雲架構中資料冗余度問題研究

1 引言

隨著科學技術的進步，IT行業所在的環境複雜性與日俱增，更多的HTTP://www.aliyun.com/zixun/aggregation/13546.html">IT預算被用於維護基礎架構和維持應用程式的正常運行 ，而不是更好地滿足客戶的需要。 雲的出現似乎給人們帶來了新的希望，於是有人做出這樣的預測——未來雲時代。

2 雲架構體系設計

2.1 雲架構的概念及特點

雲架構這一概念是Google在2006年首次提出的，它是為滿足按需分配的服務而設計的軟體架構。 雲架構與我們所熟悉的傳統電腦體系不同，雲架構是一個層結構，整個雲架構層分為顯示層、中介層、基礎設施層和管理層四個層次。 顯示層主要用於向使用者顯示所需的內容，並且利用HTML、JAVASeript、CSS和Flash等雲技術中介軟體層為使用者提供更多的服務。 中介層起著過渡作用，它不但為顯示層提供支撐性服務，也可以為基礎設施層提供資源上的便利，還可以為使用者直接使用。 中介層主要通過5種雲技術實現：REST、多租戶、並行處理、應用伺服器和分散式緩存。 管理層則是為上面三個層服務的，它提供帳號管理、SLA監控、安全管理等技術，目的在於更全面地管理和維護三個橫向層的穩定。 通過上述分析，整個雲架構層可用如下框架來表示(見圖1)：

圖1 雲架構層

雲架構的特點是建立在雲架構層的基礎上的，它具有如下特點：

(1)規模大。 「雲」系統涵蓋大規模的容量，例如IBM、微軟、蘋果等的「雲」具有成千上萬台伺服器運行，「雲」的計算能力和資料容量是一般電腦技術不能媲美的。

(2)資料安全性強。 雲架構層中的管理層對資料、帳號等資源監控和保護，使其免受不必要的侵害;而且管理層可以憑藉自身的服務功能應對橫向3個層的突發情況，因此雲架構中儲存的資料是相當安全的。

(3)普適性強。 雲架構受「雲」的支撐，可以對變幻莫測的應用加以控制，一個「雲」就可以掌控多種不同的應用程式。 (4)伸縮性強。 雲架構可以根據使用者的需要隨時改變其最佳容量，達到最優狀態。

2.2 雲架構的設計

要實現「雲」的強大功能，前提是必須要有完整的雲架構體系。 雲架構是一種計算模式架構，它通過「雲」把資源、資料和應用等以服務形式提供到使用者端。 基於前人的研究，雲架構主要包括服務控制機群、存儲節點機群、計算節點機群、應用節點機群、輸入和輸出裝置這六大部分。 前面分析了雲架構層的結構，於是可以根據雲架構層進行拓展，對整個雲架構體系具體設計(見圖2)。

圖2 雲架構設計

3 雲架構中冗余度的處理

冗余度就是指資料的重複度，電腦系統中資料的重複存貯稱為資料冗余。 資料冗余不但對資料庫的完整帶來影響，還會浪費存儲系統資源。 盡可能地降低資料冗余度，是雲架構設計的主要目標之一。 與關係模式的正常化理論一樣，電腦系統處理冗余問題的主要思想就是最小冗余原則。

雲計算框架可以更好的管理存儲空間，利用雲計算的資料冗余處理機制，把資料資料分成若干檔片，分別存儲在雲層中不同的資料存放裝置上，如果有存放裝置出現異常，也不會影響到存儲資料的完整性。 雲層中採用節點提取檔特徵值，減少資料的重複性，在雲層中創建了資料冗余的資訊厙。

如圖2所示，雲架構中存在冗余策略，表明在雲架構存儲中可能存在大量的資料冗余。 由於有些關聯資料可能需要重複存儲，而降低相同資料的儲存量，使關聯范式達到最優化，是未來雲架構所走的畢竟之路。 關聯資料的局限性體現在資料重複存儲，從而產生冗余，加大了雲架構的計算量，不僅浪費了存儲空間，也減慢了電腦的運行速度。 處理能力的受限性表現在對簡單資訊搜索、對複雜資訊遮罩以及動態資訊混亂等。 由於產生了資料冗余，使得電腦系統運行速度慢、維護難，達不到顧客的要求，滿足不了客戶的需要。

由於雲存儲服務都採用了分散式資料存儲方式，通過將冗餘數據分散存儲在連入雲系統的大量存放裝置中去，以提高系統的抗摧毀性。 在雲架構中主要存在副本備份冗余，對於其備份可使用存儲檔的不同之處，減少其存儲量，處理好雲架構中的資料冗余，節省資源，達到系統最優存儲。

4 結語

處理好雲架構的冗余度，能夠通過最少的投入得到最多的回報。 未來將是雲的一個時代，雲架構的搭建和運行逐漸興起，它提高了計算的效率，最大限度的減少了資料的重複性，並能夠有效及時的處理資訊，從而能夠未雨綢繆。

(責任編輯：蒙遺善)