時(shí)間：2022-05-21 11:05:38
序論：在您撰寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
【摘要】 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展同時(shí)也帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)作為一種重要的數(shù)據(jù)存數(shù)技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。不斷發(fā)展和改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存數(shù)技術(shù)，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展。本文分析了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的分析和應(yīng)用和現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的分析和應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 分析 應(yīng)用
數(shù)據(jù)存數(shù)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的模塊，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存數(shù)技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是高智能化、低成本化，通過深入分析和研究網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，不斷地進(jìn)行改進(jìn)和完善，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)更加強(qiáng)大和安全，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展。
一、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的分析和應(yīng)用
1、SAN。SAN是一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)區(qū)域的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備聯(lián)系起來，服務(wù)器使用SAN接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。SAN存儲(chǔ)區(qū)域基于LAN層次一下，是一種高效的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，利用SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，可以有效地緩解大容量數(shù)據(jù)傳輸對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的影響，能夠優(yōu)化大容量數(shù)據(jù)的分配。但是這種技術(shù)在日常的應(yīng)用中操作性較差，在維護(hù)和構(gòu)建SAN架構(gòu)時(shí)，技術(shù)人員必須具有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)積累，再加上SAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)裝置價(jià)格昂貴，增加了這種技術(shù)的運(yùn)行成本，使得SAN技術(shù)難以發(fā)展和普及。
2、DAS。DAS是一種和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，它利用SCSI接口或光纖通道將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備直接相連，這種直接相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，系統(tǒng)的運(yùn)行成本相對(duì)較小，被廣泛的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集群環(huán)境中，具有良好的擴(kuò)展性。例如，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器分布比較分散，利用普通的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行連接在技術(shù)上有很大的困難，這時(shí)可以利用DAS技術(shù)。但是這種技術(shù)最大的缺點(diǎn)是不具有共享性，需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中每一個(gè)客戶終端配置一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)器，給網(wǎng)絡(luò)的管理存儲(chǔ)維護(hù)帶來了很大的難度，服務(wù)器一旦發(fā)生故障，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息很難進(jìn)行恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量空間難以進(jìn)行拓展，在這種背景下，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的普及受到了很大程度的限制。
3、NAS。NAS是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)附加技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)附加技術(shù)能夠直接將計(jì)算機(jī)磁盤序列和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接起來，NAS技術(shù)的服務(wù)器主要由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)硬件和計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)共同組成[2]，在應(yīng)用過程中，具有很強(qiáng)的拓展性，并且SAN技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備價(jià)格相對(duì)較低，安裝操作簡(jiǎn)單便捷，具有可靠、安全、高容、高效等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在法律環(huán)境、電子出版以及圖像教育等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域都對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量有著很高的要求。與此同時(shí)，NAS技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開銷較大，在數(shù)據(jù)文件訪問過程中，NAS技術(shù)很難適應(yīng)高訪問速度的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，例如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)應(yīng)用，NAS會(huì)占據(jù)大量的帶寬，并且NAS難以兼容多種不同存儲(chǔ)設(shè)備，無法對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，這樣就限制了NAS技術(shù)在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。
二、現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的分析和應(yīng)用
1、云存儲(chǔ)。云存儲(chǔ)技術(shù)是依托云計(jì)算應(yīng)用技術(shù)發(fā)展而來的，云存儲(chǔ)技通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)軟件將多種存數(shù)設(shè)備集合和聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)運(yùn)行和工作，充分運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和集群應(yīng)用等功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問等功能。云存儲(chǔ)是電子信息時(shí)代的一種非常具有代表性的存儲(chǔ)技術(shù)，和其他的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)相比，不僅具有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，有效地降低了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的運(yùn)行成本，還提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的拓展性和靈活性。
2、OBS。OBS是一種基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，其包含著存儲(chǔ)屬性可拓展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容器和存儲(chǔ)長(zhǎng)度可變的存儲(chǔ)模塊[3]，是一種重要的組織邏輯方式，能夠提供多種類似于文件的訪問方式，如文件的關(guān)閉、讀寫、打開等，OBS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)融合了SAN和NAS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)一的對(duì)象接口，有效地提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的拓展性，提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行性能。OBS技術(shù)最主要的特點(diǎn)就是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中相關(guān)的物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖標(biāo)放置在系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備中，當(dāng)前OBS技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)技術(shù)，其較強(qiáng)的拓展性和高性能，使得OBS技術(shù)廣泛的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域。
三、結(jié)束語
無論是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)還是現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，都需要不斷地改進(jìn)和發(fā)展，不斷提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的可靠性、安全性和拓展性，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
云技術(shù)是當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)，把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索技術(shù)以云技術(shù)結(jié)合起來創(chuàng)新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫高性能數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)檢索機(jī)制是今后未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)這一趨勢(shì)的研究有重要意義。本文將以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，通過分布式通訊服務(wù)平臺(tái)結(jié)合應(yīng)用需求來重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)檢索機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 數(shù)據(jù)庫 存儲(chǔ) 檢索
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理技術(shù)也隨之取得了快速發(fā)展。云計(jì)算技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式相比基于云計(jì)算的分布式高性能數(shù)據(jù)庫優(yōu)勢(shì)更加明顯?；谠朴?jì)算分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的永久存儲(chǔ)，同時(shí)它還能夠盡可能地在同一地點(diǎn)處理數(shù)據(jù)，這樣可以有效降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間的消耗。
基于云技術(shù)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫能充分利用高性能廣域網(wǎng)絡(luò)。這種掛數(shù)據(jù)庫主要是通過數(shù)據(jù)流的形式來對(duì)存儲(chǔ)云中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行專業(yè)化地處理，通過這種方式定義的計(jì)算函數(shù)就能夠?qū)Υ鎯?chǔ)云所管理的刷數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性處理。
1 云計(jì)算技術(shù)介紹
研究分布式數(shù)據(jù)庫高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索機(jī)制，首先就需要掌握云計(jì)算技術(shù)。了解云計(jì)算技術(shù)是研究的重要前提。近些年來云計(jì)算技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展，依托于云計(jì)算技術(shù)本身的產(chǎn)品也獲得了較快發(fā)展。云計(jì)算技術(shù)主要是將效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、網(wǎng)格計(jì)算以及負(fù)載均衡等領(lǐng)域進(jìn)行綜合而形成的一種專業(yè)性技術(shù)。
通常情況下云計(jì)算技術(shù)本身包含海量數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)技術(shù)、分布式實(shí)時(shí)事務(wù)提交協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)路由與負(fù)載均衡技術(shù)、事務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)制等核心技術(shù)。這幾種技術(shù)對(duì)于分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建具有重要意義。
2 分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的框架
分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是云計(jì)算技術(shù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，該數(shù)據(jù)庫主要是通過計(jì)算機(jī)集群來進(jìn)行構(gòu)建。該數(shù)據(jù)庫具有可擴(kuò)展、系統(tǒng)性、可靠性、可維護(hù)性高等特點(diǎn)。負(fù)載均衡、事務(wù)調(diào)度、沖突處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等是其主要內(nèi)容。分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫主要是通過分布式通訊服務(wù)平臺(tái)的客戶端結(jié)構(gòu)接入到該平臺(tái)中的。某個(gè)節(jié)點(diǎn)在接入分布式應(yīng)用服務(wù)之后就可以實(shí)現(xiàn)與同樣服務(wù)的其他節(jié)點(diǎn)的有效連接。
多臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，檢索組件則是通過接入平臺(tái)結(jié)成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)檢索服務(wù)來向外提供服務(wù)的。這樣一種服務(wù)機(jī)制實(shí)際上打破了原來那種單臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器的孤島。對(duì)于數(shù)據(jù)的查俊則是用平臺(tái)接口把客戶端同服務(wù)平臺(tái)連接起來實(shí)現(xiàn)的。
3 分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)機(jī)制
針對(duì)基于云計(jì)算分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)機(jī)制的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是要在規(guī)模動(dòng)態(tài)調(diào)整能力、數(shù)據(jù)一致性、分布式冗余存儲(chǔ)等方面來進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中必須要能夠達(dá)到以下目的：一是適當(dāng)增加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并發(fā)處理能力，最終提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。二是系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)性和高可用性得到增強(qiáng)。三是實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)備份冗余，從而來有效避免數(shù)據(jù)讀寫失敗情況的出現(xiàn)。有的條件下甚至是可以用一致性維護(hù)機(jī)制來保證備份數(shù)據(jù)的一致。四是服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可崩潰，恢復(fù)以及在線加入。
存儲(chǔ)云結(jié)構(gòu)主要是由主管服務(wù)器、安全服務(wù)器、客戶端以及從屬節(jié)點(diǎn)等構(gòu)成。這些設(shè)備在系統(tǒng)中承擔(dān)的功能各有不同。主管服務(wù)器主要是維持系統(tǒng)內(nèi)的元數(shù)據(jù)，提供目錄服務(wù)、響應(yīng)用戶請(qǐng)求、控制從屬節(jié)點(diǎn)運(yùn)行等。從屬節(jié)點(diǎn)主要指的是那些存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的文件，這些節(jié)點(diǎn)通常是基于存儲(chǔ)云客戶端的請(qǐng)求而需要處理數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。從屬節(jié)點(diǎn)一般只接受主服務(wù)器的指令，客戶端、從屬節(jié)點(diǎn)的關(guān)系以及從屬節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系則主要是由主節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行協(xié)調(diào)。
存儲(chǔ)云結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)高速緩存數(shù)據(jù)連接，這樣就能夠有效改變同一隊(duì)節(jié)點(diǎn)間，數(shù)據(jù)傳輸需要多次連接的現(xiàn)狀。該系統(tǒng)的安全機(jī)制主要是通過存取控制列表來實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)云結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)需要由存取控制列表來進(jìn)行控制，客戶端IP地質(zhì)也需要在服務(wù)器內(nèi)部。數(shù)據(jù)的組織和處理是按照以下方式來實(shí)現(xiàn)的：在存儲(chǔ)云結(jié)構(gòu)中每個(gè)數(shù)據(jù)文件一般都附有一個(gè)索引文件，數(shù)據(jù)文件和索引文件都存在與相同節(jié)點(diǎn)中。復(fù)制數(shù)據(jù)文件的同時(shí)，牽引文件也將會(huì)被復(fù)制。索引文件本身包含每個(gè)記錄的起始地址以及末端地址。那些沒有索引文件的數(shù)據(jù)文件則主要是通過文件為單位的方式來進(jìn)行處理。此時(shí)就需要通過特定函數(shù)來解析以及提取數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)服務(wù)器在加入分布式通訊服務(wù)平臺(tái)之后就會(huì)形成一個(gè)分布式系統(tǒng)整體，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)加入之后就可以通過平臺(tái)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并進(jìn)行備份。在存儲(chǔ)云結(jié)構(gòu)中點(diǎn)歌服務(wù)節(jié)點(diǎn)只需要關(guān)注自身的數(shù)據(jù)接手法以及存儲(chǔ)。通過該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理同復(fù)雜分布式架構(gòu)邏輯的分離。這對(duì)于最大程度利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)技術(shù)具有重要意義。
4 分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫檢索機(jī)制
高性能數(shù)據(jù)檢索具有明顯特點(diǎn)，它的查詢耗時(shí)和結(jié)果正確率是影響數(shù)據(jù)庫性能的重要指標(biāo)。分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫檢索機(jī)制有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)最終的一致性。通常情況下數(shù)據(jù)在同步完成之前，數(shù)據(jù)備份之間往往存在不一致情況，此時(shí)系統(tǒng)通過一致性維護(hù)機(jī)制就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的最終一致性。二是數(shù)據(jù)一致性修復(fù)。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)一致性恢復(fù)主要是通過數(shù)據(jù)一致性對(duì)比、修復(fù)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)備份數(shù)據(jù)間的一致性，從而最終達(dá)到分布式的最終一致性。三是查詢的一致性等級(jí)。所謂查詢的一致性等級(jí)主要指的是用戶指定查詢結(jié)果的一致性等級(jí)。對(duì)于那些一致性要求較高的一般四通過數(shù)據(jù)點(diǎn)的主備份節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行查詢處理，對(duì)于那些一致性要求不高的請(qǐng)求則是要盡可能降低數(shù)據(jù)檢索耗時(shí)。
分布式數(shù)據(jù)查詢，按照查詢位置不同可以分為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢和備份節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢兩種情況。針對(duì)備份節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)查詢主要是通過當(dāng)前節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢來實(shí)現(xiàn)的。本地節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢本身又可以分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢和歷史數(shù)據(jù)查詢兩種方式。歷史數(shù)據(jù)的查詢則可分為存檔緩存查詢和磁盤數(shù)據(jù)查詢。
云計(jì)算技術(shù)是當(dāng)前一種先進(jìn)的信息技術(shù)，這種技術(shù)在分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用是時(shí)展的必然要求。在今后應(yīng)該不斷加強(qiáng)云計(jì)算技術(shù)的研究。本文首先分析了云計(jì)算技術(shù)，而后分析了分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的總框架，之后重點(diǎn)分析了存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和檢索機(jī)制?；谠萍夹g(shù)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索是其中的重要功能。加強(qiáng)這兩方面的研究有重要意義。
【摘要】 XML的良好的可擴(kuò)展性和能夠進(jìn)行自我描述的特性使得它的應(yīng)用范圍越來越廣泛，本文將對(duì)基于XML技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)與歸納，整理出不同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的技術(shù)特征與要點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】XML數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
Web應(yīng)用的發(fā)展帶動(dòng)了XML技術(shù)的發(fā)展，XML已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)中的一種。XML技術(shù)的發(fā)展與其優(yōu)秀的數(shù)據(jù)表達(dá)能力有關(guān)，它可以用來表達(dá)各種不同類型的數(shù)據(jù)，有鑒于此，XML數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)發(fā)揮XML數(shù)據(jù)表達(dá)特性非常重要。目前常見的XML的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式主要有三種，分別是文本文件方式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫方式以及面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫方式，本文將分析這三種存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)。
一、 文本文件方式
XML文檔本質(zhì)就是文本文件，所以以文本文件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是最為常見的XML存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方式，這種方式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以直接使用文本編輯工具查看，非常易于參看與修改。使用文本文件方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并不意味著只能存儲(chǔ)文本，此種方式同樣可以存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，也就是能夠存儲(chǔ)任意數(shù)據(jù)，只是數(shù)據(jù)不能以一種直觀的展現(xiàn)方式呈現(xiàn)，需要其他的工具支持。
XML文檔一般是通過DOM或者是SAX等接口進(jìn)行存取，應(yīng)用這些接口可以很方便的管理XML中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)XML文檔操作接口的商業(yè)產(chǎn)品有許多種，也可以自行實(shí)現(xiàn)接口，針對(duì)性的提升XML數(shù)據(jù)存取性能。
應(yīng)用文本文件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)：
* 方便查看與修改，對(duì)于一些輕量級(jí)XML文檔，可以直接使用各類文檔編輯工具進(jìn)行編輯。
* 操作簡(jiǎn)單，可使用相關(guān)接口方便的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取，不需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
由于XML存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是半結(jié)構(gòu)化式，所以以文本文件方式存取數(shù)據(jù)存在著一定的局限性，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的數(shù)據(jù)難以清晰、準(zhǔn)確的操作。
二、 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫方式
XML文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是半結(jié)構(gòu)化式的，在實(shí)際工程中，所用到的數(shù)據(jù)往往需要關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的支持，為了達(dá)到將XML文件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫使用的目的，通常在XML文件和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中添加一個(gè)映射層，它將承擔(dān)對(duì)XML文件數(shù)據(jù)的存取任務(wù)，同時(shí)也承擔(dān)為數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)以及映射數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)到XML文檔中的任務(wù)。
映射層的工作流程可以分為以下四個(gè)步驟：
1） 提取XML文檔中的數(shù)據(jù)，按照映射規(guī)則組織數(shù)據(jù)，生成可以供關(guān)系型數(shù)據(jù)庫使用的模式。
2） 依據(jù)填充規(guī)則將數(shù)據(jù)向關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的表中填充。
3） 將XML查詢方式轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫使用的SQL查詢方式。
4） 將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)重新轉(zhuǎn)化，寫入XML文檔。
這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)最為關(guān)鍵的部分是映射層，映射層的工作中最為重要的部分是將XML文件這種文檔結(jié)構(gòu)映射為關(guān)系模式的任務(wù)，映射策略的優(yōu)劣對(duì)整體性能有著至關(guān)重要的影響，按照映射策略的不同，可以分為模型映射與結(jié)構(gòu)映射。模型映射的策略是建立數(shù)據(jù)模型，根據(jù)模型的特征先行定義出一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫模式，無需模式文件的幫助。而結(jié)構(gòu)映射是依靠如Schema等模式文件的幫助，完成到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程中無需定義關(guān)系模式。
三、 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫方式
除以上兩種較為常見的方式外，還有面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)方式。與關(guān)系數(shù)據(jù)庫相反，這種方式中將數(shù)據(jù)庫作為底層存儲(chǔ)者，將XML文檔作為一個(gè)對(duì)象、作為數(shù)據(jù)的載體，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。
在XML文檔與數(shù)據(jù)庫映射過程中，一般情況下需要Schema或者是DTD的輔助，XML文檔中的元素對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的類、元素屬性值對(duì)應(yīng)列，元素與元素之間的關(guān)系對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中類于類的關(guān)系。
在將XML文檔映射進(jìn)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中時(shí)，具體步驟如下：
1） 依據(jù)XML文檔創(chuàng)建DOM樹，按照先樹根后樹葉的方式進(jìn)行遍歷搜索。
2） 對(duì)搜索到的元素進(jìn)行校驗(yàn)，提取元素信息。
3） 將得到的元素填入面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的對(duì)象的相應(yīng)域中。
當(dāng)從數(shù)據(jù)庫中提出數(shù)據(jù)，重新映射為XML文檔時(shí)，具體步驟如下：
1） 提取數(shù)據(jù)庫中的對(duì)象，并生成XML文檔中的對(duì)應(yīng)元素。
2） 將對(duì)象的數(shù)據(jù)域映射為元素的屬性值，寫入XML文檔中。
3） 遍歷對(duì)象里的子對(duì)象域，重復(fù)進(jìn)行步驟1和2。
4） 將所有的對(duì)象轉(zhuǎn)換完成后，封閉根元素，結(jié)束映射。
這種存儲(chǔ)方法可以方便的建立起XML文檔中所攜數(shù)據(jù)的對(duì)象模式，通過面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化操作，有著較出色的存儲(chǔ)效率。
四、 結(jié)束語
正是因?yàn)閄ML的應(yīng)用范圍廣泛，不同的應(yīng)用方向?qū)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求不同，所以XML有多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，文中提到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式是較為常見的幾種，每種都有自己的特性，究竟使用何種存儲(chǔ)手段取決于具體的使用需求。
摘要：討論了Web多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，重點(diǎn)研究了圖片文件在SQL Server 2005中的存儲(chǔ)方法，并實(shí)現(xiàn)了利用對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件的讀取及顯示方法，最后討論了其他多媒體文件存儲(chǔ)方式所需要考慮的多方面問題，為Web應(yīng)用中多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了參考。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；SQL Server 2005；web應(yīng)用
早期因特網(wǎng)瀏覽器僅支持文本，甚至被限制為單一顏色的單一字體。隨著Internet的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)傳輸率的提高，人們對(duì)Web上的媒體需求越來越多，文本、書籍、圖片、音頻、視頻等各種各樣的多媒體資源目前在瀏覽器中已經(jīng)得到了很好的支持。
在Web應(yīng)用程序開發(fā)和使用過程中，有相當(dāng)多的場(chǎng)合需要使用多媒體內(nèi)容表達(dá)程序，因此對(duì)多媒體的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)就顯得非常重要了。例如在人事管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工照片、掃描并存儲(chǔ)員工學(xué)歷證書獲獎(jiǎng)證書并能夠通過應(yīng)用程序顯示。又如在教學(xué)資源管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)文字資源、圖片資源、課件資源、音頻資源及視頻資源以供查閱。再如在多媒體論壇上，需要由用戶上傳多種多媒體資源，包括圖片、聲音、視頻等。
在web應(yīng)用程序中引用的多媒體資源存儲(chǔ)方式一般有兩種方式，一種是存儲(chǔ)文件到指定路徑下，將文件與應(yīng)用程序的相對(duì)路徑以及文件名存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的內(nèi)容相對(duì)較少。這種存儲(chǔ)方式的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)讀取比較容易，但是對(duì)數(shù)據(jù)管理不方便，多媒體的信息完全暴露在機(jī)器設(shè)備之上，信息容易被刪除、修改或者替換，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性得不到保證，這種方式不利于保存重要的媒體信息。另外一種就是把多媒體信息直接保存在數(shù)據(jù)庫中，保證了數(shù)據(jù)的一致性和安全性，這也是目前多媒體數(shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢(shì)，但這種方式的數(shù)據(jù)讀取比較麻煩，因?yàn)橐话愣嗝襟w數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，需要通過第三方的工具來完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。該文主要研究以多媒體數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)圖片的二進(jìn)制存儲(chǔ)和讀取方法，并比較其他類型多媒體文件存儲(chǔ)方式的應(yīng)用。
1 SQL Server 2005數(shù)據(jù)表的建立
1.1數(shù)據(jù)類型選擇
圖片數(shù)據(jù)要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中實(shí)際上就是用二進(jìn)制數(shù)據(jù)的形式將圖片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，需要使用的時(shí)候利用二進(jìn)制讀取方式讀取文件。在SQL Server 2000中，有Image、Binary和varbinary三種數(shù)據(jù)類型可以用來存儲(chǔ)二進(jìn)制文件。在SQL Server 2005中，有Image、Binary、VarBinary（n）和VarBianry（max）這幾種數(shù)據(jù)類型都能夠用來存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。初學(xué)者一般都會(huì)選擇Image這個(gè)數(shù)據(jù)類型來進(jìn)行圖片存儲(chǔ)，這是由于該數(shù)據(jù)類型名稱的誤解，Image數(shù)據(jù)類型的文件大小可變，最大可存儲(chǔ)2GB的文件，若系統(tǒng)需要高精度的圖片存儲(chǔ)，對(duì)于該數(shù)據(jù)類型無法存儲(chǔ)大容量的圖片數(shù)據(jù)。雖然該圖像數(shù)據(jù)類型也包含在SQL Server 2000、SQL Server 2005和SQL Server 2008之中，但微軟稱，目前還保留Image圖像數(shù)據(jù)類型是未來向下兼容的需要，但在將來某個(gè)時(shí)候可能就會(huì)將其舍棄，因此對(duì)于圖片存儲(chǔ)Image數(shù)據(jù)類型建議盡量少用。Binary數(shù)據(jù)類型要求固定的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最大長(zhǎng)度可達(dá)8000字節(jié)，對(duì)于系統(tǒng)中要存儲(chǔ)不同圖片來說是不理想的。VarBinary（n）數(shù)據(jù)類型其文件大小可變，最大長(zhǎng)度可達(dá)8000字節(jié)，對(duì)于文件較小的圖片來說可以使用。而VarBianry（max）數(shù)據(jù)類型其文件大小可變，不限文件大小的上限，對(duì)于系統(tǒng)中有大容量的圖片來說該數(shù)據(jù)類型是非常合適的。
2 存儲(chǔ)圖片到SQL Server2005的實(shí)現(xiàn)
2.1二進(jìn)制數(shù)據(jù)的插入
2.3.2 建立上傳數(shù)據(jù)后臺(tái)頁面
1）主要實(shí)現(xiàn)方法分析
上傳數(shù)據(jù)頁面的主要功能是先啟用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，獲取圖像文件的路徑和文件名，若文件大小不為空數(shù)據(jù)，建立文件流對(duì)象，然后用二進(jìn)制讀取方式將圖片文件讀取到緩沖區(qū)中，最后連接數(shù)據(jù)源生成記錄集，建立參數(shù)插入新紀(jì)錄。
3 讀取圖片并在web中顯示
顯示存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的圖片文件首先需要把數(shù)據(jù)庫中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的二進(jìn)制流，然后再把內(nèi)存流的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)，最后把圖片放到頁面中顯示。
3.1讀取圖片數(shù)據(jù)流程
從數(shù)據(jù)庫讀取圖片數(shù)據(jù)的流程如下：
4 其他多媒體文件存儲(chǔ)方式分析
在考慮存儲(chǔ)各類多媒體文件方式的時(shí)候，我們需要從多個(gè)方面考慮，來選擇合適的存儲(chǔ)方式。
1）性能方面要求：二進(jìn)制對(duì)象對(duì)性能要求并不高，如果多媒體文件對(duì)性能要求較高，特別是視頻流之類，那么將多媒體文件保留在文件系統(tǒng)中會(huì)比二進(jìn)制文件存儲(chǔ)會(huì)獲得更高的性能。
2）數(shù)據(jù)大小要求：如果需要經(jīng)常檢索二進(jìn)制對(duì)象，文件大小又非常大，比如大型的視頻文件，那么利用文件系統(tǒng)來檢索和讀取的效率比從SQL Server顯示和讀取的效率更高。
3）安全性要求：二進(jìn)制對(duì)象是存儲(chǔ)在SQL Server中的，可以通過常規(guī)的數(shù)據(jù)庫訪問方式來管理其安全性。但如果文件存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中，那么其安全性就相對(duì)要低，需要考慮用其他的代替方式來進(jìn)行保證其安全性，例如增加安全性軟件，安全性管理機(jī)制等。
4）客戶訪問方式：客戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問方式也會(huì)直接決定多媒體文件的存儲(chǔ)形式，若數(shù)據(jù)庫采用ODBC方式連接，那么對(duì)于大型的視頻流存儲(chǔ)可能會(huì)出現(xiàn)連接超時(shí)或連接失敗的情況。因此ODBC的連接方式下建議采用文件系統(tǒng)來進(jìn)行存儲(chǔ)，以免對(duì)web應(yīng)用產(chǎn)生影響。
5）碎片處理：如果需要經(jīng)常對(duì)二進(jìn)制文件對(duì)象進(jìn)行修改操作，又或者文件非常巨大，文件系統(tǒng)處理碎片的能力高于SQL Server，這種情況下利用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)會(huì)比較優(yōu)越。
6）事務(wù)控制：如果web系統(tǒng)需要進(jìn)行事務(wù)控制，那么利用SQL Server內(nèi)置事務(wù)解決方案能更好的處理事務(wù)控制，比文件系統(tǒng)要更好的得到事務(wù)的控制及各類事務(wù)處理機(jī)制。
在分析多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的時(shí)候，不能夠單一的只考慮某一方面的問題，應(yīng)該從多個(gè)方面來進(jìn)行綜合性考慮，特別是大文件視頻流或音頻流文件，處理起來比圖片要更復(fù)雜，要考慮的問題更多，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要進(jìn)行選擇。
5 結(jié)束語
本文通過對(duì)Web下多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行研究，分析了多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的兩種情況，重點(diǎn)討論了BLOB文件存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)圖片的方法，并實(shí)現(xiàn)了在SQL Server 2005中建立數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)圖像的過程，利用查詢T-SQL查詢數(shù)據(jù)的方法，并介紹利用實(shí)現(xiàn)圖片存儲(chǔ)、讀取并在web中顯示，實(shí)現(xiàn)了在web中圖片存儲(chǔ)的主要技術(shù)。最后討論了其他多媒體文件存儲(chǔ)時(shí)要考慮的問題，包括性能、數(shù)據(jù)大小、安全性要求、訪問方式等多方面的建議，從而對(duì)其他web系統(tǒng)中各類多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提供有效的參考。
摘 要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在人們的日常生活中的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全技術(shù)已經(jīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文通過相關(guān)參考文獻(xiàn)的閱讀分析，對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全技術(shù)進(jìn)行了比較深入的研究，有助于人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的認(rèn)識(shí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的維護(hù)具有一定的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；計(jì)算機(jī)；安全廣泛
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)路信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為了便于實(shí)現(xiàn)人與企業(yè)之間的信息交流，網(wǎng)絡(luò)之技術(shù)已經(jīng)深入到企業(yè)發(fā)展的過程之中，所以網(wǎng)絡(luò)安全問題已經(jīng)成為信息安全領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。本文通過相關(guān)參考文獻(xiàn)的閱讀分析，對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全技術(shù)進(jìn)行了比較深入的研究，有助于人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的認(rèn)識(shí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的維護(hù)具有一定的指導(dǎo)作用。
1 影響計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的軟件與硬件因素
1.1 硬件因素分析。影響計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的物理因素主要包括以下幾個(gè)方面：（1）自然因素，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚囊徊糠帧?duì)于計(jì)算機(jī)而言硬盤中存儲(chǔ)著很多人們?nèi)粘Ｉ钏枰臄?shù)據(jù)信息。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的過程中，會(huì)因?yàn)榭赡艿母鞣N自然災(zāi)害導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳輸線路的中斷，將會(huì)造成各種數(shù)據(jù)的丟失。（2）網(wǎng)絡(luò)硬件方面，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，，但是數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)量卻會(huì)呈現(xiàn)出爆發(fā)性的增長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致了目前的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬件無法滿足實(shí)際的存儲(chǔ)需要。所以要對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的硬件技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，能夠滿足對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求。在過去的網(wǎng)路傳輸中由于設(shè)備的老化，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣容^慢，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋罎ⅲ斐闪藬?shù)據(jù)的丟失。（3）數(shù)據(jù)的操作失誤，數(shù)據(jù)管理人員無論在進(jìn)行怎樣的軟件操作時(shí)，都有可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)管理操作失誤的情況，有一些不良的操作會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全性受到很大的沖擊。
1.2 影響計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全的軟件因素。影響計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全技術(shù)的軟件技術(shù)主要有以下三個(gè)方面：（1）電磁波的輻射，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)在一定程度上會(huì)被電磁波帶出，非法分子通過使用一些無線數(shù)據(jù)接收器，就能獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息；（2）網(wǎng)絡(luò)安全因素：計(jì)算機(jī)網(wǎng)路使得各個(gè)電腦硬盤內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了共享，在用戶與主機(jī)之間以及用戶和用戶之間將會(huì)出現(xiàn)大量的漏洞，使得計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)遭到了黑客的攻擊；（3）現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)路在運(yùn)營(yíng)的過程中雖然有防火墻的作用，但是防火墻目前由于存在狠毒偶的漏洞遭到了很多計(jì)算機(jī)病毒的入侵。這些病毒程序是可以通過網(wǎng)上下載以及電子郵件和盜版光盤的形式潛入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
2 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全防范技術(shù)
2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的物理防范措施。目前比較常用的物理防范措施主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）數(shù)據(jù)備份，原始數(shù)據(jù)一旦丟失以后，那么應(yīng)該按照原始的副本進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的維護(hù)。當(dāng)前比較經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)本分技術(shù)有快照技術(shù)、數(shù)據(jù)鏡像技術(shù)、Raid技術(shù)以及云共享技術(shù)。一旦遇到自然災(zāi)害或者是人為的破壞數(shù)據(jù)，可以通過上述方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù)。（2）數(shù)據(jù)安全刪除技術(shù)，隨著最近幾年數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)的不斷發(fā)展，在計(jì)算機(jī)上通過操作系統(tǒng)對(duì)文件進(jìn)行刪除已經(jīng)變的不再可靠，如何實(shí)現(xiàn)有效的對(duì)信息進(jìn)行清除對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)安全威脅，去除計(jì)算機(jī)上有用的信息，正在成為當(dāng)今信息安全領(lǐng)域的新的研究熱點(diǎn)。所謂的數(shù)據(jù)安全刪除就是指對(duì)刪除數(shù)據(jù)的恢復(fù)過程進(jìn)行破壞，使得比較重要的數(shù)據(jù)一旦刪除以后，就無法進(jìn)行恢復(fù)。尤其是對(duì)于企業(yè)的發(fā)展而言，一些比較敏感數(shù)據(jù)的刪除是十分必要的。眾所周知高級(jí)格式化無法對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行覆蓋處理，因此也不能叫做安全處理。
2.2 軟件安全對(duì)策分析。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)安全識(shí)別的策略主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先盡量使用安全性比較高的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，關(guān)閉一些不經(jīng)常使用以及存在安全隱患的應(yīng)用程序。對(duì)于一些有用的信息進(jìn)行加密處理，在文檔的打開以及讀寫設(shè)施方面應(yīng)該有口令登錄設(shè)置。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的安全設(shè)置方面應(yīng)該盡量不要開放陌生的網(wǎng)絡(luò)端口。在上網(wǎng)建設(shè)方面，加強(qiáng)身份登錄口令的認(rèn)證，確保用戶上網(wǎng)的合法性。充分維護(hù)系統(tǒng)上網(wǎng)的日志功能，對(duì)用戶的網(wǎng)絡(luò)信息訪問進(jìn)行信息記錄，為日后的審查作為依據(jù)。
2.3 數(shù)據(jù)傳輸安全策略分析。數(shù)據(jù)的傳輸安全因素通常包括兩個(gè)方面，數(shù)據(jù)的發(fā)出端A，數(shù)據(jù)的接收端B，數(shù)據(jù)的傳輸通道。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中通常會(huì)有兩種情況導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)的丟失。一種是非法用戶對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端進(jìn)行更改，獲得需要的數(shù)據(jù)；另外一種就是非法用戶在數(shù)據(jù)傳輸?shù)缆飞线M(jìn)行數(shù)據(jù)的截取。
針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中的安全問題，可以采用以下兩個(gè)方面的安全策略，首先使用數(shù)據(jù)加密技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，為數(shù)據(jù)的傳輸提供一個(gè)安全的通道；其次利用公共密鑰和數(shù)據(jù)證書對(duì)用戶段和服務(wù)器進(jìn)行身份驗(yàn)證?，F(xiàn)在比較常用的數(shù)據(jù)加密技術(shù)主要有對(duì)稱密鑰加密、非對(duì)稱密鑰加密以及hash加密三種。網(wǎng)路數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)過程主要是通過服務(wù)器中的數(shù)據(jù)備份來實(shí)現(xiàn)的。為了結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)安全的可靠性問題，可以將風(fēng)險(xiǎn)分散到兩個(gè)服務(wù)器上，從而保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全性。
3 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)安全防范技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
3.1 未來數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。谷歌公司每天要處理數(shù)據(jù)的量達(dá)到了20000TB。為了保證這些信息的安全性，分別存儲(chǔ)在4800個(gè)硬板之中。目前很多科學(xué)家開始研究新的存儲(chǔ)介質(zhì)。2007年日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌DNA存儲(chǔ)技術(shù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)間可以達(dá)到上千年。這種存儲(chǔ)介質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)為存儲(chǔ)密度比較大，一個(gè)DN段里含有無數(shù)個(gè)堿基對(duì)；其次是DNA存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的體積比較小，一個(gè)堿基序列只有原子的大小。研究發(fā)現(xiàn)，1克DNA能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)達(dá)到700TB，DNA存儲(chǔ)介質(zhì)的體積只有一滴水珠的大小。
3.2 未來計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全技術(shù)。在目前的學(xué)術(shù)界數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)引起了廣大學(xué)者的注意。具體的研究方向主要分文數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性以及可用性三個(gè)方面進(jìn)行展開。比如可以通過在客戶端安裝數(shù)據(jù)加密技術(shù)使得客戶有一定的訪問權(quán)限來直接提取客戶端的數(shù)據(jù)。另外虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是目前比較常用的數(shù)據(jù)安全技術(shù)。這種技術(shù)的特點(diǎn)就是把數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ肋M(jìn)行加密，然后將這種數(shù)據(jù)通道從公共網(wǎng)絡(luò)中分離出來，從而使得數(shù)據(jù)信息能夠得到有效的保護(hù)。也就是路由器數(shù)據(jù)過濾技術(shù)和隧道技術(shù)，路由器數(shù)據(jù)過濾技術(shù)就是將流出的IP數(shù)據(jù)包使用路由器進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
4 結(jié)束語
本文從實(shí)際應(yīng)用的角度闡述了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全隱患及其防范及技術(shù)。首先結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)，分析了影響計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的物理硬件因素與邏輯軟件因素；其次從數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)安全、軟件防范以及數(shù)據(jù)傳輸三個(gè)角度對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全技術(shù)進(jìn)行了深入的分析，最后探討了未來計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)和安全防范技術(shù)的發(fā)展方向。因此只有采取多種技術(shù)手段，從系統(tǒng)的角度進(jìn)行分析，才能從根本上維護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全與網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。
摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，信息技術(shù)也取得了重大突破。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代里，人們?cè)絹碓疥P(guān)注科技的進(jìn)步，以及科技發(fā)展帶來的更加便捷的應(yīng)用。云計(jì)算自提出以來，得到了業(yè)內(nèi)眾多學(xué)者的深入研究，作為未來計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，云計(jì)算有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與潛力。做好云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)關(guān)系到云計(jì)算技術(shù)更好的應(yīng)用。文章首先對(duì)云計(jì)算及云存儲(chǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，其次就如何在云計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系進(jìn)行探討，最后分析了數(shù)據(jù)安全性。
關(guān)鍵詞 云計(jì)算；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；分析；計(jì)算機(jī)
近年來，云計(jì)算越來越多的出現(xiàn)在大家的視野里，人們給予了云計(jì)算極大的關(guān)注。云計(jì)算會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計(jì)算機(jī)算法，這一理論也被認(rèn)為是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。在傳統(tǒng)的模式下，工作人員為了使信息進(jìn)行交互，一般都會(huì)在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。為了更好的保證數(shù)據(jù)調(diào)取的穩(wěn)定性，企業(yè)需要購買各種硬件、軟件基礎(chǔ)設(shè)施，而且還需要對(duì)這些設(shè)施進(jìn)行維護(hù)。但是由于存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)量在不斷的加大，所需要的存儲(chǔ)空間就越來越大，這樣就會(huì)大大提高企業(yè)的成本。但是這些并不是企業(yè)需要直接面對(duì)的，為了完成他們需要完成的業(yè)務(wù)，卻不得不為此投入大量的成本。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息處理技術(shù)不斷的發(fā)展，人們可以不用把大量的數(shù)據(jù)技術(shù)放在自己的計(jì)算機(jī)上，可以放在別人的計(jì)算機(jī)上或者是遠(yuǎn)程的服務(wù)器上，因此企業(yè)就不需要投入大量的資金購買存儲(chǔ)設(shè)備，完全可以通過互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)自己的需求找到存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程設(shè)備上的數(shù)據(jù)，于是云計(jì)算初步模型就出現(xiàn)了。
1 云計(jì)算與云儲(chǔ)存
1）云計(jì)算。在互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)條件下提供了云計(jì)算的一種技術(shù)形式，云計(jì)算可以提供動(dòng)態(tài)變化的能夠伸縮的并且以虛擬為特點(diǎn)的計(jì)算模式?！霸啤本褪且环N比喻，是一個(gè)抽象的概念，實(shí)際上是計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)在起作用。
通過云計(jì)算把大量的數(shù)據(jù)都放在計(jì)算機(jī)上，這個(gè)計(jì)算機(jī)不是指本地的計(jì)算機(jī)，而是遠(yuǎn)程的服務(wù)器，企業(yè)可以根據(jù)自己的實(shí)際需求，對(duì)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行訪問，企業(yè)可以把大量的信息資源都轉(zhuǎn)換到客觀應(yīng)用上去。也就是說，計(jì)算機(jī)只是成為了一個(gè)簡(jiǎn)單的終端，不需要進(jìn)行任何的計(jì)算或者是存儲(chǔ)，直接把主機(jī)功能交給云端。
2）云存儲(chǔ)。在云概念的基礎(chǔ)上延伸出了一個(gè)新的概念那就是云存儲(chǔ)，云存儲(chǔ)與云概念十分相似，它以分布式文件系統(tǒng)以及網(wǎng)格技術(shù)作為基礎(chǔ)，以集群應(yīng)用，借助應(yīng)用軟件把計(jì)算機(jī)中的各種存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行有效的集中，讓彼此能夠協(xié)同合作。它的功能就是對(duì)外提供相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及業(yè)務(wù)訪問。本質(zhì)上說來，對(duì)于當(dāng)前存儲(chǔ)模式的創(chuàng)新就是云存儲(chǔ)。云存儲(chǔ)也是特殊的構(gòu)架服務(wù)，具體來說，一些廣域網(wǎng)或者是互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于應(yīng)用者來說具有透明性。相關(guān)的應(yīng)用程序軟件是云存儲(chǔ)的關(guān)鍵之處，在存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通過這些有效的軟件使設(shè)備與設(shè)備之間進(jìn)行服務(wù)的轉(zhuǎn)變。
2 構(gòu)建在云環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系
在實(shí)際操作的過程中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系包括數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)接口以及服務(wù)協(xié)議等，數(shù)據(jù)中心是在云環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)，由存儲(chǔ)管理、分布式文件體系和存儲(chǔ)備份組成。云存儲(chǔ)設(shè)備既可以是在企業(yè)的發(fā)展過程中所專門應(yīng)用的存儲(chǔ)設(shè)備，也可是PC，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)的基礎(chǔ)是客戶機(jī)和服務(wù)器模式。經(jīng)過檢驗(yàn)這些確實(shí)可以完成大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作，并且效果也非常理想。
1）服務(wù)器的結(jié)構(gòu)。云計(jì)算的組成部分中最重要的是存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)。在云存儲(chǔ)體系構(gòu)建之前，應(yīng)該首先構(gòu)建云存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)，這個(gè)可以根據(jù)架構(gòu)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，這些架構(gòu)技術(shù)是多樣化的。在NAS這個(gè)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)相互獨(dú)立的個(gè)體，文件是這個(gè)系統(tǒng)中最小的單位。在集群中，如果文件可以完整的保留，那么其數(shù)據(jù)信息也會(huì)有效的保存在集群的特定的點(diǎn)上，文件雖然比較多，但是會(huì)被重新定義到一些另外的節(jié)點(diǎn)上，這樣信息就顯得太過繁雜了。在實(shí)踐的過程中，人們可以發(fā)現(xiàn)，SNA作為存儲(chǔ)系統(tǒng)的一塊兒，如果有某一個(gè)文件發(fā)出請(qǐng)求，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)對(duì)該文件的不同數(shù)據(jù)塊進(jìn)行訪問，它能夠有效的對(duì)用戶的某一種需求進(jìn)行及時(shí)的處理。這種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)比較適合在云服務(wù)器當(dāng)中使用，它可以在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展，而且傳輸?shù)男室脖容^高。
2）服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳遞。在當(dāng)前的存儲(chǔ)系統(tǒng)的環(huán)境下，一些存儲(chǔ)系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的傳送協(xié)議，異構(gòu)的平臺(tái)之間的信息可以進(jìn)行有效的資源共享。在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中，程序和數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化問題是需要我們共同考慮的。在使用數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，存儲(chǔ)過程是必不可少的，它提供了一種更加高級(jí)的特性。它可以傳遞一些函數(shù)或者是邏輯表達(dá)方式，這樣就可以幫助程序人員來處理一些比較復(fù)雜的任務(wù)。它的存儲(chǔ)過程也比一些別的程序快很多，如果存儲(chǔ)的過程發(fā)生在本地的服務(wù)器上，那就可以減少在執(zhí)行和操作過程中的寬帶傳輸和執(zhí)行命令的時(shí)間。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以分頁顯示數(shù)據(jù)，執(zhí)行一個(gè)命令會(huì)產(chǎn)生幾萬種結(jié)果，這些結(jié)果是不可能一次性的直接輸出到客戶端上，可以采用分頁顯示來解決這個(gè)問題。分頁顯示主要有兩種，一種是在數(shù)據(jù)庫的查詢所匹配的記錄一下子存儲(chǔ)在內(nèi)存儲(chǔ)器當(dāng)中。另一個(gè)是根據(jù)用戶的需求，從這些匹配的記錄當(dāng)中顯示指定的記錄。這兩者是有一定的區(qū)別的，前一種是把所有的記錄一次性的寫到內(nèi)存里，再使用分頁顯示，后一種是指通過指定數(shù)量的查詢互相匹配的記錄然后寫入到內(nèi)存當(dāng)中，接著分頁顯示。這個(gè)系統(tǒng)使每一個(gè)要求只需要返回一個(gè)頁面的數(shù)據(jù)，效率大大的提高了。
3 關(guān)于企業(yè)的存儲(chǔ)構(gòu)建方案
1）商業(yè)化的云存儲(chǔ)系統(tǒng)。在一些數(shù)據(jù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫已經(jīng)研發(fā)出一系列的商業(yè)化存儲(chǔ)產(chǎn)品，主要建立在云存儲(chǔ)的相關(guān)理論基礎(chǔ)上。一些最早就致力于云存儲(chǔ)研發(fā)的公司推出數(shù)項(xiàng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的存儲(chǔ)技術(shù)，而且還提出了云存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)架方案。從用戶的角度出發(fā)，在相關(guān)協(xié)議下可以實(shí)現(xiàn)自身數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取。可以提供一些簡(jiǎn)單的隊(duì)列服務(wù)，在一些虛擬的主機(jī)之間信息可以互相發(fā)送好接收，而且一些支持的服務(wù)可以為用戶提供專業(yè)的存儲(chǔ)接口。一些公司希望他們提出的數(shù)據(jù)庫分布式的編程環(huán)境，可以適用于本公司的具體情況，還可以適用于云存儲(chǔ)的應(yīng)用開發(fā)商提出的關(guān)于存儲(chǔ)的一些應(yīng)用服務(wù)，可以起到一箭雙雕的作用。
2）構(gòu)建企業(yè)自身的數(shù)據(jù)中心。對(duì)于許多大型企業(yè)來說，數(shù)據(jù)的安全性是最重要的，數(shù)據(jù)中包含著許多客戶的信息，這些客戶的信息一定不能泄露，泄露了以后就會(huì)面臨重大的信譽(yù)問題，這個(gè)時(shí)候如果選擇的是租用的云存儲(chǔ)服務(wù)的話，企業(yè)許多的數(shù)據(jù)資料都需要存儲(chǔ)在云服務(wù)提供的云數(shù)據(jù)中心，會(huì)面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)性，所以有一些大型的企業(yè)轉(zhuǎn)向一些私有的云存儲(chǔ)的云服務(wù)提供商提供的云數(shù)據(jù)的中心，借助這個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備也需要大量的資金投入，它是借助私云存儲(chǔ)提供的存儲(chǔ)設(shè)備以及冗余備份系統(tǒng)，所以這種結(jié)構(gòu)并不靈活。作為企業(yè)可以選擇混合云存儲(chǔ)方案，可以把與之相關(guān)的關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)作為首要的存儲(chǔ)，存到私云存儲(chǔ)當(dāng)中，對(duì)于其它的一些數(shù)據(jù)就可以存儲(chǔ)在租用的云存儲(chǔ)當(dāng)中，借用這種存儲(chǔ)的方法可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)效用利用的最大化。
4 云計(jì)算的環(huán)境下關(guān)于數(shù)據(jù)安全問題
為了保證數(shù)據(jù)的安全性能我們可以采用加密的方式，對(duì)于加密的方法有兩種：對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密。實(shí)踐證明，對(duì)稱加密的算法還比較成熟，所以應(yīng)用的范圍比較廣泛，這種加密的算法、加密和解密都比較容易實(shí)現(xiàn)，所以廣泛的應(yīng)用于大量的數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)于非對(duì)稱加密來說，可以把傳統(tǒng)的密鑰分為公開密鑰和私有密鑰，把加密算法和解密算法分開控制，這樣可以在計(jì)算方法的復(fù)雜程度上確保其的安全性。
1）關(guān)于加密。當(dāng)想要對(duì)某一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的時(shí)候可以通過對(duì)稱加密算法密匙生成器，通過密匙生成器來隨機(jī)生成含有校驗(yàn)信息的密匙，再通過非對(duì)稱加密算法對(duì)所包含的效驗(yàn)信息的密匙進(jìn)行加密。這樣就可以把密文統(tǒng)一打包以后發(fā)到用戶端供用戶們使用，這個(gè)密文是經(jīng)過加密算法處理的。除這些以外，對(duì)于一些數(shù)據(jù)量十分大的用戶的數(shù)據(jù)可以通過對(duì)稱的加密算法對(duì)其進(jìn)行加密。但是對(duì)于一些數(shù)據(jù)量用戶較小的用戶可以考慮對(duì)一些非對(duì)稱算法進(jìn)行加密，將這兩種密匙和密文數(shù)據(jù)一塊兒存儲(chǔ)起來放到云存儲(chǔ)中心，對(duì)于那些非加密的密匙以及解密的密匙僅僅需要進(jìn)行保存就行。
2）關(guān)于解密。既然可以加密處理，那么就應(yīng)該對(duì)密匙進(jìn)行解密，這樣密碼的設(shè)立才會(huì)更有意義。在對(duì)數(shù)據(jù)解密的過程中，用戶首先需要對(duì)對(duì)稱加密的算法進(jìn)行解密，這種算法是跟非對(duì)稱加密相關(guān)的。這樣就可以對(duì)密匙進(jìn)行還原，然后，被還原的密匙根據(jù)對(duì)稱算法對(duì)所提供的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密，這樣可以把所需要的文件進(jìn)行還原。兩種算法需要配合使用，這樣才能最大限度的發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，避免某一種算法的不足導(dǎo)致文件不能安全的進(jìn)行保密。我們的目的是對(duì)數(shù)據(jù)的安全進(jìn)行保密，可以通過對(duì)稱密匙對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密也可以利用非對(duì)稱密匙僅僅對(duì)一部分密匙進(jìn)行加密。這兩種算法互相結(jié)合，有效地解決了云計(jì)算中所面臨的安全問題。
5 結(jié)束語
在云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)給人們帶了許多的方便，釋放了個(gè)人計(jì)算機(jī)終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中把對(duì)稱密匙和非對(duì)稱密匙結(jié)合起來使用，為云環(huán)境下的存儲(chǔ)技術(shù)帶來了一定的安全性。這是一種解決安全問題比較可行的方法。隨著科技的不斷進(jìn)步，云計(jì)算環(huán)境下的存儲(chǔ)技術(shù)一定會(huì)有更大的突破，實(shí)踐應(yīng)用也一定會(huì)更加廣泛。
摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，將大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分散存儲(chǔ)和管理的方式已經(jīng)得到相關(guān)行業(yè)的廣泛認(rèn)可，然而由此帶來的弊端也隨之產(chǎn)生，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)環(huán)境的不同，以及數(shù)據(jù)并發(fā)處理等問題。該文針對(duì)如何在分布式環(huán)境中提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力這一課題進(jìn)行深入研究，對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行分析，對(duì)分布環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的特性進(jìn)行分析，總結(jié)出分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)要求，為行業(yè)內(nèi)分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力標(biāo)準(zhǔn)化提供理論支持。
關(guān)鍵詞：分布式；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)庫
1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的現(xiàn)狀
近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，依靠先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化辦公已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。越來越多的企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)、社會(huì)團(tuán)體借助計(jì)算機(jī)技術(shù)將業(yè)務(wù)主體進(jìn)行科學(xué)的專項(xiàng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，用戶只需要少量的終端設(shè)備就可以對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。另一方面，隨著人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)依賴程度的逐步加深，伴隨“大數(shù)據(jù)”等新概念的提出和發(fā)展，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。新數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和原始數(shù)據(jù)的不斷積累，導(dǎo)致占用的存儲(chǔ)容量越來越大。因此，如何擴(kuò)展服務(wù)提供商器的存儲(chǔ)能力已經(jīng)成為當(dāng)前科研領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)。
目前，能夠有效提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的方式主要有兩類解決方案。一類是新增硬件的方法提高存儲(chǔ)能力。由服務(wù)提供商采購新的存儲(chǔ)設(shè)備來拓展服務(wù)器的存儲(chǔ)能力。另一類是在不改變現(xiàn)有硬件設(shè)備的條件下，服務(wù)提供商改善數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件，優(yōu)化存儲(chǔ)信息的方式，通過分類和分解數(shù)據(jù)的形式提高存儲(chǔ)能力。第一類解決方案存在明顯的弊端，服務(wù)提供商的購買能力是有限的，無法從根本上解決難題。另一類目前已經(jīng)得到國內(nèi)外行業(yè)的普遍認(rèn)可，各大數(shù)據(jù)服務(wù)提供商投入大量人力和物力，加快了數(shù)據(jù)管理軟件的研發(fā)腳步，一系列的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品營(yíng)運(yùn)而生，像Google Spanner，Cassandra，MongoDB，MySQL Cluster等[1]優(yōu)秀的產(chǎn)品為分布式環(huán)境下有效的管理數(shù)據(jù)，優(yōu)化存儲(chǔ)提供了先決條件。
2 分布式環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用特性分析
通過大量實(shí)踐可以看出，對(duì)于大量數(shù)據(jù)的處理效率往往與數(shù)據(jù)本身的可操作性有著緊密聯(lián)系，所以有必要對(duì)分布式環(huán)境下的數(shù)據(jù)應(yīng)用特性進(jìn)行合理的分析和總結(jié)。分布式數(shù)據(jù)庫主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：
2.1 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在邏輯上是集中的，在地理位置上是分散的
分散的數(shù)據(jù)單元所在的物理位置是透明的，通過通訊線路和協(xié)議進(jìn)行相互溝通。這點(diǎn)有力的說明分布式數(shù)據(jù)庫存在數(shù)據(jù)的“分散性”。
2.2 用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的任何操作都有一個(gè)統(tǒng)一的DBMS進(jìn)行調(diào)度
用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)的并發(fā)處理、副本調(diào)度等問題，即使局部數(shù)據(jù)單元發(fā)生數(shù)據(jù)故障，統(tǒng)一的DBMS仍可以進(jìn)行調(diào)度和工作。這點(diǎn)有力的說明分布式數(shù)據(jù)庫存在管理上的“集中性”。
2.3 用戶對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行例如添加、刪除和查詢操作時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)單元都各有一個(gè)小型的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，都有各自的DBMS，多數(shù)處理就地完成
這點(diǎn)有力的說明分布式數(shù)據(jù)庫存在操作上的“自治性”。
3 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在分布式環(huán)境下，對(duì)于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)要求還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。該文通過總結(jié)和分析整理國內(nèi)外相關(guān)資料，認(rèn)為一個(gè)可操作的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，應(yīng)具備四個(gè)功能，如圖1所示。
3.1 數(shù)據(jù)分發(fā)[2]
數(shù)據(jù)分發(fā)的建立打破了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，它使物理上分散的數(shù)據(jù)單元成為邏輯上統(tǒng)一的整體，數(shù)據(jù)模塊之間通過數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行連接，通過形式統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和協(xié)議進(jìn)行通訊。合理的數(shù)據(jù)分發(fā)模塊能夠解決數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)距離存儲(chǔ)上存在的異構(gòu)問題。
3.2 并行處理
由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程中的分散性和自治性的特點(diǎn)，使得并發(fā)處理功能就顯得尤為重要。并行處理問題發(fā)生的情況分為三種：時(shí)間并行，空間并行以及時(shí)間和空間同時(shí)并行。并行處理功能要求數(shù)據(jù)庫要有很好的事務(wù)機(jī)制處理辦法，提供有效的并發(fā)解決方案。
3.3 SQL解析
由于大量數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和操作系統(tǒng)存在異構(gòu)的特點(diǎn)，SQL解析功能就顯得尤為重要。SQL的語句首先被數(shù)據(jù)庫管理軟件轉(zhuǎn)化為ASCII碼，然后由解析器分三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行解析。首先是語法解析，通常會(huì)從數(shù)據(jù)字典、對(duì)象比較、游標(biāo)等方面檢查用戶輸入的語法是否存在錯(cuò)誤；其次是語義解析，為用戶輸入的語句建立語法樹，對(duì)語義中提到的程序、表、字段等方面進(jìn)行檢查；最后是執(zhí)行語法過程，將操作結(jié)果進(jìn)行打包后傳遞給DBMS。[3]
3.4 匯總處理
匯總處理的目標(biāo)是從分散的數(shù)據(jù)模塊中提取用戶需要的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行必要的處理后呈現(xiàn)在用戶面前，形成一個(gè)完整的、統(tǒng)一的大型數(shù)據(jù)庫。
4 總結(jié)
分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能夠不改變現(xiàn)有硬件設(shè)備的條件下，充分利用現(xiàn)有資源為用戶服務(wù)，為用戶提供快速靈活的體驗(yàn)，同時(shí)可以減少投入，提高設(shè)備利用率。隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，能夠在不同領(lǐng)域中得到更廣闊的發(fā)展。
摘要：改革開放以來，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了迅猛的發(fā)展。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，同時(shí)也推動(dòng)了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)也有相應(yīng)促進(jìn)作用。在所有的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，要數(shù)計(jì)算機(jī)的發(fā)展最為迅速。21世紀(jì)是一個(gè)信息的時(shí)代，其中的典型就是計(jì)算機(jī)，隨著社會(huì)的發(fā)展，各式各樣的計(jì)算形式層出不窮，在這樣一個(gè)更新周期短的時(shí)代趨勢(shì)的影響下，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)了一種新型的計(jì)算形式，這種新型的計(jì)算機(jī)形式稱為云計(jì)算。對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)模式，我們都不陌生，而對(duì)于云計(jì)算是十分陌生的。其實(shí)，所謂的云計(jì)算，指的就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級(jí)，云計(jì)算這種新型計(jì)算模式的出現(xiàn)，對(duì)于現(xiàn)代大量的數(shù)據(jù)沖擊來說是一個(gè)機(jī)遇，云計(jì)算中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)也成為了計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要的技術(shù)領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：云計(jì)算 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 技術(shù) 研究
云計(jì)算是一種現(xiàn)代的架構(gòu)體系，這種體系主要是以服務(wù)作為其主體運(yùn)運(yùn)而生的。為了可以很好地區(qū)分云計(jì)算的服務(wù)方式，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域把云計(jì)算分為了兩種最為基本的服務(wù)形式，這兩種服務(wù)形式為云計(jì)算，以及云存儲(chǔ)。云計(jì)算作為一種新型的技術(shù)手段被廣泛的運(yùn)用到現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及現(xiàn)代的金融服務(wù)領(lǐng)域；作為計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的一種形式的云計(jì)算，是一種以服務(wù)為主體的現(xiàn)代運(yùn)用系統(tǒng)。為了能夠在各種各樣的環(huán)境下對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，就需要加入另一種服務(wù)形式，這種服務(wù)方式就是云存儲(chǔ)。為了能夠適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，有必要對(duì)云計(jì)算進(jìn)行更加深入的研究。
1 云計(jì)算，以及云存儲(chǔ)
1.1 云計(jì)算
云計(jì)算是一種新型的技術(shù)形式，它通過向?qū)ο筇峁┨峁┘夹g(shù)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。云計(jì)算提供的計(jì)算模式可以分為兩種，一種是動(dòng)態(tài)化的可伸縮的計(jì)算模式，另一種是動(dòng)態(tài)化的虛擬資源計(jì)算模式。雖然說云計(jì)算是一種新型的技術(shù)形式，但是從它的本質(zhì)來說，云計(jì)算指的就是互聯(lián)網(wǎng)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所以說云計(jì)算中的云是一種比喻性的說法。在以往的電信行業(yè)中，也存在云的概念，當(dāng)時(shí)的云指的就是電信網(wǎng)。但是隨著近幾年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，為了滿足互聯(lián)網(wǎng)，以及基礎(chǔ)設(shè)施抽象表達(dá)的要求，才逐漸把云的概念擴(kuò)大到互聯(lián)網(wǎng)等方面。在計(jì)算機(jī)中使用云計(jì)算，可以很好地滿足現(xiàn)實(shí)的需求。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息基本上是以本地的計(jì)算機(jī)，或者遠(yuǎn)程服務(wù)器為載體進(jìn)行存儲(chǔ)。而云計(jì)算的使用，則是將大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)之上。大部分的企業(yè)可以很方便的把資源信息轉(zhuǎn)換到比較客觀的應(yīng)用上，這主要是由于這些企業(yè)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)比較相似，所以，可以很容易的對(duì)存儲(chǔ)體系，以及計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的訪問。
1.2 云存儲(chǔ)
隨著云計(jì)算的推廣，為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，就從云計(jì)算中總結(jié)出了一個(gè)全新的概念，這個(gè)全新的概念就是云存儲(chǔ)。云計(jì)算具有一定的基礎(chǔ)功能，而由于云存儲(chǔ)是從云計(jì)算當(dāng)中延伸出來的，所以，云存儲(chǔ)具有與云計(jì)算相類似的功能，即計(jì)算機(jī)的網(wǎng)格技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)的集群應(yīng)用，還有就是計(jì)算機(jī)的分布式文件系統(tǒng)。以上的這些基本功能對(duì)于云存儲(chǔ)發(fā)揮其功效具有重要的作用。通過相應(yīng)的應(yīng)用軟件，可以把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的各式各樣的存儲(chǔ)設(shè)備有效的集中起來，以保證這些存儲(chǔ)設(shè)備可以進(jìn)行有效的協(xié)同合作。云存儲(chǔ)的這種新型的存儲(chǔ)模式，是在原有的原有的存儲(chǔ)模式的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)的一種存儲(chǔ)模式，但是這種新型的存儲(chǔ)模式還可以提供一種特別的架構(gòu)服務(wù)。由于云具有廣域網(wǎng)，以及互聯(lián)網(wǎng)的特性，所以具有相對(duì)比較的形象特征，而對(duì)待遇使用云存儲(chǔ)的人來說，云存儲(chǔ)具有一定的透明性。把一些有關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)設(shè)備，以及應(yīng)用程序軟件進(jìn)行有效的而結(jié)合起來，因?yàn)榇鎯?chǔ)設(shè)備的服務(wù)轉(zhuǎn)換抓喲是要通過相關(guān)的應(yīng)用軟件來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。
2 云計(jì)算的環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系的構(gòu)建
在實(shí)際的云計(jì)算的操作過程當(dāng)中，對(duì)于云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系的建立是十分的必要的。建立云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系，通常會(huì)涉及到很多方面的內(nèi)容，比如說，云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心，以及云服務(wù)的接口，還有就是云的用戶和與計(jì)算的服務(wù)協(xié)議等等各方面的內(nèi)容。首先，我們先來了解一下什么是數(shù)據(jù)中心。所謂的數(shù)據(jù)中心，實(shí)質(zhì)上指的就是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)中心是要通過云計(jì)算的環(huán)境下來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)中心所涉及的內(nèi)容，包括了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備，還有就是計(jì)算機(jī)中分布式的文件系統(tǒng)等等。云存儲(chǔ)可以有很多不同的類型，一種是根據(jù)企業(yè)發(fā)展的不同程度會(huì)采用的專門的存儲(chǔ)設(shè)備，另一種是運(yùn)用于個(gè)人的存儲(chǔ)設(shè)備，還有一種就是把專門的存儲(chǔ)設(shè)備與個(gè)人的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合起來。雖然有以上的三種分類，但是對(duì)于云存儲(chǔ)設(shè)備來說，并沒有硬性的規(guī)定說要根據(jù)那個(gè)條件進(jìn)行分類。根據(jù)客戶機(jī)，或者服務(wù)器的模式可以對(duì)分布式的文件系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)接可以很好地吧文件系統(tǒng)管理當(dāng)中的一些物理存儲(chǔ)紫玉進(jìn)行有效的存儲(chǔ)。
3 云計(jì)算服務(wù)器架構(gòu)的構(gòu)建
云計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器在云計(jì)算中占據(jù)著關(guān)鍵性的作用，所以對(duì)與計(jì)算服務(wù)器的架構(gòu)的構(gòu)建顯得至關(guān)重要。對(duì)于云存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)的建立，一定要保證是在進(jìn)行建立云儲(chǔ)存體系之前進(jìn)行建立。比較常見的云存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)有兩種，一種是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)，另一種就是附網(wǎng)存儲(chǔ)。對(duì)于云存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)的建立，可以通過多變的架構(gòu)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)的建立的。
附網(wǎng)存儲(chǔ)是一種文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，附網(wǎng)存儲(chǔ)是依附于分布式架構(gòu)系統(tǒng)而存在的。在附網(wǎng)存儲(chǔ)當(dāng)中，是相互獨(dú)立，而且又相互統(tǒng)一的。所以說，附網(wǎng)存儲(chǔ)是一種松散結(jié)合型集群，說附網(wǎng)存儲(chǔ)是獨(dú)立的，主要是因?yàn)樵诟骄W(wǎng)存儲(chǔ)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是相互獨(dú)立的；而說附網(wǎng)存儲(chǔ)是相對(duì)統(tǒng)一的，主要是因?yàn)楦骄W(wǎng)存儲(chǔ)是以系統(tǒng)集群的形式存在著的。附網(wǎng)存儲(chǔ)是一種結(jié)合比較緊密的集群系統(tǒng)。一旦有一個(gè)文件產(chǎn)生請(qǐng)求，附網(wǎng)存儲(chǔ)中的熱河一個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)對(duì)這個(gè)文件中的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)的訪問，與此同時(shí)，云計(jì)算還會(huì)對(duì)于用戶的相關(guān)要求進(jìn)行相應(yīng)的處理。一般的存儲(chǔ)系統(tǒng)不同的是，附網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能不會(huì)由于請(qǐng)求越多而越弱，相反的是，附網(wǎng)存儲(chǔ)是隨著用戶的訪問請(qǐng)求越多，就會(huì)具有越強(qiáng)的性能，因?yàn)橛脩舻恼?qǐng)求越多，會(huì)使得節(jié)點(diǎn)數(shù)越來越多，所以附網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能越強(qiáng)。
4 結(jié)語
總的來說，作為現(xiàn)代計(jì)算模式的代表的云計(jì)算，在實(shí)踐當(dāng)中具有很大的數(shù)據(jù)集群，因此云計(jì)算具有最優(yōu)化的服務(wù)功能。云計(jì)算中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以通過冗余存儲(chǔ)方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，進(jìn)而可以確保數(shù)據(jù)的安全性，以及可靠性。
摘要：現(xiàn)代數(shù)字圖書館存儲(chǔ)系統(tǒng)有高可靠性、高可用性、高性能、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性、易維護(hù)性和開放性等眾多方面的需求，而目前使用的存儲(chǔ)系統(tǒng)還遠(yuǎn)不能滿足這些需求。本文著重介紹網(wǎng)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)格 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) Grid FTP 數(shù)字圖書館
1 綜述
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)格應(yīng)運(yùn)而生，有望成為第三代互聯(lián)網(wǎng)。宏觀上講，網(wǎng)格是信息社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它把整個(gè)因特網(wǎng)整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)虛擬計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等資源的全面共享。
網(wǎng)格是由分布在本地或廣城范圍的若干異構(gòu)子系統(tǒng)組成的虛擬系統(tǒng)。網(wǎng)格通?？梢苑譃槿?，即存儲(chǔ)網(wǎng)格，計(jì)算網(wǎng)格和服務(wù)網(wǎng)格。存儲(chǔ)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)了虛擬的統(tǒng)一存儲(chǔ)，例如可將不同系統(tǒng)不同目錄下的文件通過網(wǎng)格軟件組合成一個(gè)虛擬的單一文件目錄，對(duì)此網(wǎng)格的用戶來說，他不必關(guān)心他所需要的文件具體存放在那一物理位置，而可以通過一個(gè)單一的文件目錄結(jié)構(gòu)存取或檢索所需要的文件。他還可以適用于傳統(tǒng)購工具相類似的網(wǎng)格變種，如FTP.來將自己的文件傳送到這一虛擬的單一文件目錄結(jié)構(gòu)中去，或?qū)⑻摂M存儲(chǔ)中的某一文件傳送到自己的本地非共享目錄中?？梢姶鎯?chǔ)網(wǎng)格改變了人們分享數(shù)據(jù)信息的方式。
利用存儲(chǔ)網(wǎng)格技術(shù)，一個(gè)大型復(fù)雜數(shù)字圖書館系統(tǒng)可以將各自的計(jì)算機(jī)組成一個(gè)慮擬的單一存儲(chǔ)網(wǎng)格，所有的子系統(tǒng)界面信息均可實(shí)時(shí)地被他人所共享，不管這些單位位于世界的哪一個(gè)角落，也不管他們用的是什么系統(tǒng)。傳統(tǒng)上完成類似目標(biāo)需要建立并維護(hù)一個(gè)集中的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，在很多時(shí)候是無法實(shí)現(xiàn)或者極不經(jīng)濟(jì)的。而存儲(chǔ)網(wǎng)格技術(shù)通過建立開放標(biāo)準(zhǔn)將這一需求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
網(wǎng)格存儲(chǔ)是網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，它將存儲(chǔ)和存儲(chǔ)引擎整合成內(nèi)部相連的網(wǎng)格。它通過網(wǎng)格以一種靈活的、透明的方式分配資源，依照單位的存儲(chǔ)策略和程序，高效地管理存儲(chǔ)資源，以保護(hù)大容量信息的安全。網(wǎng)格存儲(chǔ)能很好地解決各類資源的自動(dòng)優(yōu)化、自動(dòng)配置、自我保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)等功能。
2 基于網(wǎng)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用
2.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)格存儲(chǔ)方式
數(shù)字圖書館是綜合運(yùn)用多方面高新技術(shù)支持的數(shù)字信息資源系統(tǒng)，將分散于不同載體、不同地域的數(shù)字化信息資源以網(wǎng)絡(luò)化方式互相聯(lián)結(jié)起來，實(shí)現(xiàn)資源共享。數(shù)字圖書館是計(jì)算機(jī)可處理的、有序組織的信息集合，是存儲(chǔ)數(shù)字信息的倉儲(chǔ)。數(shù)字圖書館通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信息資源的組織和管理，能夠儲(chǔ)存海量信息，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高效方便地進(jìn)行查詢、檢索服務(wù)。數(shù)字圖書館具有信息資源數(shù)字化、信息組織非線性化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)方式多樣化等特點(diǎn)。而網(wǎng)格是高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)源、因特網(wǎng)三種技術(shù)的有機(jī)組合，它具有高性能、一體化、知識(shí)生產(chǎn)、資源共享、異地協(xié)同工作、支持開放標(biāo)準(zhǔn)、功能動(dòng)態(tài)變化等優(yōu)點(diǎn)，為數(shù)字圖書館建設(shè)提供了有利的條件。
在網(wǎng)格中最常用的資源是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。網(wǎng)格對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了一個(gè)集成的視圖，有時(shí)被稱為“數(shù)據(jù)網(wǎng)格”。通常，網(wǎng)格中的每臺(tái)機(jī)器會(huì)提供一定數(shù)量的存儲(chǔ)給網(wǎng)格使用，即使是暫時(shí)的。存儲(chǔ)可以是配屬于處理器的內(nèi)存，也可以是硬盤或者其他永久性的存儲(chǔ)介質(zhì)。配屬于處理器的內(nèi)存通常速度非常快，但是不穩(wěn)定，最好應(yīng)用作緩沖數(shù)據(jù)。網(wǎng)格中的第二存儲(chǔ)可以以合適的方法使用來增加容量、性能、共享和數(shù)據(jù)可靠性。許多網(wǎng)格系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，如AFS、NFS、DFS或者GPFS。這些文件系統(tǒng)在性能，安全和可靠性方面存在差異。
多臺(tái)機(jī)器的存儲(chǔ)使用統(tǒng)一的文件系統(tǒng)，容量可以增加。任一獨(dú)立的文件或者數(shù)據(jù)庫可以擴(kuò)展到多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備和機(jī)器，利用操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)可以消除最大空間的限制。統(tǒng)一的文件系統(tǒng)可以為網(wǎng)格存儲(chǔ)提供統(tǒng)一的命名空間。這對(duì)用戶使用網(wǎng)格中的存儲(chǔ)變得相對(duì)容易，可以不用考慮其確切的位置。類似的，特殊的數(shù)據(jù)庫軟件可以聯(lián)合獨(dú)立的分類數(shù)據(jù)和文件，形成一個(gè)更大的，更全面的數(shù)據(jù)庫，可以使用數(shù)據(jù)庫查詢功能操作。
網(wǎng)格文件系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)日志功能，因而在某些操作失敗后，數(shù)據(jù)也可以被可靠地刪除。另外，當(dāng)數(shù)據(jù)共享或者很多用戶更新時(shí)，有些文件系統(tǒng)實(shí)行高級(jí)的同步機(jī)制來減少?zèng)_突。
2.2 GridFTP在數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)中的應(yīng)用
網(wǎng)格存儲(chǔ)是以節(jié)點(diǎn)之間的備份為基礎(chǔ)，可以在多重節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行內(nèi)容管理與儲(chǔ)存；也可以把存儲(chǔ)環(huán)境下的多重節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資料轉(zhuǎn)移與傳輸。正因?yàn)檫@樣，它可以將網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)（NAS）和存儲(chǔ)局域網(wǎng)（SAN）兩種不同的技術(shù)、不同的管理工具、不同的存儲(chǔ)應(yīng)用融合在一起。網(wǎng)格存儲(chǔ)使存儲(chǔ)簡(jiǎn)單化，兼容不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持不同的系統(tǒng)平臺(tái)，在各個(gè)分布系統(tǒng)上遠(yuǎn)行而且同步。
訪問、分析和處理分布在不同邏輯位置、存儲(chǔ)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序要么選擇只支持某些存儲(chǔ)系統(tǒng)，要么使用多種方法來獲取不同存儲(chǔ)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)。Grid FTP提供了一種在異構(gòu)系統(tǒng)上的公共互用層，避免性能上的損失和過大的復(fù)雜性。
Grid FTP作為網(wǎng)格環(huán)境中安全高效的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)FTP協(xié)議的擴(kuò)展。Grid FTP擴(kuò)展了標(biāo)準(zhǔn)FTP協(xié)議，這是因?yàn)镕TP協(xié)議是目前因特網(wǎng)上使用最普遍的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，有大量的技術(shù)基礎(chǔ)，也是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中最規(guī)范的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，并且易于擴(kuò)展。
GridF TP在不同的網(wǎng)格主機(jī)之間提供了安全的、可依賴的數(shù)據(jù)傳輸，使用擴(kuò)展的FTP協(xié)議，提供了網(wǎng)格的功能。Grid FTP是標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器/客戶端應(yīng)用，支持兩種類型的文件傳輸標(biāo)準(zhǔn)和第三方參與的文件傳輸。
為了管理分布式通信中的大數(shù)據(jù)集，Grid FTP提供了經(jīng)過鑒別的由第三方控制的數(shù)據(jù)傳輸功能。這種功能允許第三方用戶或應(yīng)用程序啟動(dòng)、監(jiān)視和控制共他兩地之間的數(shù)據(jù)傳輸，為使用多個(gè)地點(diǎn)的資源提供了保障。Grid FTP在保留FTP的第二方數(shù)據(jù)傳輸功能上增加了GSS-API安全認(rèn)證。
當(dāng)前，由于網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖書館技術(shù)正面臨著一場(chǎng)新的技術(shù)革命。采用網(wǎng)格技術(shù)能增加數(shù)字圖書館成本的有效性，也能增強(qiáng)數(shù)字圖書館服務(wù)的適應(yīng)性，真正解決數(shù)字圖書館資源的信息資源存儲(chǔ)問題。數(shù)字圖書館只有借助于先進(jìn)的網(wǎng)格技術(shù)，才能真正推動(dòng)數(shù)字圖書館研究和建設(shè)的更深人發(fā)展。
【摘要】網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用是現(xiàn)階段的主流技術(shù)手段，由于互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展直接導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)持續(xù)升溫。而網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)替代傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)的新方法，通過技術(shù)手段的實(shí)現(xiàn)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的目的。選擇安全合理的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是保證數(shù)據(jù)安全，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份的主要手段。
【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)技術(shù)；數(shù)據(jù)安全；備份
一、前言
在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今天，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是解決現(xiàn)階段數(shù)據(jù)流失的主要手段，通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)備份可以很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移動(dòng)化。本文針對(duì)現(xiàn)階段的三種主要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式進(jìn)行分析研究，確定其技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，了解實(shí)現(xiàn)原理。使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
二、RAID存儲(chǔ)技術(shù)
1、RAID存儲(chǔ)技術(shù)介紹
RAID是指廉價(jià)(獨(dú)立)磁盤陣列，所謂“磁盤陣列”是指多張磁盤連成一個(gè)陣列上，然后，以某種方式書寫磁盤，這種方式可以在一張或多張磁盤組之間提供數(shù)據(jù)。
從主機(jī)的角度看，控制器使得整個(gè)磁盤組就像一片又快、又大、又可靠的虛擬磁盤。它的初衷主要是為大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供高端的存儲(chǔ)功能和冗余的數(shù)據(jù)安全，在系統(tǒng)中RAID被看作是一個(gè)邏輯分區(qū)，但它是由多個(gè)硬盤組成的，通過在多個(gè)硬盤上同時(shí)儲(chǔ)存和讀取數(shù)據(jù)來大幅度提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。而且在很多RAID模式中都有較為完備的、相互校驗(yàn)與恢復(fù)的措施，甚至是直接相互的鏡像存儲(chǔ)。當(dāng)數(shù)據(jù)災(zāi)難發(fā)生時(shí)可以自動(dòng)修復(fù)，從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯(cuò)度，穩(wěn)定了系統(tǒng)的冗余性。
2、RAID技術(shù)規(guī)范
RAID技術(shù)是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通常將組成磁盤陣列的不同方式分為RAID級(jí)別。隨著RAID技術(shù)的不斷發(fā)展。現(xiàn)在已擁有了以RAID 0到RAID 6七種基本的級(jí)別。另外，還有一些基本RAID級(jí)別的組合形式，如RAID 1 0、RAID 5 0等?，F(xiàn)將RAID級(jí)別在應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)作進(jìn)一步的研究。
(一)、RAID 0：是連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀寫于多個(gè)磁盤上。因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但它沒有數(shù)據(jù)冗余。它只是單純地提高性能，而且其中的一個(gè)磁盤失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，它不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性高的場(chǎng)合。
(二)、RAID 1：通常被稱為RAID鏡像，是通過磁盤數(shù)據(jù)鏡像實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對(duì)的獨(dú)立磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)，即所有數(shù)據(jù)都進(jìn)行百分之百的備份。當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時(shí)，可直接從鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效數(shù)據(jù)。
(三)、RAID0+1：也稱為RAID 1 0標(biāo)準(zhǔn)，至少需要4塊硬盤才可以實(shí)現(xiàn)，不過它綜合了RAID 0和RAID 1的特點(diǎn)，將獨(dú)立磁盤配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0互換鏡像。但構(gòu)建RAID 0+1陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)空間利用率只有50%。
(四)、RAID 2：是按位分配數(shù)據(jù)到多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)一個(gè)磁盤上保存數(shù)據(jù)的各個(gè)位。同時(shí)把一個(gè)數(shù)據(jù)不同的位運(yùn)算到海明校驗(yàn)碼保存在另一組磁盤上，在數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤的情況下將錯(cuò)誤校正。這種編碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID 2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜、速度最慢，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用，最適合用于諸如圖像之類的應(yīng)用。
(五)、RAID 3：通常是按字節(jié)將數(shù)據(jù)劃分為條紋分配在許多驅(qū)動(dòng)器上，雖然也可按位劃分．但它在陣列時(shí)專用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器保存奇偶校驗(yàn)信息，因此它同RAID 2非常類似，區(qū)別在于它使用簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，并用單塊磁盤存放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)；如果奇偶校驗(yàn)失效，則不影響數(shù)據(jù)使用，但奇偶盤會(huì)成為寫操作的瓶頸。
(六)、RAID 4：除了按扇區(qū)而不是按字節(jié)對(duì)數(shù)據(jù)劃分條紋外，RAID 4與RAID 3相似，同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上，但條塊單位為塊或記錄。它使用一塊磁盤作為奇偶校驗(yàn)盤，這時(shí)奇偶校驗(yàn)盤會(huì)成為寫操作的瓶頸。因此它在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。
(七)、RAID 5：是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID 5的各個(gè)磁盤上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同磁盤上。它使用一種特殊算法，可以計(jì)算出任何一個(gè)區(qū)域校驗(yàn)塊的存儲(chǔ)位置。這樣就可以確保對(duì)校驗(yàn)塊的任何讀寫操作都會(huì)在所有RAID磁盤中進(jìn)行均衡．從而消除產(chǎn)生瓶頸的可能。它讀出效率很高，寫入效率一般．塊式的集體訪問效率較佳，但控制器的設(shè)計(jì)也相當(dāng)困難。
(八)、RAID 6：與RAID 5相比，它增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊。兩個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)系統(tǒng)使用不同的算法．?dāng)?shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時(shí)失效也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。相對(duì)于RAID 5有更大的寫“損失”，因此“寫性能”非常差。
(九)、RAID 7：這是一種新RAID標(biāo)準(zhǔn)，其自身帶有智能化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)管理的軟件工具，可完全獨(dú)立于主機(jī)運(yùn)行，不占用主機(jī)CPU資源。它采用優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)，所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制．這樣提高了系統(tǒng)的并行性和系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度；每個(gè)磁盤都帶有高速緩沖存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以使用任何操作芯片．達(dá)到不同實(shí)時(shí)系統(tǒng)需要。當(dāng)多用戶訪問系統(tǒng)時(shí)。可以連續(xù)多臺(tái)主機(jī)，訪問時(shí)間幾乎接近于零。
三、IP存儲(chǔ)技術(shù)
ＩＰ存儲(chǔ)技術(shù)作為新興的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，越來越多的企業(yè)選擇了ＩＰ存儲(chǔ)作為存儲(chǔ)解決方案。另一方面，隨著信息化建設(shè)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已成為各企事業(yè)單位的基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)成為關(guān)系到企業(yè)生存的重要資源，是企業(yè)賴以生存的命脈，其價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)備的價(jià)值。然而，病毒木馬、軟件故障、及人為誤操作等不確定因素時(shí)刻威脅著數(shù)據(jù)的安全，數(shù)據(jù)安全性問題愈來愈突出。
各個(gè)層次的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的使用者也積極關(guān)注自己系統(tǒng)的安全問題，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全更加重視，備份系統(tǒng)成為保障數(shù)據(jù)安全的重要系統(tǒng)。數(shù)據(jù)備份是一種數(shù)據(jù)安全策略，是保護(hù)數(shù)據(jù)安全的有力措施，已成為信息安全領(lǐng)域一個(gè)備受矚目的研究方向。IP數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶自身業(yè)務(wù)的需要設(shè)計(jì)備份方案。分別由備份服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、備份實(shí)現(xiàn)三方交互協(xié)議。物理上各子系統(tǒng)獨(dú)立安裝運(yùn)行，邏輯上備份服務(wù)器主導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，備份和存儲(chǔ)服務(wù)器接受備份服務(wù)器發(fā)送的命令運(yùn)行任務(wù)，用戶從Ｗｅｂ界面發(fā)出命令并發(fā)送給備份服務(wù)器處理。
四、無限傳感存儲(chǔ)技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的根本任務(wù)是準(zhǔn)確、高效地提取環(huán)境中有價(jià)值的信息發(fā)送給用戶。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò),無論其應(yīng)用場(chǎng)景和底層硬件部署如何,應(yīng)用層用戶最為關(guān)心的問題是如何將各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)感知的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效傳輸和存儲(chǔ),從而保證后期高效、可靠、實(shí)時(shí)的訪問。因此數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。當(dāng)前的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)算法根據(jù)存儲(chǔ)策略的不同主要分為本地存儲(chǔ)、外部存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)為中心存儲(chǔ)三種。
地理信息路由是數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)中應(yīng)用最廣泛的一種經(jīng)典路由,周界轉(zhuǎn)遞模式在尋找存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)時(shí)存在著轉(zhuǎn)遞次數(shù)過多引起的能量浪費(fèi),提出了一種可以減少周界轉(zhuǎn)遞的位置逼近算法。該算法的思想是:在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)遞中,當(dāng)節(jié)點(diǎn)距離目的位置足夠近時(shí),則修剪掉后面的周界轉(zhuǎn)遞過程。地理位置逼近算法可以有效減少周界轉(zhuǎn)遞造成的能量消耗,從而提高網(wǎng)絡(luò)能量利用率。 基于網(wǎng)格的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)分配算法 GBMT,使事件數(shù)據(jù)更加均勻的存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)上。該算法主要思想是:把事件映射到一個(gè)網(wǎng)格中,根據(jù)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前的存儲(chǔ)空間和能量,該網(wǎng)格動(dòng)態(tài)的分配存儲(chǔ)該事件的節(jié)點(diǎn)。通過設(shè)置閾值和虛擬坐標(biāo)兩個(gè)機(jī)制,防止某個(gè)節(jié)點(diǎn)過多的擔(dān)任存儲(chǔ)的任務(wù),避免熱點(diǎn)問題。該算法使數(shù)據(jù)在網(wǎng)內(nèi)存儲(chǔ)分布更加均勻,進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)使用壽命。
五、結(jié)束語
通過對(duì)現(xiàn)階段已有的三種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式進(jìn)行深入研究可以清楚的知道，現(xiàn)階段的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)已經(jīng)可以通過這三種方式實(shí)現(xiàn)，針對(duì)數(shù)據(jù)的安全等方面也做了相應(yīng)的研究，保障用戶的數(shù)據(jù)安全是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)最關(guān)鍵的一步。相信通過不斷的研究，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)必將開啟新的篇章。
作者簡(jiǎn)介：趙春燕（1984—），女， 北京人，工程師，研究方向：高性能計(jì)算系統(tǒng)管理維護(hù)、軟件配置管理（E-mail：）；孫英銳（1973—），男，河北遷交人，高級(jí)工程師，碩士，研究方向：氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理。
摘要：為了滿足氣象數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)和高效應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)采用基于SAN和GPFS的高性能存儲(chǔ)集群進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并隨著數(shù)據(jù)量的快速增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)靈活在線擴(kuò)展以滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。結(jié)合國家級(jí)氣象資料存儲(chǔ)檢索系統(tǒng)、省級(jí)風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫共享服務(wù)系統(tǒng)和風(fēng)能資源數(shù)值模擬系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，闡述基于SAN和GPFS技術(shù)的存儲(chǔ)集群架構(gòu)，并重點(diǎn)介紹存儲(chǔ)集群的在線擴(kuò)展技術(shù)的實(shí)現(xiàn)?；赟AN和GPFS的存儲(chǔ)集群在線擴(kuò)展技術(shù)包含在線擴(kuò)展服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、在線擴(kuò)展存儲(chǔ)容量和在線擴(kuò)展文件系統(tǒng)容量三方面，實(shí)現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)隨著業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)變化的靈活擴(kuò)展，使系統(tǒng)具備優(yōu)秀的擴(kuò)展性和適應(yīng)性。
關(guān)鍵詞：氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；存儲(chǔ)集群；SAN；GPFS集群；在線擴(kuò)展
1引言
隨著氣象事業(yè)和科技水平的迅速發(fā)展，氣象數(shù)據(jù)的種類、數(shù)量也隨之迅速增長(zhǎng)，目前氣象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用數(shù)據(jù)庫和共享文件系統(tǒng)兩種技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)和服務(wù)方式將數(shù)據(jù)按照在線、近線和離線三種方式進(jìn)行存儲(chǔ)。由于氣象數(shù)據(jù)種類多、數(shù)量大、格式多樣，除通用數(shù)據(jù)庫、專題數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)之外，還有大量的數(shù)據(jù)采用高性能的共享文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在高速磁盤陣列上的直接在線存儲(chǔ)，以滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用、服務(wù)和安全備份的需求。隨著業(yè)務(wù)的不斷豐富，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)，大量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也采用高性能共享文件系統(tǒng)作為底層存儲(chǔ)，如何高效的訪問存儲(chǔ)，保障業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪問效率，同時(shí)考慮滿足不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，靈活的在線擴(kuò)展，成為存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中必須考慮的問題。
我國氣象部門應(yīng)用廣泛采用GPFS（General Parallel File System）[1]、NFS（Network File System）[2]等共享文件系統(tǒng)。GPFS是一個(gè)可擴(kuò)展、高性能、安全的通用并行文件系統(tǒng)，在性能和安全性上優(yōu)于NFS[3]，結(jié)合SAN（Storage Area Network）[4] 高速高可靠網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，構(gòu)成高性能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集群[5]，實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和直接的在線存儲(chǔ)，廣泛的應(yīng)用于氣象信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)中。
針對(duì)基于SAN和GPFS的存儲(chǔ)集群架構(gòu)，探討了在數(shù)據(jù)計(jì)算和處理能力、存儲(chǔ)容量、文件系統(tǒng)容量變更等三方面的在線擴(kuò)展技術(shù)，對(duì)氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的靈活擴(kuò)展具有重要意義。
2高性能氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集群設(shè)計(jì)
基于SAN和GPFS的存儲(chǔ)集群物理架構(gòu)包含三層，1）存儲(chǔ)層：高速磁盤陣列；2）SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層：冗余鏈路配置的高速SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)；3）服務(wù)器層：至少兩臺(tái)的服務(wù)器作為冗余的數(shù)據(jù)訪問處理節(jié)點(diǎn)。
2.1存儲(chǔ)集群架構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1.1.物理架構(gòu) 本實(shí)例采用三臺(tái)服務(wù)器作為集群節(jié)點(diǎn)，配置兩臺(tái)冗余SAN光纖交換機(jī)，四臺(tái)磁盤陣列。每臺(tái)服務(wù)器配置兩塊HBA卡，冗余連接至兩臺(tái)SAN交換機(jī)。每臺(tái)光纖交換機(jī)配置2個(gè)控制器，每個(gè)控制器兩個(gè)端口，將每個(gè)控制器冗余連接到兩臺(tái)SAN交換機(jī)。如圖1所示，為存儲(chǔ)集群的物理架構(gòu)，冗余配置保證了在Zone劃分后集群的高可靠性。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)間通過以太網(wǎng)連接，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)之間的連接鏈路采用光纖線，磁盤陣列采用高端磁盤陣列，構(gòu)成高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理集群，根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問性能需求和磁盤陣列的光纖出口速率，可對(duì)集群性能進(jìn)行精細(xì)化分析，在此不詳細(xì)探討。
2.1.2邏輯架構(gòu)
使集群節(jié)點(diǎn)訪問存儲(chǔ)設(shè)備的路徑唯一，需要對(duì)連接到SAN中的服務(wù)器和存儲(chǔ)劃分Zone，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的隔離。Zone劃分好以后，配置GPFS集群，形成邏輯上的存儲(chǔ)集群。存儲(chǔ)集群的邏輯架構(gòu)如圖2所示，GPFS將物理磁盤映射形成虛擬設(shè)備NSD（Network Share Disk），將一個(gè)或多個(gè)NSD作為邏輯文件設(shè)備掛載到服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上提供給文件系統(tǒng)使用。
2.2存儲(chǔ)集群構(gòu)建
2.2.1物理結(jié)構(gòu)配置
1）將三臺(tái)服務(wù)器連接至以太網(wǎng)絡(luò)，配置光纖交換機(jī)，配置Domain。
SAN1：Domain為1，SAN2：Domain為2
2）規(guī)劃服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)占用的交換機(jī)端口，并按規(guī)則為每個(gè)控制器進(jìn)行編號(hào)，在交換機(jī)中配置。
（1）服務(wù)器節(jié)點(diǎn)
控制器A：I-SRV-1-A-1：1，1 ；
控制器B：I- SRV-1-B-2：2，1 ；
各項(xiàng)含義為：交換-服務(wù)器-服務(wù)器編號(hào)-控制器-Domain：Domain，端口號(hào)
（2）磁盤陣列
控制器A：I-DS42-1-A-1：1，4 ；
控制器A：I-DS42-1-A-2：2，4 ；
控制器B：I- DS42-1-B-1：1，5 ；
控制器B：I- DS42-1-B-2：2，5 ；
各項(xiàng)含義為：交換-陣列名稱-陣列編號(hào)-控制器-Domain：Domain，端口號(hào)
3）物理連線：按照?qǐng)D1所示結(jié)構(gòu)和端口規(guī)劃，用光纖線連接服務(wù)器、SAN交換機(jī)和磁盤陣列。
4）Zone劃分：創(chuàng)建Zone，并指定該Zone所包含的端口，將Zone添加到配置中，保存配置，并使其生效。
5）LUN Mapping：基于存儲(chǔ)管理軟件，將LUN與集群節(jié)點(diǎn)的端口進(jìn)行綁定，使LUN與主機(jī)建立一對(duì)一或者多對(duì)一的映射關(guān)系。
2.2.2GPFS集群構(gòu)建
如圖3所示，在物理架構(gòu)搭建后，對(duì)各個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)做互信配置，并在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上安裝GPFS軟件包，創(chuàng)建GPFS集群。根據(jù)應(yīng)用需求創(chuàng)建文件系統(tǒng)，提供給文件存儲(chǔ)使用或數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，則構(gòu)成GPFS高性能存儲(chǔ)集群。
3存儲(chǔ)集群在線擴(kuò)展技術(shù)
圖2所示GPFS存儲(chǔ)集群的邏輯結(jié)構(gòu)分為三層，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)層、文件系統(tǒng)層、磁盤存儲(chǔ)層。GPFS存儲(chǔ)集群的擴(kuò)展包含這三方面：在線擴(kuò)展服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、在線擴(kuò)展磁盤容量和在線擴(kuò)展文件系統(tǒng)。
3.1在線擴(kuò)展服務(wù)器節(jié)點(diǎn)
風(fēng)能資源數(shù)值模擬系統(tǒng)[6，7，8]基于SAN和GPFS的集群架構(gòu)，由7臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理集群，但風(fēng)能資源數(shù)值模擬業(yè)務(wù)涉及大量的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，隨著業(yè)務(wù)計(jì)算需求的增加，7個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理能力逐漸顯得不足，需要在不影響現(xiàn)有應(yīng)用的情況下在線擴(kuò)展集群節(jié)點(diǎn)至16個(gè)。圖4所示，將G07至G15節(jié)點(diǎn)在線增加至GPFS集群，流程與新建GPFS集群流程相似，如圖5所示，在物理連接配置環(huán)節(jié)，將新增的節(jié)點(diǎn)逐一加入到已有的Zone中，并使配置生效，在集群配置環(huán)節(jié)將節(jié)點(diǎn)增加至集群。集群節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展包括剔除節(jié)點(diǎn)，直接執(zhí)行最后一個(gè)環(huán)節(jié)：從GPFS集群刪除節(jié)點(diǎn)操作。
3.2在線擴(kuò)展磁盤容量
國家級(jí)氣象資料存儲(chǔ)檢索系統(tǒng)[9，10]（簡(jiǎn)稱“存儲(chǔ)系統(tǒng)”）中采用了基于SAN和GPFS的集群架構(gòu)，提供高性能計(jì)算機(jī)用戶無法在高性能計(jì)算機(jī)上長(zhǎng)期在線保存而又需要保存的各類數(shù)據(jù)以及需要備份和歸檔的數(shù)據(jù)。
擴(kuò)容前存儲(chǔ)能力為337.8TB，可用磁盤容量以所有文件系統(tǒng)平均90%為可用上限計(jì)算為304.02TB，僅有20TB左右的余量，無法滿足數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，通過在線擴(kuò)展磁盤陣列，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無業(yè)務(wù)影響擴(kuò)容80TB，如圖6所示。
集群中存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展，需要將新增的磁盤設(shè)備用光纖連線加入SAN中，并加入Zone的配置使其生效，將LUN與集群中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁定。
流程如圖7所示，將已連接集群的該存儲(chǔ)設(shè)備創(chuàng)建為虛擬的NSD，并創(chuàng)建文件系統(tǒng)，分配這些空閑的NSD給掛載的文件系統(tǒng)。
3.3在線擴(kuò)展文件系統(tǒng)容量
省級(jí)風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫共享服務(wù)系統(tǒng)[11，12]基于基礎(chǔ)地理信息、風(fēng)能資源專業(yè)觀測(cè)網(wǎng)數(shù)據(jù)、詳查區(qū)數(shù)值模擬結(jié)果與綜合評(píng)估數(shù)據(jù)，為決策部門、業(yè)務(wù)用戶、行業(yè)用戶以及公眾用戶提供不同層次的風(fēng)能數(shù)據(jù)共享服務(wù)，其數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)基于SAN和GPFS的集群架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
表1所示為省級(jí)風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫共享服務(wù)系統(tǒng)文件系統(tǒng)容量擴(kuò)展前的參數(shù)值，系統(tǒng)共建立四個(gè)文件系統(tǒng)，業(yè)務(wù)流程調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)/dev/gpfs_DB文件系統(tǒng)容量預(yù)估過小，不能滿足應(yīng)用需求，擬在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的情況下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。
表2所示調(diào)整后情況，與表1所示調(diào)整前文件系統(tǒng)容量分布比較可以看出，/dev/gpfs_mysql文件系統(tǒng)容量由調(diào)整前的5.5TB縮減為2.2TB，/dev/gpfs_DB文件系統(tǒng)的容量由調(diào)整前的2.2TB，增加至5.5TB，而調(diào)整前后系統(tǒng)總?cè)萘课锤淖?。調(diào)整過程在線進(jìn)行，對(duì)用戶和應(yīng)用透明，未對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)發(fā)生影響。
該方法是在線實(shí)現(xiàn)容量調(diào)整的，但在實(shí)踐中需要注意三點(diǎn)：1）GPFS在刪除磁盤前會(huì)自動(dòng)遷移走該盤上的數(shù)據(jù)，前提是該刪除的磁盤是好的、可用的；2）除去要?jiǎng)h除的磁盤之外，是否剩余足夠的磁盤空間存儲(chǔ)文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。3）在執(zhí)行調(diào)整命令后留出一定的時(shí)間供GPFS元數(shù)據(jù)同步，防止元數(shù)據(jù)不一致導(dǎo)致的性能下降的問題。
3.4系統(tǒng)擴(kuò)展效果
以上三套系統(tǒng)所采用的基于SAN和GPFS架構(gòu)的存儲(chǔ)集群，其分層的存儲(chǔ)架構(gòu)和靈活的在線擴(kuò)展技術(shù)使得系統(tǒng)具有良好的業(yè)務(wù)適應(yīng)性，能夠提供高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問，并能夠隨著業(yè)務(wù)需求變化而快速、安全、無縫的擴(kuò)展。
4總結(jié)
本文介紹了國家級(jí)氣象資料存儲(chǔ)檢索系統(tǒng)、省級(jí)風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫共享服務(wù)系統(tǒng)和風(fēng)能資源數(shù)值模擬系統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)和在線擴(kuò)展的實(shí)施，闡述了基于SAN和GPFS技術(shù)的高性能氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集群架構(gòu)及其在線擴(kuò)展技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)集群數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量及文件系統(tǒng)容量隨著氣象數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)需求變化的靈活擴(kuò)展。經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，該存儲(chǔ)架構(gòu)具備靈活的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，能夠在不影響已有數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)的前提下實(shí)現(xiàn)在線擴(kuò)展，適用于快速增長(zhǎng)的氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的需求。
摘 要 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了新的計(jì)算形式，即云計(jì)算。該種計(jì)算模式的出現(xiàn)，實(shí)際上就是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種升華和體現(xiàn)，在此背景下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)也成為非常重要的一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。本文將對(duì)云計(jì)算與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題進(jìn)行簡(jiǎn)單闡釋，并在此基礎(chǔ)上就云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)談一下自己的認(rèn)識(shí)，以供參考。
關(guān)鍵詞 云計(jì)算；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；研究
所謂云計(jì)算，實(shí)際上就是一種以服務(wù)為主體的現(xiàn)代架構(gòu)體系，基本服務(wù)形式有兩種，一種是云計(jì)算，另一種是云存儲(chǔ)。云計(jì)算是計(jì)算機(jī)技術(shù)快速的一種新形式，這種基于云計(jì)算服務(wù)體系的現(xiàn)代應(yīng)用程序，在現(xiàn)代金融服務(wù)領(lǐng)域、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，幾乎在所有的環(huán)境下都需要云存儲(chǔ)來滿足數(shù)據(jù)處理要求。因此，在當(dāng)前的形勢(shì)下，加強(qiáng)對(duì)云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)問題研究，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1 云計(jì)算與云存儲(chǔ)
1.1 云計(jì)算
云計(jì)算主要是基于Internet技術(shù)提供服務(wù)的一種技術(shù)形式，它可以提供動(dòng)態(tài)化的可伸縮、虛擬資源計(jì)算模式。其中，云是一種比喻性的說法，實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)。傳統(tǒng)意義上的“云”代表的是電信網(wǎng)，近年來才用于互聯(lián)網(wǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施抽象表達(dá)。云計(jì)算通過計(jì)算，使大量的數(shù)據(jù)信息分布于計(jì)算機(jī)之上，并非本地計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器之中，而企業(yè)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際運(yùn)行與計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)非常相似，這在很大程度上可以使企業(yè)將資源信息切換至客觀應(yīng)用上，并且根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)計(jì)算機(jī)及其存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行訪問。簡(jiǎn)單地說，正如從傳統(tǒng)的單臺(tái)發(fā)電機(jī)模式向現(xiàn)代的電廠集中供電模式轉(zhuǎn)變一樣，這意味著計(jì)算能力已經(jīng)作為商品在流通，并且像水電一樣，利用方便而費(fèi)用低廉，主要區(qū)別在于它是借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行傳輸。
1.2 云存儲(chǔ)
所謂云存儲(chǔ)，實(shí)際上基于云計(jì)算概念延伸出來的新概念，它與云計(jì)算非常相似，以集群應(yīng)用、分布式文件系統(tǒng)以及網(wǎng)格技術(shù)等功能為基礎(chǔ)，將計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的各種存儲(chǔ)設(shè)備借助應(yīng)用軟件進(jìn)行有效集中，從而使其協(xié)同作業(yè)，具體功能是對(duì)外提供相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及業(yè)務(wù)訪問。從本質(zhì)上來講，云存儲(chǔ)是對(duì)當(dāng)前存儲(chǔ)模式的一種創(chuàng)新，同時(shí)也是特殊的架構(gòu)服務(wù)之一。形象地說，就像是云一樣的廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)應(yīng)用者而言，具有透明性；云存儲(chǔ)的關(guān)鍵在于相關(guān)應(yīng)用程序軟件、存儲(chǔ)設(shè)備之間的有機(jī)結(jié)合，并且通過這些應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備之間的服務(wù)轉(zhuǎn)變。
2 云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系構(gòu)建
實(shí)踐中，云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系，主要包括數(shù)據(jù)中心、云服務(wù)接口、云用戶以及服務(wù)協(xié)議等內(nèi)容，其中數(shù)據(jù)中心主要由存儲(chǔ)管理、分布式文件系統(tǒng)以及存儲(chǔ)設(shè)備等構(gòu)成，同時(shí)它也是云計(jì)算環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)。云存儲(chǔ)設(shè)備通常沒有特殊的規(guī)定的類型，既可以是個(gè)人PC，也可是企業(yè)發(fā)展過程中所應(yīng)用的專門存儲(chǔ)設(shè)備，甚至是二者的結(jié)合體。分布式文件系統(tǒng)，即文件系統(tǒng)管理中的物理存儲(chǔ)資源是通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間相互連接的，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是依據(jù)客戶機(jī)、服務(wù)器模式。
2.1 服務(wù)器架構(gòu)
云存儲(chǔ)體系構(gòu)建之前，應(yīng)當(dāng)先構(gòu)建云存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)，它是云計(jì)算IAAS中重要組成部分，可通過多樣化的架構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，常見的是附網(wǎng)存儲(chǔ)（NAS）以及存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）。
NAS屬于分布式架構(gòu)系統(tǒng)的文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，是一種松散結(jié)合型集群，實(shí)踐中可有效滿足以云存儲(chǔ)為主體的環(huán)境要求，而且在該系統(tǒng)集群中，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是相對(duì)獨(dú)立的實(shí)體。在此系統(tǒng)中，最小單位即為文件。當(dāng)文件被保存在該集群之中時(shí)，其數(shù)據(jù)信息會(huì)被有效地保存在集群中的特定節(jié)點(diǎn)上，雖然文件副本很多，也可能會(huì)被重新定位到另外的節(jié)點(diǎn)上，從而形成冗余，但該節(jié)點(diǎn)提供的文件單實(shí)例卻是唯一的。下圖為NAS存儲(chǔ)架構(gòu)示意圖如圖1所示。
實(shí)踐中可以看到，SAN為集群架構(gòu)塊存儲(chǔ)系統(tǒng)的一種，即為緊密結(jié)合型集群系統(tǒng)。當(dāng)文件請(qǐng)求產(chǎn)生時(shí)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)訪問該文件中的不同數(shù)據(jù)塊，并對(duì)用戶的請(qǐng)求進(jìn)行及時(shí)的處理。用戶請(qǐng)求越多，SAN響應(yīng)請(qǐng)求可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量就越多，此時(shí)其性能也就越強(qiáng)。實(shí)踐證明，該存儲(chǔ)架構(gòu)比較適合于云服務(wù)器，而且其可擴(kuò)展性非常的好，數(shù)據(jù)傳輸效率較高，若配合P2P以及重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)使用，可有效滿足一級(jí)存儲(chǔ)要求。
2.2 服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)信息傳送
針對(duì)當(dāng)前的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體系，NFS、CIF即為NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，將NFS、CIF作為數(shù)據(jù)傳送口，可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)間的信息資源有效共享。NFS在Windows客戶端加載了NFS客戶端軟件，這樣就可以確保Windows客戶端能夠有效融入到UNIX基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中；CIF在UNIX服務(wù)器上也加載了CIFS服務(wù)器端軟件，這樣就可以使UNIX服務(wù)器與本地Windows服務(wù)器一樣。NFS與CIF，使NAS服務(wù)器間形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)了云存儲(chǔ)服務(wù)的統(tǒng)一化，并且在集群環(huán)境下，表現(xiàn)非常的突出。ISCSI也是一種SAN數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，它可以實(shí)現(xiàn)單客戶端有效應(yīng)用程，像本地客戶端使用服務(wù)器資源一樣，操作結(jié)果對(duì)另外客戶端不透明。
3 結(jié)束語
云計(jì)算作為一種典型的現(xiàn)代計(jì)算模式，擁有較大規(guī)模的數(shù)據(jù)集，可向廣大用戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，采用的是冗余存儲(chǔ)方式來確保存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全可靠性，未來云存儲(chǔ)將向著安全性、共享性以及便捷性方向發(fā)展。
【摘 要】隨著IT系統(tǒng)向云計(jì)算技術(shù)方向演進(jìn)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用需求也出現(xiàn)了顯著的變化特點(diǎn)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)已不能滿足云時(shí)代的需要。為解決云時(shí)代的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，首先分析了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀，接著在此基礎(chǔ)上分析了塊存儲(chǔ)、分布式存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)、表存儲(chǔ)等非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)在云計(jì)算環(huán)境中的不同應(yīng)用及性能特點(diǎn)，為云時(shí)代的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)提供建議。
【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 云存儲(chǔ) 塊存儲(chǔ) 結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)
1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著社會(huì)信息時(shí)代的快速發(fā)展，用戶對(duì)存儲(chǔ)的需求增長(zhǎng)迅速。在進(jìn)入云環(huán)境的時(shí)代，傳統(tǒng)IT系統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)面臨建設(shè)成本高、運(yùn)維復(fù)雜、擴(kuò)展性有限等問題的挑戰(zhàn)，系統(tǒng)存儲(chǔ)擴(kuò)容壓力很大，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，傳統(tǒng)存儲(chǔ)開放性不足，通常采用軟硬件一體化解決方案，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不同廠家系統(tǒng)無法混合使用；其次，成本較高，且市場(chǎng)壟斷嚴(yán)重，建設(shè)成本居高不下，擴(kuò)容成本尤其高；再者，擴(kuò)展性能較差，其單點(diǎn)擴(kuò)展存在容量上限和接口帶寬等限制，面對(duì)云時(shí)代PB級(jí)的海量存儲(chǔ)需求，在容量和性能的擴(kuò)展上無法滿足。
長(zhǎng)期以來，傳統(tǒng)IT系統(tǒng)存儲(chǔ)一直存在諸多資源配置不合理的狀況，帶來資源浪費(fèi)。一些系統(tǒng)不考慮數(shù)據(jù)的價(jià)值和訪問方式，統(tǒng)一放在磁盤陣列或NAS中，相對(duì)于云存儲(chǔ)缺少性能、擴(kuò)展性和低成本的優(yōu)勢(shì)。而另有一些系統(tǒng)對(duì)磁盤I/O性能要求并不太高，卻仍然采用FC SAN建設(shè)，造成建設(shè)成本的浪費(fèi)。大部分系統(tǒng)沒有區(qū)分應(yīng)用對(duì)磁盤可靠性的要求，統(tǒng)一使用SAS磁盤，將SATA盤排除在外，造成一定的浪費(fèi)。
傳統(tǒng)的塊存儲(chǔ)承載傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，在應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下高性能應(yīng)用系統(tǒng)，特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)顯得力不從心，暴露出很多難以克服的問題。傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫穩(wěn)定性高，使用簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，久經(jīng)歷史考驗(yàn)，積累了大量的成功案例。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)站也開始快速發(fā)展，近幾年比較火爆的論壇、博客、SNS、微博逐漸引領(lǐng)Web領(lǐng)域的潮流。隨著訪問量的急劇上升，幾乎大部分使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)站都開始出現(xiàn)了性能問題。Web程序也不再僅僅專注在功能上，同時(shí)也在追求性能，雖然后來MySQL的集群技術(shù)和Memcache的緩存技術(shù)使得MySQL架構(gòu)在一定程度上緩解了性能的壓力，但最終還是因?yàn)槠鋽U(kuò)展性差（需要比較復(fù)雜的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)），承受著大數(shù)據(jù)下的I/O壓力，因此依然面臨著很大的問題。
傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并不能提供這些應(yīng)用所需要的高可擴(kuò)展性，新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用又不像金融等領(lǐng)域那樣需要嚴(yán)格的數(shù)據(jù)一致性和很強(qiáng)的事務(wù)特性，而是對(duì)海量數(shù)據(jù)的松散結(jié)構(gòu)表示以及可用性與可擴(kuò)展性提出了更高的要求。很多研究學(xué)者與互聯(lián)網(wǎng)公司早已開始尋求新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理架構(gòu)，并試著弱化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在一致性和事務(wù)性方面的要求，向著系統(tǒng)可用性和可擴(kuò)展性方面努力，使之成功運(yùn)用到后端系統(tǒng)中。
2 云環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求特點(diǎn)
隨著現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，數(shù)據(jù)信息總量正呈指數(shù)級(jí)爆炸式增長(zhǎng)，在如此大量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)代，用戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求具有全新的特點(diǎn)：
（1）對(duì)數(shù)據(jù)庫高并發(fā)讀寫的需求
隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，Web 2.0應(yīng)用強(qiáng)調(diào)的是以用戶為主，需要根據(jù)用戶個(gè)性化信息來實(shí)時(shí)生成動(dòng)態(tài)頁面和提供動(dòng)態(tài)的信息，目前比較流行的微博就是如此。該類應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)訪問的負(fù)載就非常高，往往能達(dá)到每秒上萬次的讀寫請(qǐng)求，甚至更多。從已有的優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品看來，對(duì)于上萬次SQL查詢還能勉強(qiáng)應(yīng)付，但是應(yīng)付上萬次SQL寫數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，I/O成了瓶頸。
（2）對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效率存儲(chǔ)和訪問的需求
以Facebook為例，它一個(gè)月就達(dá)到了2.5億條用戶動(dòng)態(tài)，對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫來說，在一張擁有2.5億條記錄的表里面進(jìn)行SQL查詢，效率是極其低下乃至無法忍受的。在未來大數(shù)據(jù)時(shí)代，海量數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和訪問是必須要解決的問題。
（3）對(duì)數(shù)據(jù)庫的高可擴(kuò)展性和高可用性的需求
在基于Web的架構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫是最難進(jìn)行橫向擴(kuò)展的，當(dāng)一個(gè)Web應(yīng)用的用戶量和訪問量與日暴增時(shí)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器卻沒辦法像Web Server那樣簡(jiǎn)單地通過更多的硬件和服務(wù)節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行性能擴(kuò)展與負(fù)載分擔(dān)。對(duì)于很多需要不間斷提供服務(wù)的網(wǎng)站來說，由于這樣的升級(jí)需要停機(jī)維護(hù)和數(shù)據(jù)遷移，將使用戶體驗(yàn)值急劇降低。
（4）支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理能力的需求
傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)類型有比較明確的限制，只針對(duì)某些數(shù)據(jù)類型，如整型數(shù)字、字符、字符串等，而對(duì)類似圖片、音視頻的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持不夠，無法滿足未來用戶對(duì)各種各樣類型數(shù)據(jù)的需求。
對(duì)于以上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用需求，傳統(tǒng)存儲(chǔ)應(yīng)用技術(shù)是無法勝任云計(jì)算環(huán)境下應(yīng)用需求的。云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展結(jié)合了各種存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)，在容錯(cuò)、吞吐量、冗余、讀寫分布、數(shù)據(jù)劃分、負(fù)載均衡等特性方面進(jìn)行技術(shù)提升，并綜合多種存儲(chǔ)技術(shù)以適應(yīng)復(fù)雜的不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。
3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)在云計(jì)算環(huán)境中的應(yīng)用特性分析
現(xiàn)有的IT環(huán)境正逐步向云計(jì)算環(huán)境演進(jìn)，在未來云時(shí)代，塊存儲(chǔ)、分布式存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)、表存儲(chǔ)等非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)有各自的應(yīng)用特點(diǎn)，可區(qū)分不同應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)云環(huán)境下存儲(chǔ)能力最優(yōu)化應(yīng)用。
3.1 塊存儲(chǔ)技術(shù)
塊存儲(chǔ)基于傳統(tǒng)的磁盤陣列實(shí)現(xiàn)，主要為現(xiàn)有各種應(yīng)用提供通用的存儲(chǔ)能力，將存儲(chǔ)區(qū)域劃分成固定大小的小塊，使傳統(tǒng)裸存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)空間對(duì)外暴露，將大量磁盤設(shè)備通過SCSI/SAS或FC SAN與存儲(chǔ)服務(wù)器連接，服務(wù)器直接通過SCSI/SAS或FC協(xié)議控制和訪問數(shù)據(jù)。塊存儲(chǔ)方式由于不存在數(shù)據(jù)打包/解包過程，可提供更高的性能，數(shù)據(jù)訪問延遲低、帶寬較高，但可擴(kuò)展性差。因此可采用彈性塊存儲(chǔ)降低傳統(tǒng)磁盤盤陣的使用比例，以滿足快速分配和靈活擴(kuò)展的場(chǎng)景。
塊存儲(chǔ)本身可以通過多個(gè)設(shè)備堆疊出更大的空間，但受限于數(shù)據(jù)庫的能力，通常只能支持TB級(jí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。主要為一些高性能、高I/O的企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫）提供存儲(chǔ)，也可為虛擬機(jī)提供集中存儲(chǔ)，包括鏡像和實(shí)例的存儲(chǔ)。
在云計(jì)算環(huán)境中，塊存儲(chǔ)的使用可根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性、訪問頻率、保留時(shí)間、容量、性能等指標(biāo)，進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)管理。一般可進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)存儲(chǔ)分級(jí)，基于文件級(jí)和塊級(jí)分級(jí)，基于主機(jī)和盤陣等類型分級(jí)，將數(shù)據(jù)采取不同的存儲(chǔ)方式分別存儲(chǔ)在不同性能的存儲(chǔ)設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)客體在存儲(chǔ)設(shè)備之間的自動(dòng)遷移。同時(shí)，為提高存儲(chǔ)利用率，還可以使用存儲(chǔ)瘦供給技術(shù)，當(dāng)存儲(chǔ)真正開始使用時(shí)才開始實(shí)際分配物理空間，可達(dá)到減少每GB可用空間的成本的目的。
3.2 非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)
在云計(jì)算環(huán)境下引入非結(jié)構(gòu)化云存儲(chǔ)技術(shù)可降低傳統(tǒng)盤陣/NAS的采購成本，滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理需求。在互聯(lián)網(wǎng)類業(yè)務(wù)等具有海量冷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的業(yè)務(wù)中，可逐步采用基于X86架構(gòu)本地硬盤的分布式文件、對(duì)象、彈性塊等云存儲(chǔ)產(chǎn)品，代替NAS和傳統(tǒng)盤陣設(shè)備，并開展和推動(dòng)云存儲(chǔ)接口標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，推動(dòng)上層業(yè)務(wù)軟件適應(yīng)底層新型云存儲(chǔ)系統(tǒng)，最終在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中大規(guī)模引入非結(jié)構(gòu)化云存儲(chǔ)技術(shù)。目前非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)主要包括分布式文件存儲(chǔ)和對(duì)象存儲(chǔ)兩種。
（1）分布式文件存儲(chǔ)
分布式文件存儲(chǔ)提供文件存儲(chǔ)能力，把分布在局域網(wǎng)內(nèi)各個(gè)計(jì)算機(jī)上的共享文件夾集合成一個(gè)虛擬共享文件夾，將整個(gè)分布式文件資源以統(tǒng)一的視圖呈現(xiàn)給用戶，最終以標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)接口形式，向應(yīng)用系統(tǒng)提供海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，支持隨機(jī)讀寫、復(fù)雜目錄結(jié)構(gòu)。
對(duì)于數(shù)據(jù)增長(zhǎng)量快的文件存儲(chǔ)型業(yè)務(wù)，分布式文件存儲(chǔ)提供NFS、CIFS、POSIX等文件訪問接口，但整體協(xié)議開銷較高、響應(yīng)延遲比塊存儲(chǔ)長(zhǎng)，存儲(chǔ)能力和性能水平有待擴(kuò)展。分布式文件存儲(chǔ)適合TB～PB級(jí)文件存儲(chǔ)，可支持文件頻繁修改和刪除，例如存儲(chǔ)圖片、文件、視頻、郵件附件、MMS內(nèi)容等，同時(shí)它在文件在線備份和文件共享具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，但上層業(yè)務(wù)需要考慮支持跨多個(gè)文件系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
（2）對(duì)象存儲(chǔ)
對(duì)象存儲(chǔ)與分布式文件存儲(chǔ)都屬于非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)類型，對(duì)象存儲(chǔ)操作簡(jiǎn)單、無需頻繁修改，對(duì)于一次寫入、多次讀取的數(shù)據(jù)，優(yōu)先考慮對(duì)象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。對(duì)象存儲(chǔ)為海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供Key-Value這種通過鍵-值查找數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)模式，提供基于對(duì)象訪問的REST/SOAP接口，協(xié)議開銷較高，且響應(yīng)延遲較文件存儲(chǔ)長(zhǎng)，應(yīng)用系統(tǒng)跟存儲(chǔ)系統(tǒng)的耦合程度松散。
在對(duì)象存儲(chǔ)中引入對(duì)象元數(shù)據(jù)描述對(duì)象特征，所存儲(chǔ)的對(duì)象是附帶各種屬性信息的文件，屬性包括圖片尺寸、拍攝時(shí)間等，一般采用“桶”作為對(duì)象的容器來劃分應(yīng)用和用戶。由于對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)同時(shí)管理用戶信息和實(shí)際數(shù)據(jù)，上層業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮支持跨多個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)的場(chǎng)景。對(duì)象存儲(chǔ)屬PB級(jí)文件在線存儲(chǔ)，用于在線訪問的文件存儲(chǔ)（包括縮略圖、音樂視頻、大文件）。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后很少改動(dòng)，對(duì)于文件索引所容納的條目數(shù)量不受限制。對(duì)象存儲(chǔ)是企業(yè)能夠以低成本的簡(jiǎn)易方式實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問的方案。同時(shí)，對(duì)象存儲(chǔ)使得“混合云”和“公有云”成為可能，也使以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式進(jìn)行廣域歸檔或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份成為可能。
3.3 結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)
針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對(duì)非一致性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及不能靈活擴(kuò)展等技術(shù)壁壘，在云存儲(chǔ)技術(shù)中用表存儲(chǔ)以管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或者半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并通過設(shè)置鍵值對(duì)映射模型采用Hadoop框架等技術(shù)，向應(yīng)用系統(tǒng)提供高可擴(kuò)展的表存儲(chǔ)空間，主要包括交易型（OLTP）數(shù)據(jù)庫和分析型（OLAP）數(shù)據(jù)庫。
交易型應(yīng)用每次更新或查找少量記錄，并發(fā)量大，響應(yīng)時(shí)間短，主要應(yīng)用在大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)社交網(wǎng)絡(luò)、博客、微博、在線詳單查詢等。在新型互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和詳單查詢業(yè)務(wù)中，針對(duì)交互性海量數(shù)據(jù)查詢需求，可引入NoSQL存儲(chǔ)，提升系統(tǒng)可擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)處理能力，消除系統(tǒng)瓶頸。
分析型應(yīng)用特點(diǎn)則是更新少，批量導(dǎo)入，每次針對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并發(fā)量小。主要應(yīng)用在大規(guī)模日志存儲(chǔ)處理、信令系統(tǒng)XDR數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析預(yù)處理、經(jīng)分系統(tǒng)ETL等場(chǎng)景。并且可引入逐步成熟的日志詳單類存儲(chǔ)，系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性及安全性將得到全面提升，這可以作為數(shù)據(jù)倉庫的補(bǔ)充，承擔(dān)ETL、數(shù)據(jù)挖掘和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理，緩解現(xiàn)有數(shù)據(jù)倉庫的壓力。
4 結(jié)束語
在云環(huán)境中積極探索和引入大數(shù)據(jù)處理和云存儲(chǔ)技術(shù)，開展和推動(dòng)云存儲(chǔ)接口標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，將有效推動(dòng)上層業(yè)務(wù)軟件適應(yīng)底層新型云存儲(chǔ)系統(tǒng)。在云存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的另一方面，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和存儲(chǔ)介質(zhì)技術(shù)的進(jìn)步也必將推動(dòng)云存儲(chǔ)的有效規(guī)模部署，共同推動(dòng)云時(shí)代的加速發(fā)展。
摘要：隨著Web2.0技術(shù)的發(fā)展，用戶對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)需求激增，往往通過購置更多數(shù)量的服務(wù)器來增加計(jì)算和存儲(chǔ)能力。通過互聯(lián)網(wǎng)租用計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源，就可以大大減少對(duì)自有硬件資源的依賴。因此，將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到存儲(chǔ)領(lǐng)域可以大大提高資源的利用率。本文主要分析基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。
關(guān)鍵詞：云計(jì)算，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，技術(shù)
云計(jì)算是一種基于服務(wù)的架構(gòu)體系，有兩種基本服模式：云計(jì)算和云存儲(chǔ)。 基于云計(jì)算服務(wù)的應(yīng)用程序，無論是金融服務(wù)還是網(wǎng)絡(luò)角色扮演游戲，幾乎在所有情況下都需要高性能的云存儲(chǔ)來滿足數(shù)據(jù)處理的需求[1]。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代是一個(gè)信息時(shí)代，隨著 Web2.0 技術(shù)的成熟，大量的信息以井噴的姿勢(shì)出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，如何應(yīng)對(duì)這種信息爆炸式的增長(zhǎng)速度，如何對(duì)這些信息進(jìn)行有效存儲(chǔ)和管理，云存儲(chǔ)是否能夠應(yīng)對(duì)這種情況，如何才能保證云存儲(chǔ)的高性能，如何才能保證云存儲(chǔ)的靈活性，這些是本文探討的問題。
1、云計(jì)算與云存儲(chǔ)
1.1 云計(jì)算的概念
云計(jì)算（cloud computing）是分布式計(jì)算技術(shù)的一種，是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展。其最基本的概念是通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)拆分成無數(shù)個(gè)較小的子程序，再交給由多部服務(wù)器組成的運(yùn)算系統(tǒng)，經(jīng)過計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。
1.2 云存儲(chǔ)的概念
云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念基礎(chǔ)上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新概念。與云計(jì)算類似，它是通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。云存儲(chǔ)是對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)方式的一種變革，是一種特殊形式的架構(gòu)服務(wù)。如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲(chǔ)對(duì)使用者來講是透明的，不是指某一個(gè)具體的設(shè)備，而是指分布在不同物理地域的多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備所構(gòu)成的集合體。云存儲(chǔ)的核心是應(yīng)用程序軟件與存儲(chǔ)設(shè)備相結(jié)合，通過應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備向存儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。
2、云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型
與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個(gè)部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。它以存儲(chǔ)設(shè)備為核心，通過應(yīng)用軟件對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。自下而上分別為存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和訪問層。
2.1 存儲(chǔ)層
存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)的基礎(chǔ)部分。各個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備。在存儲(chǔ)設(shè)備層之上是一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)[2]。
2.2 基礎(chǔ)管理層
基礎(chǔ)管理層是云存儲(chǔ)的核心部分，也是云存儲(chǔ)中最難實(shí)現(xiàn)的部分?；A(chǔ)管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)系統(tǒng)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訪問功能。使用CDN（Content Delivery Network）進(jìn)行內(nèi)容分發(fā)，數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶所訪問。同時(shí)，通過各種數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)可以避免云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，保證云存儲(chǔ)系統(tǒng)自身的安全和穩(wěn)定。
2.3 應(yīng)用接口層
云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)類型開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口并提供不同的應(yīng)用服務(wù)。比如視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、IPTV和視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺(tái)等。
2.4 訪問層
任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過公用應(yīng)用接口登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位提供的訪問類型和訪問手段也不盡相同。
云計(jì)算是一種新型的計(jì)算模式。它的最主要特征是系統(tǒng)擁有大規(guī)模數(shù)據(jù)集、基于該數(shù)據(jù)集,向用戶提供服務(wù)。為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性,云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù),采用冗余存儲(chǔ)的方式來保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性,即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本。
三、云存儲(chǔ)未來發(fā)展趨勢(shì)
云存儲(chǔ)已經(jīng)成為未來存儲(chǔ)發(fā)展的一種趨勢(shì)，目前，云存儲(chǔ)廠商正在將各類搜索、應(yīng)用技術(shù)和云存儲(chǔ)相結(jié)合，以便能夠向企業(yè)提供一系列的數(shù)據(jù)服務(wù)。但是，未來云存儲(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)，主要還是要從安全性、便攜性及數(shù)據(jù)訪問等角度進(jìn)行發(fā)展。
四、結(jié)束語
云計(jì)算是一種新型的計(jì)算模式。它的最主要特征是系統(tǒng)擁有大規(guī)模數(shù)據(jù)集、基于該數(shù)據(jù)集，向用戶提供服務(wù)。為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用冗余存儲(chǔ)的方式來保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本。另外，云計(jì)算系統(tǒng)需要同時(shí)滿足大量用戶的需求，并行地為大量用戶提供服務(wù)。未來云存儲(chǔ)的發(fā)展還是要從安全性、便攜性及數(shù)據(jù)訪問等角度進(jìn)行深入發(fā)展。
