。正因为这样，才有必要对数据网络中心和数据组织结构进行适应性调整，以满足现代社会的需求。

2.3 成本控制問题

在此之前，云计算技术还没有得到广泛应用，传统的数据分布储存结构只能适用于小规模数据的存储、计算和处理，更无法合理解决能耗的问题，因此在传统技术条件下，分布储存的材料成本和管理成本都处于较低水平。但是我们必须看到，当今社会计算机网络信息技术高速发展，各国直接联系正逐步加强，相应的，无论是数据规模还是数据数量都在急剧增加，使得相关成本也有很大增加，在这种情况下，成本的控制问题就成为了现代信息企业所需重点考虑的问题，如何在获取经济利益最大化的同时保证能耗和成本控制在最低水平，这是众多商家讨论的焦点。很明显，商家除了要考虑如何在满足经济利益最大化的同时尽可能的降低成本外，还要考虑如何在激烈的市场竞争中占据一席之地，并树立良好的企业形象。

3 云计算环境下分布存储关键技术

通过前面的分析可知，分布存储技术在云计算环境下普遍存在容错性问题、扩展性问题以及成本控制问题三种，这些问题导致了云计算环境下数据的存储、计算、处理的效率都极其低下，有待有效提高。目前，由于网络信息技术发展速度的进一步加快，顺利有效的解决了容错性问题和成本控制问题。下面所要介绍的容错性技术和节能技术都能够实现云计算环境下分布数据储存能力的有效提升，下面进行详细介绍：

3.1 数据容错技术

数据容错技术在分布存储关键技术研究领域是一项极其重要关键技术，通过该技术的应用，不仅能够使得系统的可靠性和实用性得到大幅提高，还能有效提高数据的访问效率。很多时候，数据容错技术的应用都是通过增加数据冗余来完成的，因为一旦有了冗余数据，这样可以保证在数据失效或者丢失时还能够查找到数据，但是由于大量的数据冗余，使得存储资源的消耗进一步加大，这是个不容忽视的问题。因此，要考虑在保证容错的同时，尽量提高存储资源的利用效率，达到降低成本的目的。目前，数据容错技术应用最为广泛的主要分为两种，一种是纠删码容错技术，另一种是复制容错技术。