云计算环境下的分布存储关键技术分析

中兴通讯 张玲东

引言

信息技术的随着社会的发展而不断升级，现阶段，我国各个行业的数据存储量都在增长人们对于数据信息的存储有了更新的要求。云计算作为一种新型的科学技术，已经在社会中得到了广泛的应用。相比于传统的数据信息存储技术，它能够提升信息数据传输与存储的安全性。但是，在实际的使用中，由于云计算中传输和存储的信息数据量过于庞大，导致了诸如容易产生错误等问题的发生，阻碍着云计算在社会上的使用与推广。所以，本文对云计算环境下的分布存储关键技术进行分析，为相关人员进行技术优化提供参考。

1.云计算环境下的分布存储技术结构

1.1 交换机为核心的结构

云计算环境下，以交换机为核心的机构的树形结构主要包括三层内容：边缘层、聚合层、核心层。在边缘层中，利用机架交换和服务器对聚合层与核心层记性连接，确保宽带的汇聚，实现环境的均衡。聚合层与核心层进行连接能够保证用户与外界数据进行双向访问。交换机为核心的结构也有一定的不足，包括链路宽带容量不足、灵活性较差、资源的浪费等等。

1.2 服务器为核心的结构

服务器为核心的结构通过设置多网卡，保证服务器之间的互联，实现数据任务的转发。在这种结构中，数据任务的转发不需要借助交换机或是路由器就能够进行。服务器为核心的结构在进行搭建的过程中并没有难度，但是该结构中的链路冗余情况十分严重，所以并不适合使用于交换机中。这种结构也存在着不足，当进行大量的数据转发任务时，会出现服务器的高强度负载，结点规模也会受到限制。

1.3 混合结构

交换机为核心的结构与服务器为核心的结构在进行单一的使用中都会有一定的局限性，所以将两者进行结合使用，构成混合机构，能够实现取长补短。通过同时采用交换机以及服务器完成数据的转发任务，能够有效控制路由费用，在网络结构方面以及可扩展向方面均能起到优化作用[1]。混合结构对于数据包的大量转发任务的完成，能够有效避免出现服务器高强度负载的情况。

2.云计算环境下的分布存储关键技术与分析

2.1 纠删码容错技术

纠删码容错技术是云计算环境下的分布存储关键技术中数据容错技术的一种。数据容错技术能够实现系统的可靠性与实用性的提升，并能够改善数据的访问效率。传统的数据容错技术一般是利用数据冗余的增加来实现的，但是这样的方式存在着存储资源的过多消耗的缺陷。而纠删码容错技术就能够有效减少存储资源过度消耗的情况发生。

依据信道传输，对于多个数据库的丢失进行容忍，并数据信息加入到分布式存储中时纠删码容错技术的主要工作方式。该技术除了能够大幅度的降低存储空间过度消耗的情况之外，还能够实现对于多个数据进行编码，并结合编码数据对象的生成，完成巨大存储数据的完全复制。

2.2 复制容错技术

复制容错技术也是云计算环境下分布存储关键技术中数据容错技术的一种，同时由于该技术能够实现对于数据复制策略和数据组织结构两个方面进行分析，所以是云计算环境下较常使用的一种数据容错技术。

复制容错技术主要是通过依据某一数据对象，进行多个相同模块的复制与建立，并将其分配到不同的存储节点中，以实现对于数据信息的有效存储。应用该技术，能够实现在后期数据信息有丢失或是存储失效的情况下，也能利用其它存储节点中的有效模块获取完整的数据信息。该技术的优势在于能够简单并且高效的进行数据信息的读取工作。

2.3 软件节能技术

软件节能技术主要是通过在维持网络信息数据服务系统的良好运行的条件下，对于数据信息存储的耗能进行有效的控制和降低。软件节能技术的使用区域主要为在存储节点，同时对于信息数据的管理方面进行操作行为的控制，达到整个的服务系统软件节能的作用。在云计算环境下，软件节能技术的使用能够降低能源的浪费。

软件节能技术中最重要的一项就是节点管理技术，它能够实现云计算环境下，对于数据信息的存储节点的分布进行分析，通过自动转入低耗能或关闭状态，实现能源损耗的降低。数据管理技术也是软件节能技术的一种，主要对动态及静态数据进行管理，并对缓存预读进行管理[2]。

2.4 硬件节能技术

硬件节能技术依照建设层次进行划分，能够划分为两种技术，包括计算机整体技术和数据中心技术。计算机整体技术就是通过新型体系结构的使用，实现存储系统中整体设备能耗的降低。而数据中心技术就是结合系统中硬件设备的能耗分析，将高耗能的硬件进行替换，实现系统能耗的降低。硬件节能技术可以说是运计算环境下分布存储关键技术的节能技术中最为直接的一项技术。

2.5 网络构建技术

在云计算环境下，多数企业会选择利用成本投入的提升来保证数据信息存储的可靠性与安全性。在传统的数据存储关键技术中，一般会通过磁盘空间的预留来实现数据信息存储的扩展性，降低数据信息存储空间的损耗。但是，这样的方式只能够满足小规模的数据信息存储需求，对于云计算环境下的大规模数据信息存储需求并不能够实现需求的满足。通过利用网络构建技术，也就是组网技术，能够对于大规模的数据信息传输与存储提供更好的保护服务。

网络构建技术有两种组网形式，分别是以太网组网技术和ATM局域网组网技术。这其中，以太网组网是目前国内外应用最为广泛的一种网络，具有较好的灵活性与简便性。它可使用多种物理介质，以不同拓扑结构组网，是现代主流的一种网络技术。以太网按其传输速率有三种：10Mb/s、100Mb/s和1000Mb/s。细缆以太网10 BASE-2，采用IEEE802.3标准，是一种典型的总线型结构。采用细缆为传输介质，通过T型接头与网卡上的BNC接口相连的总线型网络。

2.6 云计算的可扩展性

在云计算的环境下，数据信息存储中心的数据保存量已经升级为EB级。在这样的条件下，云计算的技术以及硬件条件都随之提升。例如，某企业用户在全球的计算机网络中有40个数据信息存储中心，那么这就只需要一个数据存储节点就能够媲美20世纪数百万的数据信息中心。在这样的条件下，数据信息的需求量增加，能够实现云计算环境的拓展性实现与提升。只有通过对数据信息中心硬件系统进行改进，提升其可拓展性，才能使云计算环境更加完善。

3.总结

综上所述，云计算环境下，数据信息的存储量有了大幅的提升，相应的分布存储关键技术也需要进行优化与发展。通过分析云计算环境下的分布存储技术结构，并对纠删码容错技术、复制容错技术、软件节能技术、硬件节能技术、网络构建技术、云计算的可扩展性进行了探讨，为相关技术人员展开实际的工作提供参考，也以此促进云计算环境下分布存储关键技术的发展。

[1]顾永仁.云计算环境下分布存储关键技术分析[J].中国新通信,2018,20(2):58.

[2]查杨.分析云计算环境下的分布存储关键技术[J].电子技术与软件工程,2016(2):190.