1 引言

    隨著科學技術(shù)的進步，IT行業(yè)所在的環(huán)境復雜性與日俱增，更多的IT預算被用于維護基礎(chǔ)架構(gòu)和維持應用程序的正常運行，而不是更好地滿足客戶的需要。云的出現(xiàn)似乎給人們帶來了新的希望，于是有人做出這樣的預測——未來云時代。

2 云架構(gòu)體系設(shè)計

    2．1 云架構(gòu)的概念及特點

    云架構(gòu)這一概念是Google在2006年首次提出的，它是為滿足按需分配的服務而設(shè)計的軟件架構(gòu)。云架構(gòu)與我們所熟悉的傳統(tǒng)計算機體系不同，云架構(gòu)是一個層結(jié)構(gòu)，整個云架構(gòu)層分為顯示層、中間層、基礎(chǔ)設(shè)施層和管理層四個層次。顯示層主要用于向用戶顯示所需的內(nèi)容，并且利用HTML、JavaSeript、CSS和Flash等云技術(shù)中間件層為用戶提供更多的服務。中間層起著過渡作用，它不但為顯示層提供支撐性服務，也可以為基礎(chǔ)設(shè)施層提供資源上的便利，還可以為用戶直接使用。中間層主要通過5種云技術(shù)實現(xiàn)：REST、多租戶、并行處理、應用服務器和分布式緩存。管理層則是為上面三個層服務的，它提供賬號管理、SLA監(jiān)控、安全管理等技術(shù)，目的在于更全面地管理和維護三個橫向?qū)拥姆�(wěn)定。通過上述分析，整個云架構(gòu)層可用如下框架來表示(見圖1)：

    圖1 云架構(gòu)層

    云架構(gòu)的特點是建立在云架構(gòu)層的基礎(chǔ)上的，它具有如下特點：

    (1)規(guī)模大�！霸啤毕到y(tǒng)涵蓋大規(guī)模的容量，例如IBM、微軟、蘋果等的“云”具有成千上萬臺服務器運行，“云”的計算能力和數(shù)據(jù)容量是一般計算機技術(shù)不能媲美的。

    (2)數(shù)據(jù)安全性強。云架構(gòu)層中的管理層對數(shù)據(jù)、帳號等資源監(jiān)控和保護，使其免受不必要的侵害；而且管理層可以憑借自身的服務功能應對橫向3個層的突發(fā)情況，因此云架構(gòu)中儲存的數(shù)據(jù)是相當安全的。

    (3)普適性強。云架構(gòu)受“云”的支撐，可以對變幻莫測的應用加以控制，一個“云”就可以掌控多種不同的應用程序。(4)伸縮性強。云架構(gòu)可以根據(jù)用戶的需要隨時改變其最佳容量，達到最優(yōu)狀態(tài)。

    2．2 云架構(gòu)的設(shè)計

    要實現(xiàn)“云”的強大功能，前提是必須要有完整的云架構(gòu)體系。云架構(gòu)是一種計算模式架構(gòu)，它通過“云”把資源、數(shù)據(jù)和應用等以服務形式提供到用戶端。基于前人的研究，云架構(gòu)主要包括服務控制機群、存儲節(jié)點機群、計算節(jié)點機群、應用節(jié)點機群、輸入和輸出設(shè)備這六大部分。前面分析了云架構(gòu)層的結(jié)構(gòu)，于是可以根據(jù)云架構(gòu)層進行拓展，對整個云架構(gòu)體系具體設(shè)計(見圖2)。

    圖2 云架構(gòu)設(shè)計

3 云架構(gòu)中冗余度的處理

    冗余度就是指數(shù)據(jù)的重復度，計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的重復存貯稱為數(shù)據(jù)冗余。數(shù)據(jù)冗余不但對數(shù)據(jù)庫的完整帶來影響，還會浪費存儲系統(tǒng)資源。盡可能地降低數(shù)據(jù)冗余度，是云架構(gòu)設(shè)計的主要目標之一。與關(guān)系模式的規(guī)范化理論一樣，計算機系統(tǒng)處理冗余問題的主要思想就是最小冗余原則。

    云計算框架可以更好的管理存儲空間，利用云計算的數(shù)據(jù)冗余處理機制，把數(shù)據(jù)資料分成若干文件片，分別存儲在云層中不同的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上，如果有存儲設(shè)備出現(xiàn)異常，也不會影響到存儲資料的完整性。云層中采用節(jié)點提取文件特征值，減少數(shù)據(jù)的重復性，在云層中創(chuàng)建了數(shù)據(jù)冗余的信息厙。

    如圖2所示，云架構(gòu)中存在冗余策略，表明在云架構(gòu)存儲中可能存在大量的數(shù)據(jù)冗余。由于有些關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可能需要重復存儲，而降低相同數(shù)據(jù)的儲存量，使關(guān)聯(lián)范式達到最優(yōu)化，是未來云架構(gòu)所走的畢竟之路。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的局限性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)重復存儲，從而產(chǎn)生冗余，加大了云架構(gòu)的計算量，不僅浪費了存儲空間，也減慢了計算機的運行速度。處理能力的受限性表現(xiàn)在對簡單信息搜索、對復雜信息屏蔽以及動態(tài)信息混亂等。由于產(chǎn)生了數(shù)據(jù)冗余，使得計算機系統(tǒng)運行速度慢、維護難，達不到顧客的要求，滿足不了客戶的需要。

    由于云存儲服務都采用了分布式數(shù)據(jù)存儲方式，通過將冗余數(shù)據(jù)分散存儲在連入云系統(tǒng)的大量存儲設(shè)備中去，以提高系統(tǒng)的抗摧毀性。在云架構(gòu)中主要存在副本備份冗余，對于其備份可使用存儲文件的不同之處，減少其存儲量，處理好云架構(gòu)中的數(shù)據(jù)冗余，節(jié)省資源，達到系統(tǒng)最優(yōu)存儲。

4 結(jié)語

    處理好云架構(gòu)的冗余度，能夠通過最少的投入得到最多的回報。未來將是云的一個時代，云架構(gòu)的搭建和運行逐漸興起，它提高了計算的效率，最大限度的減少了數(shù)據(jù)的重復性，并能夠有效及時的處理信息，從而能夠未雨綢繆。

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本文標題：云架構(gòu)中數(shù)據(jù)冗余度問題研究

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