五大上市險企披露前兩月保費 四家險企同比均增長
2022-03-22 21:12:46
基于微軟云計算存儲系統及技術服務平臺研究
2022-03-22 21:12:46 來源: 網絡
摘要：云計算技術的興起和發展，正逐漸改變人們使用服務和資源的方式，同時也成為計算機應用領域的研究熱點。云存儲可實現云端海量數據的高效存儲，是云計算的重要基礎云存儲可實現云端海量數據的高效存儲，是云計算的重要基礎。對如何保證云存儲系統的服務質量及可靠性，對于保證海量用戶的訪問效率，維護海量數據存儲的可用性及用戶技術服務平臺的開發有著重大意義。關鍵詞：云計算；海量數據；服務質量；服務平臺基于微軟云計算技術服務平臺(Windows Azure ServicesPlatform)進行二次開發，對非云端程序與云端程序連接技術進行研究，根據用戶需求在云計算平臺上開發、部署集群、設計一個通用的多樣化的軟件系統平臺。技術的不斷進步必將推動存儲向更高容量發展，而重復數據刪除、壓縮等技術的引入，可以進一步提升存儲空間的利用率。面對PB級的海量存儲需求。傳統的SAN或NAS在容量和性能的擴展上會存在瓶頸，云計算這種新型的服務模式必然要求存儲架構保持極低的成本。而現有的一些高端存儲設備顯然還不能滿足這種需求。1 云存儲概述1．1 云存儲的概念它是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務。云存儲的核心是應用軟件與存儲設備相結合，通過應用軟件來實現存儲設備向存儲服務的轉變。1．2 云計算和云存儲的關系云計算是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展，是透過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多臺服務器所組成的龐大系統經計算分析之后將處理結果回傳給用戶。2 云存儲系統分析與傳統的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而是一個網絡設備、存儲設備、服務器、應用軟件、公用訪問接口、接入網、和客戶端程序等多個部分組成的復雜系統。各部分以存儲設備為核心，通過應用軟件來對外提供數據存儲和業務訪問服務。云存儲系統的結構模型由4層組成。2．1 存儲層存儲層是云存儲最基礎的部分。存儲設備可以是光纖通道存儲設備，也可以是其他的存儲設備。云存儲中的存儲設備往往數量龐大且分布多不同地域。彼此之間通過廣域網、互聯網或者光纖通道網絡連接在一起。存儲設備之上是一個統一存儲設備管理系統，可以實現存儲設備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件設備的狀態監控和故障維護。2．2 基礎管理層基礎管理層是云存儲最核心的部分，也是云存儲中最難以實現的部分基礎管理層通過集群、分布式文件系統和網格計算等技術，實現云存儲中多個存儲設備之間的協同工作，使多個的存儲設備可以對外提供同一種服務，并提供更大更強更好的數據訪問性能。CDN內容分發系統、數據加密技術保證云存儲中的數據不會被未授權的用戶所訪問，同時，通過各種數據備份和容災技術和措施可以保證云存儲中的數據不會丟失，保證云存儲自身的安全和穩定。2．3 應用接口層應用接口層是云存儲最靈活多變的部分。不同的云存儲運營單位可以根據實際業務類型，開發不同的應用服務接口，提供不同的應用服務。比如視頻監控應用平臺、網絡硬盤引用平臺，遠程數據備份應用平臺等。2．4 訪問層任何一個授權用戶都可以通過標準的公用應用接口來登錄云存儲系統，享受云存儲服務。云存儲運營單位不同，云存儲提供的訪問類型和訪問手段也不同。3 云存儲應用云存儲從結構模型可以看出，云存儲能提供什么樣的服務取決于云存儲架構的應用接口層中內嵌了什么類型的應用軟件和服務。不同類型的云存儲運營商對外提供的服務也不同。根據服務類型和面向的用戶不同，云存儲服務可以分為個人級應用和企業級應用。3．1 個人級云存儲應用3．1．1 網絡磁盤網絡磁盤是一種在線存儲服務，使用者可通過web訪問方式來上傳和下載文件，實現個人重要數據的網絡化存儲和備份。高級的網絡磁盤可以提供web頁面和客戶端軟件等兩種訪問方式。網絡磁盤的容量空間一般取決于服務商的服務策略，或取決于使用者向服務商支付的費用多少。3．1．2 在線文檔編輯在線文檔編輯將使我們不再需要在個人PC上安裝office等軟件，只需要打開Coogle does網頁，通過Google does就可以進行文檔編輯和修改(使用云計算系統)，并將編輯完成的文檔保存在Coogle does服務所提供的個人存儲空間中(使用云存儲系統)。無論我們走到哪兒，都可以再次登錄Coogle does，打開保存在云存儲系統中的文檔。通過云存儲系統的權限管理功能，還能輕松實現文檔的共享、傳送以及版權管理。3．1．3 在線的網絡游戲我們可以通過云計算和云存儲系統來構建一個龐大的、超能的游戲服務器群，這個服務器群系統對于游戲玩家來講，就如同是一臺服務器，所有玩家在一起進行競爭。云計算和云存儲的應用，可以代替現有的多服務器架構，使所有玩家都能集中在一個游戲服務器組的管理之下。同時，云計算和云存儲系統的使用可在最大限度上提升游戲服務器的性能，實現更多的功能。3．2 企業級云存儲應用從目前不同行業的存儲應用現狀來看，以下幾類系統將有可能很快進入云存儲時代。3．2．1 企業空間租賃服務信息化的不斷發展使得企業的信息數據量呈幾何級數增長。通過高性能、大容量云存儲系統。數據業務運營商和idc數據中心可以為無法單獨購買大容量存儲設備的企事業單位提供方便快捷的空間租賃服務，滿足企事業單位不斷增加的業務數據存儲需求。3．2．2 企業級遠程數據備份和容災通過高性能、大容量云存儲系統和遠程數據備份軟件，數據業務運營商和數據中心可以為所有需要遠程數據備份和容災的企事業單位提供空間租賃和備份業務租賃服務。普通的企事業單位、中小企業可租用數據中心提供的空間服務和遠程數據備份服務功能，建立自己的遠程備份和容災系統，以保證當本地發生重大的災難時，可通過遠程備份或遠程容災系統進行快速恢復。3．2．3 視頻監控系統建立一個遍布全國的云存儲系統，在這個云存儲系統中可以內嵌視頻監控平臺管理軟件，建設“全球眼”或“寬視界”系統。系統的建設者只需要安裝攝像頭和編碼器等前端設備，并為每一個編碼器、IP攝像頭分配一個帶寬足夠的接入網鏈路，通過接入網與云存儲系統連接，實時的視頻圖像就可以很方便地保存到云存儲中，并通過視頻監控平臺管理軟件實現圖像的管理和調用。4 基于微軟云計算技術服務平臺系統基于云計算技術，架設在Windows Azure(云服務的操作系統)之上，基于Microsoft Visual Studio 2010軟件開發環境，通過使用Azure提供云存儲功能和SQL Azure(云關系型數據庫)，調用Windows Azure SDK(云計算服務Azure相關開發工具包)開發工具和云端服務接口，創建、構造基于WindowsAzure的集群技術，開發一個云應用系統。系統運用分層架構思想，采用B／S三層體系結構模式(數據訪問層、業務邏輯層和表示層)，不僅有B／S體系結構“瘦客戶”端優點，更能體現“云”時代無需考慮初始化基礎設施，自動完成后繼擴展性的特點。 基于微軟云計算技術服務平臺系統將軟件作為服務SaaS，是云計算服務類型中應用最為廣泛的一種，即將軟件功能封裝成服務形式通過互聯網，提供給用戶按需使用，在這個過程中良好的用戶界面對于用戶的體驗程度起著至關重要的作用，采用在線管理功能為云計算平臺上運行的應用軟件提供良好的前處理與后處理，以及作業管理。平臺體系結構運用分層架構思想，類似于常用的B／S三層體系結構模式，基本分為：數據訪問層、業務邏輯層和表示層，體系結構圖如下所示。
4．1 數據訪問層使用REST編程接口(HTTP／HTTPS方式)訪問WindowsAzure Storage，創建Blob和Table存儲用來存放作業數據文件和作業運行結果。4．2 邏輯業務層業務邏輯層是聯系數據訪問層和表示層的紐帶，幫助建立與云數據庫連接，根據用戶請求生成檢索語句或更新數據庫，并使返回結果在表示層顯示出來。本平臺對所需要處理的用戶管理、權限管理、日志管理等操作分別建立相關業務邏輯類，即完成了所需功能，又減少了各層之間的耦合度，增強了系統的安全性能。 作業調度對虛擬集群進行管理和監控，動態添加新的計算資源，彈性構建虛擬集群，實現用戶的按需計算。主要包括3個模塊：用戶作業提交模塊、虛擬集群彈性構建模塊、虛擬集群信息監控模塊。 1)作業提交模塊 用戶通過作業提交頁面可以將任務遞交到虛擬集群里進行運算，待作業運行完成獲取運算的結果。作業提交模塊流程圖如圖2所示。
2)虛擬計算彈性構建模塊 當虛擬集群的計算資源不能滿足用戶申請所需的計算資源時，中間件平臺就動態的虛擬出所需的虛擬機計算資源并動態添加到虛擬集群中以滿足用戶的需求。彈性構建虛擬集群流程圖如圖3所示。
3)虛擬集群信息監控模塊 主要完成對虛擬集群各虛擬計算節點信息的監控，當作業成功提交并運行，監控模塊采用Web頁面的方式動態的顯示各虛擬節點的運行狀態。4．3 表示層表示層是程序架構最頂層，用戶請求及信息獲取都是通過該層獲取，這里主要通過ASP．NET實現，ASPX頁面實現HTML和程序代碼的分離，把豐富的功能展現給用戶，同時也使開發維護更簡單安全。5 結束語云存儲不是存儲，而是服務。就如同云狀的廣域網和互聯網一樣。云存儲對使用者來講，不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構成的集合體。開發、部署一個高性能集群系統平臺，利用云計算建立容錯機制，保證若干節點失效時并不影響整個計算任務的進展。
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