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标题	云存储平台设计探析
范文	樊宁 摘 要：随着计算机技术的不断发展，互联网为人们提供越来越丰富的服务，只需具有基本的上网条件，即可方便地使用互联网提供的各种服务。尤其在云技术出现后，人们可利用云技术进行“云”存储。介绍了云存储的相关概念和特征，并论述了云存储关键技术和解决方法，最后探讨了云存储平台设计。 关键词：云技术；云计算；云存储；存储平台 DOIDOI：10.11907/rjdk.151654 中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2015）009001002 0 引言 近年来，随着互联网的迅速发展，每天产生数量庞大的信息，如何存储这些潜力巨大的信息，成为亟需解决的问题。如果将这些信息都存储在本地，则会占用大量资源。因此，人们可以利用虚拟化云技术进行存储。首先介绍云存储的概念和特点，进而论述云存储平台在设计过程中遇到问题和解决方案，最后探讨云存储平台设计。 1 云存储特征及服务 1.1 云存储特征 云存储将大量不同类型的存储设备通过软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储服务。云存储服务对传统存储技术的数据安全性、可靠性、易管理性等方面提出了新挑战[ 1 ]。通过对近年来互联网上的典型云存储技术进行调研和分析，大多数云存储技术具有以下特征：①按需扩展。云存储平台类似于一个空间比较大的资源池，当用户使用空间超过原有分配空间时，平台会自动按需分配出足够的空间供用户使用，不仅能满足消费者需求，而且使资源得到合理分配；②功能隐藏性。在使用云存储过程中，用户只需请求相关服务，云平台会自动进行分配，以满足用户需求，云平台对外隐藏具体实现细节；③低成本存储。随着信息量不断增加，本地化存储需要更多资源，如硬盘、软盘等，使用户增加大量存储成本，但若利用云存储平台，不仅可降低用户成本，而且也能满足用户的移动存储需求。只需具备上网条件，用户无论何时、何地都可以上传或下载所需文件。 1.2 云存储服务 云存储是将一些文件和数据存储在云端，然后开放一些标准的协议和接口，让用户能够方便地将文件和数据传输到云端。将文件保存在云端不用担心存储空间问题，也不用关心数据或文件的存储位置，并且随着云存储技术的不断发展，存储安全性也得到了极大提升。 云存储服务主要分为3类：①存储服务。该服务不仅指云存储可直接为用户提供服务，而且开发人员还可利用这些服务进行二次开发；②相关平台服务。平台技术能对普通资源进行再次抽象，并对资源进行动态扩展或收回，还加入多种容错技术。而且平台对外提供统一接口，能解决不同终端的接入问题；③云存储软件服务。主要面向普通用户群体，该用户群体可直接利用客户端使用服务，这些服务允许用户自定义使用环境，而且还可为特定人群提供个性化服务。 2 云存储关键技术与解决方法 基于对企业需求的分析和对市场中标杆产品的学习，云存储平台的研发目标是为上层应用提供海量、安全和高可用的云存储服务，帮助其有效应对高并发和海量数据的场景[ 2 ]。 2.1 拓扑结构 在利用云技术进行存储的过程中，需设计科学合理的拓扑结构，使节点间能相互关联。对于数据存储服务而言，利用传统星形结构比较合适，原因在于星形结构能进一步发挥云存储按需分配的特点，将存储空间进行合理分配和回收。因此，本文中拟采用星形拓扑结构，同时在相邻节点间进行通信。当用户查询某个数据或文件时，若在某个节点中无法查询到，该节点能将查询请求发送到相邻节点，帮助用户进行查询服务。 2.2 云存储系统架构 云存储平台主要是为用户提供数据和文件存储服务。为此，在设计云存储平台架构时，需要以用户需求为出发点进行架构设计。当用户利用客户端使用云存储平台服务时，能及时将请求传送到云存储平台。经过云存储平台处理，然后及时向客户端返回处理结果。本文采用架构主要是以客户端为核心的架构方法，客户利用客户端发送服务指令，然后存储平台节点接收并执行这一指令，如果某个节点接收该指令而无法完成，可以向相邻节点进行指令转发。该方式能使节点之间进行通信，同时可减少节点间的负荷，从而大大提高数据传输效率，为用户带来更好的服务体验。 2.3 元数据 元数据可理解为存储在云存储平台中的数据结构，其是对数据或文件进行的抽象，能将数据或文件转换为云平台存储内部的数据格式，从而使云存储平台对数据进行更好的管理。本文采用类似于Linux操作系统的文件存储类型，主要是将元数据和元数据的存储数据进行分离。在进行元数据查找过程中，可以通过对元数据索引遍历进行快速查询；同时，元数据索引所占空间小，可方便进行二级和三级索引扩展，从而方便用户使用和查询。 2.4 数据隔离 云存储平台是一个多用户、多任务的存储平台，在该平台上，不同用户可同时执行不同操作，云存储平台需对这些请求作并行化处理。因此，为防止用户数据在操作过程中相互干扰，需对用户数据进行隔离。本文的解决方案是将数据按照一定分类进行隔离。主要分类标准是应用种类、数量和规模，而且在进行分类的过程中不能出现数据交叉或重复现象。数据隔离是云存储平台设计过程中的关键问题，必须给予很好的解决。 2.5 数据存储和维护 数据存储和维护是云存储平台的核心业务。数据存储主要需考虑以下问题：①数据能方便、快速地进行插入、查询、删除和清空等操作，而且表与表之间关联性较低，不存在复杂表关系；②存储模式。目前的主要存储模式分为关系型存储和非关系型存储，因此需要根据不同文件的存储需求，选择不同存储模式；③数据维护。在云平台进行存储的过程中，由于多种因素可能导致数据破坏或消失。为更好地满足用户需求，要求云存储平台具有数据维护功能，主要是利用数据校验和容错技术，保证数据能在云存储平台进行安全存储。 3 云存储平台设计 3.1 系统结构 通过以上论述和分析，云存储平台系统结构主要分为以下部分：①客户端。客户端主要是使用户能利用可视化界面进行操作，发送文件或数据存储和读取命令到云存储平台并进行相应处理；②云存储服务端。服务端主要是对数据进行存储，然后对节点进行管理，通过服务端节点可以生成很多子节点；③中间接口和协议。云存储平台对外开放标准协议和接口，使用户或其他开发者能方便地使用云存储平台，在云存储平台基础上进行二次开发，从而能为用户提供更加丰富的服务。 3.2 分布式存储流程 为满足众多用户的服务请求，对数据进行分布式存储，可有效减少服务器性能损耗，同时也可提高用户查询数据的效率。为了更好地进行分布式存储，需合理设计分布式存储流程和架构。存储流程主要分为以下步骤：①当用户通过客户端发送请求后，需读取用户信息的相关文件，检查该用户是否存在，如果存在，则继续进行后续服务；否则返回用户不存在提示，结束服务；②当用户通过客户端向服务端发送请求时，携带用户IP地址和请求命令，并根据用户请求IP到特定服务器查询用户的相关数据和服务，从而实现分布式存储。 3.3 系统相关模块 如图1所示，云存储平台系统架构设计完成后，通过对云存储平台的分析，抽象出系统的3个主要子模块：①管理节点模块。该模块主要是对节点进行管理，使云存储平台节点能及时有效地响应客户端需求，同时通过对节点的管理，及时发现节点问题，从而提高平台有效利用率；②子节点。为更好地实现节点功能，可将节点划分为更加细致的子节点，各子节点任务间需要具有较高的无关性，从而能使各子节点间进行并行的任务处理，有效提高节点性能；③客户端。客户端是用户使用服务的重要工具，因此客户端不仅需要满足基本功能，还需具有一定美观性。 图1 云存储系统模块架构 4 结语 云技术的出现，可使大量计算和存储过程都利用云技术加以解决。利用云技术不仅能使文件和数据方便、安全地存储在云端，而且能帮助本地节约大量资源。随着科学技术的不断发展，云存储平台将得到进一步完善，从而为人们提供更加方便、快捷的服务。 参考文献参考文献： [ 1 ] 周可，王桦，李春花.云存储技术及其应用[ J ].中兴通讯技术，2010（4）：2427. [ 2 ] 季向远，杨涛，李巧红，等.构建安全的私有云存储平台[ J ].机械设计与制造工程，2014（10）：5153. [ 3 ] 李静媛，段娟.云计算环境下的数据安全存储研究[ J ].软件导刊，2014，13（7）：134135. [ 4 ] 夏侯建兵，魏倩倩，邓小娜.基于云存储的数据备份研究[ J ].软件导刊，2014，13（5）：159161. 责任编辑（责任编辑：黄 健）
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