第一篇：探析网络存储技术研究论文
0引言
云计算浪潮席卷全球，推动着社会信息基础设施的重大变革。以虚拟化为代表的新技术已经成为数据中心的基本组织方式，商业产品如VMware和开源产品如KVM、Xen已得到普及使用。统计数据显示，至2012年底已有超过一半的x86服务器使用了虚拟化，至2014年这一比例将扩大到700%。
虽然虚拟化技术获得快速发展，但在面向云计算数据中心的存储系统设计仍然而临诸多挑战和困惑。人们目前对虚拟机环境下的文件系统I/O特征还缺乏深入认识和理解，在虚拟机环境下存储技术路线的选择方而缺乏理论与实验数据支撑的有效指导。在云计算数据中心中，一类重要的存储需求是为每个虚拟机提供一个虚拟磁盘映像。该应用需要存储系统具有良好的可扩展性，支持为任意数量的虚拟机提供磁盘映像，并支持高性能访问;可以支持磁盘映像的快照与克隆、迁移、动态扩展等高级特性。
NAS和SAN是目前数据中心所使用的主要存储设备形式，NAS存储可以支持数据共享，具有更好的可扩展性、可管理性和可用性;SAN在大多数传统应用场景中具有更好的性能，但配置和管理较为复杂。在功能上，NAS和SAN都可以作为虚拟机的磁盘映像存储设备，虚拟磁盘映像既可以对应到SAN设备的一个逻辑卷，也可以映射到NAS的一个或多个文件。
本文将简要分析NAS和SAN的工作原理，探讨虚拟化环境下的存储系统架构和I/O访问路径，然后模拟数据中心的虚拟化环境对NAS和SAN的性能进行测试，对测试的结果进行分析探讨，在此基础上提出而向数据中心的存储方案实施建议。
1网络存储系统的类型
NAS和SAN是目前云计算数据中心所使用的两类主要存储设备，本节简要分析其工作原理并比较其差异。
1.1 NAS
NAS(Network Attachment Storage)存储系统上运行有文件系统，对外部提供文件和目录、元数据的数据视图。其中目录和文件的内容称为文件系统的数据，而把用于描述和实现文件系统所用到的数据称为元数据(Metadata)，如文件大小、修改日期、以及访问控制等。目前使用比较广泛的NAS访问协议有NFSv3, NFSv4和CIFS。其中UNIX/Linux环境使用NFS协议，而windows系统使用CIFS协议。
NAS可以支持多个程序对文件的共享和并发访问，并采取较为严格的一致性语义。如NFSv3规定对元数据的访问使用同步操作;客户端在打开文件时根据文件的最后修改时间对已缓冲文件数据的有效性进行检查;对写入的文件数据的缓存也有时间限制。
1.2 SAN
SAN(Storage Area Network)提供的数据视图和磁盘完全相同。根据通信网络的不同，SAN分为光纤通道(FC-SAN)和基于TCP/IP网络的IP-SAN(通信协议为iSCSI)。总体来看，FC-SAN性能表现更加稳定，但iSCSI具有显著性价比优势，iSCSI在应用普及程度方而已经远远超过FC-SAN;随着万兆以太网的普及，有理由相信iSCSI将会在性能方而追赶上FC-SAN。
需要指出的是，在功能上SAN设备只提供了最基本的块存储功能，只能被动的接受读写命令;由于SAN设备上无文件系统，因此，不具有存储空间和数据管理能力;其配置和管理也更加复杂。
2虚拟机环境下的存储架构
虚拟机上运行有文件系统，当应用程序访问文件时，文件系统将其转换为对磁盘设备的请求，这些请求以模拟磁盘方式或准虚拟化方式发送到虚拟机监视器(Hypervisor)。虚拟机监视器判断后端存储设备的类型，如果为NAS，则将对磁盘的请求转换为文件操作，发送请求给NAS服务器;如果后端存储设备为SAN，则将磁盘块访问请求发送给SAN设备。
如果后端存储设备为NAS, VM所访问的虚拟磁盘实际为NAS存储系统中的文件。这种模式下Hypervisor访问存储设备的I/O模式与传统应用自接访问NAS设备有很大不同。在传统应用中，元数据操作高达I/O操作总数的70%，而在虚拟化环境下，所有元数据操作都转换为对文件数据的操作，因此，元数据操作数量将显著减少，与此同时，文件数据访问呈现出更多的随机访问特征。
3虚拟机环境下NAS与SAN的性能测试
本节将测试虚拟机环境下NAS和SAN的性能。使用一个计算机作为存储服务器，其CPU为Pentium(R)Dual-CoreE5300 2.60GHz,配置有8GB内存和2块2TB SATA硬盘，配置有1块千兆以太网卡，操作系统为CentOS6.4;在其上运行有NFS服务器和ISCSI软件，可同时作为NAS和SAN存储设备;另有一台计算机作为虚拟机服务器，CPU为Pentium(R)Dual-Core E5300 2.60GHz，内存为8GB ,配置有1个千兆以太网卡，操作系统均为Ubuntu 12.04;创建2个虚拟机，每个虚拟机内存大小限制为2GB，虚拟机磁盘大小为30GB。
测试文件设定为4GB，为虚拟机内存大小的2倍，以尽量消除虚拟机内存cache对读写性能的影响。
从测试结果可以看出，NAS的read.reread性能稍高于SAN，其原因在于NAS端的文件系统执行了预读策略;而在random-read测试中，NAS的性能要低于SAN，则是由于在随机读情况下，NAS的预读策略失效;在虚拟机环境下NAS和SAN的write.rewrite性能基本持平，而在randrom-write测试中，NAS的性能要稍高于SAN，这是由于NAS端的文件系统具有缓冲功能，可以将随机写入的数据进行缓冲，并在此基础上进行I/O的优化。
虚拟机数量对测试性能有显著影响。虚拟机数量增加时，性能有明显下降。这是由于当只有一个虚拟机访问存储设备时，读写操作均为顺序访问;而当多个虚拟机并发访问存储系统时，不同虚拟机的请求交替到达，总体上在存储设备端表现为随机访问，造成额外的磁头移动，从而导致性能下降。
上述测试显示了与传统非虚拟化环境完全不同的结果。在传统非虚拟化环境中，SAN的性能要显著高于NAS，尤其在元数据密集型操作中SAN的性能高达NAS的3倍，究其原因，在于SAN的客户端可以采取有效的缓冲策略，减少与存储设备端的交互;而NAS由于数据一致性的要求客户端需要及时将新的数据提交到存储服务器，从而导致大量通信开销。在虚拟机应用环境中，虚拟机上运行有文件系统，可以对数据采取有效的缓存策略，有效减少了和后端存储设备的通信开销;与此同时，所有在虚拟机上的文件系统中产生的元数据操作，都被转换为针对NAS存储系统中文件数据的操作，因此可以采用异步方式写入NAS存储设备，也进一步有效减少了通信开销。
4总结
现代云计算数据中心需要为虚拟机提供可扩展、易于管理、支持快照和克隆等高级特性、并具有高性能的虚拟机映像存储方案。本文的研究结果揭示出，虽然在传统应用场景中SAN和NAS的性能有显著差异，但这一性能差异已在虚拟机应用环境中得以消除。由于NAS存储具有更好的可扩展性和易管理性，我们有理由相信NAS存储是数据中心虚拟机映象存储的更好选择。
第二篇：网络信息存储论文
网络信息存储技术
[摘要]当我们进入互联网时代时，便也开始了大数据时代之旅。网络信息的快速传递，多媒体技术的高速发展，使得信息存储技术尤为重要，而网络存储技术因其结构灵活，性能较好，可扩展性强等优势在各类存储技术中占有重要的地位。网络存储大致分为三类：直接连接存储，网络附加存储，存储区域网。三类存储方式各有不同，也各有优劣，但都给我们的学习，生活带来了很大的便利。下面将对这三种存储方式优劣性及未来发展进行分析。[关键字]直接连接存储 网络附加存储 存储区域网
一、直接连接存储
直接连接存储技术（DAS:Direct Attached Storage）：这是一种直接与与主机系统相连接的存储设备，应用程序发送块级别I∕O请求直接从DAS访问数据，如作为服务器的计算机内部硬件驱动。DAS是计算机系统最常用的数据存储方法。因此这项存储技术时刻存在于我们的学习生活中，体现了其重要的价值。1.DAS的分类
DAS可以分为内直连式存储和外直连式存储。内直连式存储系统是指存储设备与服务器通过串行或并行SCSI总接线口电缆直接集成在一起，但SCSI总线自身有传输距离和挂载设备的限制。外直连式存储通过SCSI或光纤通道将服务器和外部的存储设备直接连接。内直连式存储与外直连式存储相比，后者可通过光纤通道克服传输距离和挂载设备的限制。更多时候，外直连式存储更方便我们的使用。
2.DAS技术的安全评估
我们在利用DAS去解决问题或者方案时，需要意识到DAS本身就具有一些问题，这可能导致做出的对应方案是不太适当的。如若想把方案做出更好的效果，就应该在DAS本身下功夫。然而这并没有想像之中那么容易，因为想把DAS 技术建设得更为安全和实用，这将会涉及很多方面问题： 2.1数据分类
数据安全是DAS很重要的一个方面，因此，如果能建立一个良好的数据分类机制，并根据我们的分类对数据进行分析，将会给存储技术带来一个良好的开端。2．2采用标准
我们应当选择一个安全方法学作为安全工作的指导。2.3制定规划
我们要制定一套完整的安全规划，从数据分类开始，对不同的DAS技术进行安全分析，并建立与数据间的关系，确保能提供最佳的数据安全性能。2.4利用评估矩阵
评估矩阵的方法可以消除人们的偏见。当安全选件，安全指标或DAS技术发生变化时，我们应当及时对评估矩阵作出修订，以确保评估的准确性。2.5绘制评估结果
将评估结果绘制成图表的形式并利用这些图表来保证性能指标与安全指标间的协调。
2.6寻求最安全的技术 尽可能选用最安全的DAS技术，当被选用的DAS技术是可靠的，便可以事半功倍了。
2.7尽可能回避主流产品
一项技术所占用的市场份额越大，就越容易成为黑客的攻击目标。所以如果可以找到价格适宜并且性能适合就可以了。2.8容错选件
要了解数据安全与容错之间的关系。2.9强调身份管理
对于关键的信息进行身份管理有利于信息追踪，保证安全。2.10灾害恢复选项
数据的重要性不言而喻，在注重“活动数据”的同时也要高度重视备份数据。2.11限制
对于评估过程中遇到的任何安全限制都要有记录。3.DAS的优缺点
对于少量PC机或服务器，使用直连式存储连接简单，易于配置和管理,费用较低，但在这种连接方式下，每台计算机单独拥有自己的存储磁盘，所以不利于存储器的充分利用，以及和服务器之间的联系。存储系统没有集中统一的管理方案，也不利于数据的维护，因此直连式存储不适合作为企业级的存储解决方案。
二．网络附加存储
NAS(NetworkAttachedStorage：网络附属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。同时NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。1.NAS的构成
NAS网络存储的构成一：除CPU关键外,存储模块主要是提供对IDE/EIDE,SCSI,总线技术的支持，提供工业标准EIDE 控制器，SCSI控制器，阵列控制器，使得系统可以任意连接各种设备，如光盘塔，磁盘阵列等。
NAS网络存储的构成二：网络控制模块，实际上是实现网络适配器的功能，用于进行数据帧的生成，识别与传输，数据编译，地址译码，数据传输的出错检测和硬件故障的检测等。2.NAS技术的安全评估
因为NAS设备是网络结构的一个重要的组成部分，所以它的数据和设备保护非常关键。然而其实企业中经常使用的如CD-ROM,CD-RM等设备已经采用NAS技术多年了，因此会被安全规划所遗漏。企业和组织因为每天都会收到大量的新的数据，为了节省存储空间，他们可能只保存了短时间内的数据。因此设备的安全很重要。
3.NAS的优与劣 3.1优势
优点方面：
NAS的部署非常简单，只须与传统交换机连接即可；它的成本较低，因为NAS的投资仅限于一台NAS服务器；并且NAS服务器的管理非常简单，它一般都支持Web的客户端管理，对熟悉操作系统的网络管理人员来说，其设置既熟悉又简单。3.2缺点：
从性能上看，由于与应用使用同一网络，NAS会增加网络拥塞，反过来，NAS性能也严重受制于网络传输数据能力其次，它的扩展性是一个问题。增加一个NAS设备相对简单，但我们很难按应用来做存储的动态分配，也很难在NAS内部进行存储扩展；从数据安全性看，NAS一般只提供两级用户安全机制，虽然这能简化使用，但还需要用户额外增加适当级别的文件安全手段。然而，当发生硬件性或软件故障时，整个系统处于瘫痪状态，短时间内很难恢复。
三：存储区域网
SAN（Storage Area Network）。是用来在计算机系统和存储单元以及存储单元之间进行数据传输的网络系统,SAN包含一个通信系统基础结构，包括物理连接、管理层、存储单元和计算机系统，以确保数据传输的安全性和稳定性，是计算机技术的一种。SAN可以被看作是存储总线概念的一个扩展，它使用局域网（LAN）和广域网（WAN）中类似的单元，实现存储设备和服务器之间的互连。这些单元包括：路由器、集线器、交换机和网关。1.SAN的构成
SAN是由各个不同的技术组成，其中包括了光纤通道技术、磁盘阵列系统、主机平台技术及应用技术，在SAN中，传输数据采用的都是光纤通道协议（FCP）。根据设备功能的不同可以将其中的设备大致分为如下几种：cable和连接器（connector）光纤路径线缆；机适配器（HBA）主机适配卡（HBA）；纤通道仲裁环路（FC－AL）HUB；光纤通道switch以及他的储存设备。2.SAN的安全基础
主动出击会把自己置于比较主动的地位，比较有利于事态的发展，掌握主动性。当然在SAN安全方面也如此。如果我们可以找出SAN存储技术上的不足或劣势，有针对性地找出解决方案，来确保掌握在自己手中的SAN计划是可靠有用的。要彻底地解决安全问题，就需要从多个方面去研究，如：设备的可管理性，访问控制管理，行政管理，身份验证，客户的伸缩性和灵活性，安全区域划分及安全控制和安全统计等。
3.SAN的优与劣 3.1优点
SAN可实现大容量存储设备数据共享;实现高速计算机与高速存储设备的高速互联;可实现灵活的存储设备配置要求;可实现数据快速备份同时也提高了数据的可靠性和安全性。3.2缺点
SAN有两个较大的缺陷：成本和复杂性，特别是在光纤信道中这些缺陷尤其明显。使用光纤信道的情况下，合理的成本大约是1千兆或者两千兆大概需要五万到六万美金。从另一个角度来看，虽然新推出的基于iSCSI的SAN解决方案大约只需要两万到三万美金，但是其性能却无法和光纤信道相比较。在价格上的差别主要是由于iSCSI技术使用的是现在已经大量生产的吉比特以太网硬件，而光纤通道技术要求特定的价格昂贵的设备。
四:结束语
在信息高速发展的时代里，我们需要紧跟时代的脚步，在大数据时代里，网络存储占有重要的一席之地。不管哪门技术都皆有利弊，但利弊权衡之间，必是利大于弊的事物才能真正地给人们带来便利，带领着创新者们在时代的康庄大道上越走越远。因此，我们可以预见到网络信息存储技术美好及长远的未来：存储技术本身越来越人性化，给人们带来的便利也越来越多。
参考文献：
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第三篇：网络存储技术比较研究论文
摘 要：随着信息技术的飞速发展，网络存储已成为信息社会不可或缺的关键技术之一，本文深入分析网络存储技术的现状及存在的问题，重点讨论当前网络存储的两大主流技术NAS和SAN的主要的特点，相对于传统网络存储技术他们的优缺点，最后，提出一些较高可行性的存储解决方案。
关键词：网络存储；NAS；FC SAN；IP SAN
回顾计算机技术的发展历程，不难发现计算机核心技术主要有三次大的迁移，计算机发明初期由于主要用于科学计算，因此中央处理器CPU的计算能力是研究的核心技术；随后计算机网络大面积应用，使计算机通信成为耗费时间最多的事件，因此如何提高网络带宽的技术成为热点；现今，计算机的主要应用模式己转化为数据的存储和访问，存储技术业已成为计算机核心热点技术。
受机械部件自身性能的限制，磁盘存储设备数据访问时间平均每年只提高7％～10%，而数据传输率也只是以每年提高20%的速度发展。根据摩尔定律，计算机中央处理器和内存以平均每18个月增长一倍的速度发展。根据吉尔德定律，网络带宽以每6个月增长一倍的速度发展。很显然处理器、网络带宽和磁盘IO之间的性能差距越来越大，而计算机系统性能的提高受限于系统中最慢的部件。因此，数据的存取速度己经成严重影响计算机系统的性能。传统的存储技术难以解决这一问题，采用新的存储技术，提高数据存储的I/O性能的需求越来越迫切。
１ 直接附加存储(Direct Attached Storage，DAS)
直接附加存储，是传统的存储模式，以服务器为中心的存储结构，将存储设备通过传统的I/O总线、SCSI接口或光纤通道直接接驳到服务器上使用，数据的读写、存储直接发送到存储设备端。DAS不带操作系统，所有的输入输出操作都要通过服务器实现。如果需要访问存储器上的数据，必须先给文件服务器发送请求信息。
DAS的主要优点是特别适合地理上分散分布的服务器环境和存储系统必须直连到应用服务器上的场合。
DAS的不足一是安装、调试比较烦琐 , 也没有独立的存储操作系统，易造成网络瘫痪。二是因DAS采用异地备份 , 所以备份操作复杂。三是虽然DAS依靠双服务器实现双机容错功能 ,但若两台服务器同时出故障 , 则无法进行正常数据存储。
２ 网络附加存储（Network Attached Storage，NAS）
网络附加存储是提供文件级服务的存储设备，通过标准的网络拓扑结构连接到一组计算机上，通过网络文件系统（NFS）或者基于I P网络的网络文件协议等标准的协议提供文件级的数据访问。NAS实际是一种带有网络文件瘦服务器的存储设备。
NAS是以存储设备为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有高传输速率的光通道的直接连接方式，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。
NAS 的优点：一是易于安装的即插即用性。NAS内置了网卡，通过交换机直接连接到网络中，基本上不需特别设置就可支持多个计算机平台使用。二是极易部署性。NAS 设备可放置于任何地方，只通过网络连接，用户可直接在网络上存取数据。这既减轻了应用服务器的系统开销，又显著改善了网络性能。三是安全性高。NAS通常将操作系统驻留在主板芯片内，大大提高了整个系统的稳定性和病毒防犯能力。四是扩充方便。NAS 设备本身内置了多个 I/O 接口，使扩充其存储容量极为方便，同时也允许在网络中自由增加 NAS 设备。NAS 为当今异构平台使用统一存储系统提供了解决方案。
NAS 的不足：一是NAS同样采用普通数据网络传输备份和恢复，备份时网络带宽的消耗较大，当网络上有其他大数据流量时会严重影响系统性能。二是由于存储数据通过普通数据网络传输，因此易产生数据泄漏安全问题。三是NAS存储只能以文件方式访问，而不能直接访问物理数据块，因此对事务处理和数据库等应用无能为力。
３ 存储区域网络（Storage Area Network，SAN）
网络存储的主角SAN是一种以数据存储为中心，面向网络的存储结构。目前常见的可使用SAN技术主要有两种，一种是采用的是光通道（FC，Fiber Channel）技术，即FC SAN；另外一种技术是利用基于高速以太网协议（TCP/IP协议）的互联网小型计算机系统接口（iSCSI）技术，即IP SAN。
（１）FC SAN
FC SAN通过一个或多个光纤通道交换机以网络拓扑形式为主机服务器和存储设备提供互联。FC SAN 实际是一种专门为存储建立的独立于TCP/IP 网络之外的专用网络。它的核心是 FC（Fiber Channel），其中的服务器和存储系统各自独立，地位平等，SAN 的接口通常不是以太网，而是小型计算机系统接口（SCSI）、串行存储结构（SSA）、企业系统连接(ESCON)、高性能并行接口（HIPPI）或是光纤通道。通过光纤设备进行连接，使用FC通讯协议的SAN网络我们称为FC SAN。
FC SAN的优点：一是允许用户独立增加存储容量，当数据容量增大时，可以随时追加存储空间，相比传统的存储架构SAN有更为出色的可扩展性优势。SAN可不停止系统运行进行应用服务器和存储资源的追加和置换。二是具有更高的带宽。因采用了光纤接口，利用光纤通道技术，SAN传输数据效率更高，特别是在传输大数据块时。三是显著减少备份和恢复的时间，可以灵活地进行时间表/权限管理以及备份/灾难恢复控制，容易通过计划任务使备份数据免除人为干预，同时减少网络上的信息流量。四是管理更为方便。SAN采用的集中式管理软件允许远程配置、监管和无人值守运行。五是SAN使用RAID硬件或软件确保存储的可靠性，从使用方面来讲，在很大程度上提高了系统的可靠性和可用性。
FC SAN 的不足：一是价格昂贵。不论是 ＳＡＮ 阵列柜还是光纤通道交换机价格都很昂贵，就连服务器上使用的光通道卡的价格也是不易被小型企业所接受；二是由于必须单独建立光纤网络，因此异地扩展比较困难；三是虽然光纤通道技术标准存在，但SAN本身缺乏统一标准，所以多个厂商生产的SAN产品互操作性极差。目前，一些 SAN 厂商试图通过SNIA 等国际组织来制定统一的SAN产品标准，以便逐步解决互操作问题。
（２）IP SAN
随着数据在远程存储需求的扩大，网络存储领域产生了一些新的技术热点，互联网小型计算机系统接口（iSCSI）技术就是其中之一，iSCSI协议利用普通的 TCP/IP网来传输本该用SAN来传输的SCSI数据块，从而达到通过网络进行I/O操作的目的，我们称为基于IP协议的SAN。
IP SAN既有同NAS一样的前端管理部分，又能像SAN一样提供裸设备供主机使用。相对于需要单独建立光纤网络的FC SAN，IP SAN的成本要少很多。同时随着千兆网的普及，万兆网也逐渐的进入主流，使 IP SAN 的速度相对 FC SAN 来说并没有太大的劣势。
IP SAN的优点：一是IP SAN融合了FC SAN和NAS的优势，使网络存储更为高效、同时又大大的降低了成本，提高了系统的灵活性。二是iSCSI协议整合了现有的主流存储协议SCSI和主流网络协议TCP/IP，实现了存储和网络的无缝融合。
IP SAN的不足：一是当前能提供完整的IP SAN解决方案的厂商较少，同时对管理者技术要求也高；二是通过普通网卡存取iSCSI数据时，解码成SCSI需要中央处理器进行运算，无形中增加了系统的性能开销；三是由于使用数据网络存取，存取速度要受网络运行状况的影响。
４ 结束语
通过以上比较研究，四种网络存储技术各有优劣。对于小型且服务较为集中的商业企业，可采用简单的 DAS 技术方案。对于中小型商业企业，他们服务器数量比较少，有一定的数据集中管理需求，但没有大型数据库需求，NAS具有安装管理方便、价格平民化等优点，自然成为存储的优选方案。特别是对于部门服务器或独立工作组级的客户，更能充分享受NAS性能价格比的好处。
对于大中型商业企业，FC SAN和IP SAN则是较好的选择。如果希望使用存储的服务器相对比较集中，且对系统性能要求极高，可考虑采用FC SAN技术方案。FC SAN一直以来是构建存储网络的首选，以性能稳定可靠，技术成熟著称，在关键应用领域的高可靠性毋庸置疑。对于希望使用存储的服务器相对比较分散，又对性能要求不是很高的，可以考虑采用IP SAN技术方案。IP SAN在近年有了较快发展，很多厂商的IP SAN产品销路很好，IP SAN的市场份额有了较大的增长，不过总体来说，目前仍然还是FC SAN占据上风，它广泛的用于商业企业级数据存储、服务器集群、远程灾难恢复、Internet数据服务等多个领域。
参考文献：
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第四篇：云计算环境下的分布存储技术研究论文
摘要：云计算是一种全新的计算模式，其在科学计算以及商业计算领域发挥的作用不可估量，当前在学术界以及企业界等都受到了非常广泛的关注。云计算环境下的分布存储技术?整体而言，它研究的主要内容是在数据中心上对于数据的相关管理和组织，是云计算环境的核心内容和最基础设施。通常来说，数据中心是由上百万级别的节点综合组成的，因此这也就自然造成了数据失效的经常发生，这就对云计算的推广和应用造成了向大限度的限制，基于上述一些层面，对于云计算环境下的分布存储技术进行研究意义重大。
关键词：云计算；分布存储技术；数据
随着信息技术的飞速发展，社会和科学也已不可估量的速度飞速行进着，与此同时，在各行各业中不断推进和广泛应用的信息化向信息技术发出了更新一轮的巨大挑战，对信息技术向前发展起到了促进作用。云计算随着存储、通信技术以及计算等的发展而出现并得以广泛应用，使得用户能够更便捷、适时地访问云服务提供商提供的信息资源，整体来说，云计算同时具备着高可靠性、虚拟化、超大规模、价格低廉等特性，极大程度上满足了海量数据存储要求。在这一环境下的分布存储技术作为云计算的基础，虽然功能强大，然而从当前形势看来，它面临着巨大的挑战，因此需要不断地做出分析和研究。
1云计算技术
云计算是一种为了能够更好地满足相当数量的数据信息的计算以及存储等相关服务，同时跟随当下形势呈现出非常流行趋势的通信技术而产生的新型的、能够为各行各业进行分享基本数据资源的一种计算模型。云计算服务提供商基本上是不参与相关流程的，云计算机能够保证用户实现随时、便捷且放百度呢存储服务、访问网络服务、计算服务等一系列资源。源头上看来，云计算服务提供商是将庞大的数据节点以及相关网络设备进行科学有效的有机结合，继而就可以形成一个或者是一些具与一定规模的数据中心，进而由这一数据中心向有所需的用户提供到他们需要的服务，最大程度上满足了用户的使用要求。
关于云计算这一方面做出的相关研究表明，云计算具有最为显著的属性包括高稳定性、可扩展性以及规模超大灯，因此就可以在相应的环境下很好地实现庞大数据信息的存储操作，存储的位置多为不同数据中心的不同节点之上，即存储在这些节点之上的数据信息都是透明的、共享的，因此一旦用户有哪一方面的需求，只需通过云计算服务提供商提供出的数据访问接口就可以满足自己需求，获取到其中心内部存储的数据信息。然而当前看来，基于云计算环境的分布存储技术显然也是遇到了一些巨大的挑战，云计算数据中心的数据量、数据信息的规模是非常可观的，无疑会为数据中心的相关有效成本费用、容错性以及可扩展性等方面带来挑战，需要我们不断地做出分析研究。
2云计算环境下的分布存储技术
2.1可扩展性研究
经济发展迅速的今天，在各行各业都会应用到数据信息处理技术以及计算机技术、通信技术等对相关数据做出一定的有效处理，当下看来，海量信息显然单靠计算机无法满足其处理操作，类似存储、计算等，这一背景下，基于云计算环境的分布存储技术研究应运而生，首先研究其可扩展性。研究之前先分析传统的数据存储计算，其通过冗余的磁盘实现相关要求，那种采取与流行时进行提高数据存储可扩展性的方式虽然确实实用了一定时间，它在一定程度上实现满足了数据的存储空间，只是基于云计算之中的庞大的海量的数据节点，其存储的数据规模以及相关数据中心的规模仍然处在不断扩大的趋势之上，不断增长的需求存储容量显然不能由磁盘预留方式来实现了。因此，云计算环境下的分布存储技术又到达了一个致高点。云服务提供商的数据中心不可能采取冗余磁盘预留的方式来扩展存储空间，并且它也不可能在建立之初将所有的操作都完完全全规划好，譬如说谷歌当前看来，已经在全球的数据中心就有36个，并且每一个数据中西所包含的计算机节点达到了数百万个；再譬如微软的数据中心，对外宣称其将会在全球建设多余二十个数据中心，同时在九月份已经在芝加哥形成了全球最大的模块化数据中心，其中包含了二百二十多个集装箱，同时每一个集装箱中机器数都在两千作用，其服务器还会以十四个月为周期进行成倍增长，赶超摩尔定律增长速度，因此，基于数据中心的网络可扩展性进行研究意义十分重大，以期能够适应当下不断增长、扩展的应用需求。
2.2容错性研究
云计算提供商仅仅依靠传统的提高容错性的方法进行操作显然满足不了当下的需求，这是因为传统的容错性提高办法是经由高性能的服务器、RAID技术或者是专用的存储设备来进行相关操作，完成这一内容的成本十分高昂，根本无法满足现今云计算提供商的要求，除上述之外云计算之中庞大的节点以及数据规模注定了极高的失效概率。在云计算这一大环境下，操作失效非常常见。譬如在谷歌公司中，就曾在零六年做出过一份报告，即在云计算环境的分布存储技术的数据中心内部，平均每一个MapReduce作业的运行过程之中就包含了五个失效的节点；每一个拥有着四千个节点金星运行的MapReduce作业的相关数据中心中，几乎平均六个小时中就有一个小时的磁盘失效时间，这无疑会给云服务的提供商和资源应用者带来不同程度的麻烦和损失。除了上述之外，还有很多情形下会造成失效的结果。总而言之，云计算环境下分布存储的频频失效必将带来不同程度上的损失，其程度不可估量，因此当下而言，容错成为云计算环境之下分布存储所面临的一项巨大挑战，同时其亟待解决。关于云计算环境下的分布存储，想要更为彻底有效科学的提高其容错性，单研究节点之间的相互关联关系，以提高在屋里拓扑结构上的容错性是远远不够的，与此同时，必须同时研究在节点上存储着的数据的相关组织和管理操作，以提高数据容错性，达到最终目的。
2.3成本控制方面
云计算环境下的数据存储技术之所以需要在成本控制方面做出一定的研究，是因为传统的分布存储所需要管理组织的节点和数据的规模都非常显，能耗相对也自然比较小，同时于企业而言，低消耗下他们是愿意通过成本输入来交换可靠性能以及效率的。然而，在云计算环境下的分布存储，其能耗是非常大的，同时为了使设备处在正常运转的状态之下，能耗还要增加很大一部分。在24*7的运行模式下，在数据中心的存储开销中非常重要的一个组成部分就是能耗。曾有研究人员作出相关研究发现，基本上每一台服务器四年的能耗与其相关硬件的成本不相上下，而且一旦能耗有所降低，在很大程度上还可以提高磁盘等一些硬件设备的运行寿命，这些都会大幅缩减整个数据中心的成本，因此就可以说，当下云计算环境下的分布存储面临的又一大挑战就是如何降低能耗进而降低成本，相继会产生的优良效果就是能源得到节约，环境得到保护。总而言之，云计算环境下的分布存储需要研究的重大内容即尽可能多角度的对设备的制冷消耗进行研究，从而期望在更大程度上降低云计算的成本费用。
3数据中心网络构件技术
3.1以服务器为中心
之所以会研究到数据中心网络构件技术，是因为数据中心是使得云计算得以正常运行的基础所在，通常来说，它主要的包括着两个部分，分别是软件和硬件，软件即数据中心提供出服务时所应用到的软件；硬件即数据中心的相关计算机设备以及支撑系统的一些基础设施。以服务器为中心的结构，主要即是在每一个数据中心的相关服务中都会安装网卡，且数量较大，然后运用网线把网卡和服务器进行连接，继而成为一个完整的网络整体，这样做的目的之一是增大数据中心的存储功能。以服务器为中心的结构在结构的组成以及线路的连接两个方面都比较简单，从而达到确保网络底层与服务器之间的有效数据交互，当前看来还有功能更甚强大的路由算法，然而这一结构自身也存在着一定的不足，即由于数据信息会占据相当大的服务器计算资源，就会导致存在一些链路无法实现功能，继而使得服务器的数据压力更大，服务器的计算速率自然受到一定程度的影响，成本的费用以及功能的损失两方面来说都产生了一定的消极影响。
3.2以交换机为中心
以交换机为中心的网络构件结构其实最主要就是对于交换机的应用，交换机将每一个服务器的数据中心有效地连接，再通过交换机进行数据包转发，当然，云计算环境下的分布存储，相关的服务器负责的功能有所不同，其只是对于数据信息的存储以及处理负责。通常以交换机为中心的网络构件被交换机分成了三层，最为主要的分别是核心层、边缘层以及聚合层。云计算环境下的数据中心中，经由交换机作为中心的网络构件结构具有的优点有操作简便，稳定高效，同时还可以通过交换机的应用实现一些扩展功能，然而，这一结构也存在着一些难以避免的缺陷，比如由于交换机的使用，导致整个数据中心的操作具有不够良好的灵活性、较低的服务器利用效率以及交换机资源的浪费等，通常而言，这一结构在传统的数据中心网络构件中应用较多。
3.3混合模式
混合模式顾名思义就是将上述两种数据中心网络结构进行有机的结合，进而形成一种功能上更加强大，实现互补的新型结构。在混合模式的结构中，主要是将交换机作为将服务器进行连接的节点，同时配合安装在服务器中的多个网卡，除此之外，混合模式的网络结构中实现了特定场景下的网络结构，它综合上述两种结构的优势，因此比其更加的灵活自由，同等性能的条件下，对于数据中心的成本而言有一定的降低功能。
4结束语
总而言之，云计算中庞大的数据节点以及相关的网络设备进行有效的有机结合，进而就形成了一个或者是一些较为大规模的数据中心点，从而达到向用户提供一些基本性质的服务，使得客户的使用需求得到满足。总而言之，云计算环境下的分布存储技术使得庞大的数据信息得以存储，存储位置即为数据中心内部中的众多节点中的不同节点之上，更为甚者会存储到在不同数据中心的不同节点上。整体来说，基于云计算环境的分布存储技术它所研究的主要内容即上述内容，如何实现有效地组织和管理在数据中心中进行存储的大量数据信息。
参考文献：
[1]陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用，2009（09）：56-57.[2]张莉.浅谈云计算技术国内发展现状[J].计算机光盘软件与应用，2012（23）：78-79.
第五篇：广播电视网络监测技术研究论文
随着广播电视的网络化发展，网络电视的更新速度非常快，逐步朝向更为广阔的方向发展。广播电视中，不可缺少网络监测技术，以此来提高广播电视网络化的传输效率和安全应用水平。广播电视网络主要包含无线广播、模拟数字、卫星覆盖等多个项目，深化网络监测技术的应用，推进网络电视的发展，在保障安全的前提下，落实网络监测技术的相关研究。
一、广播电视网络对监测技术的需求
广播电视网络起始比较早，均采用简单的监测手段，监督广播电视网络化的运行状态。早期监测运行并不成熟，而且监测的水平不高，主要依赖于人工监测与测评，为了提高广播电视网络的运行水平，广播电视网络方面，对监测技术提出了较高的要求，逐渐提高网络监测的水平，将人工监测转化成自动监测，参与广播电视网络监测。目前，大多地区采用人工监测与自动监测相互结合的方法，在此基础上，朝向全自动化的监测状态进行过度[1]。广播电视网络方面，对监测技术的需求很大，应该规划好监测技术，同时规范各项监测技术，以此来满足广播电视网络的需求。
二、广播电视网络监测技术的运用
1、无线广播电视网络监测
无线广播电视网络中，监测技术方面建立了专业的监测网，设计了数据处理中心，负责无线广播电视网络中的数据采集，在采集点监测无线广播电视网，配置监测台，运用远程遥控的方式，规划好通信路，设计好监测的时间，把控无线广播网络的监测[2]。网络监测上，还能传输语音压缩文件以及测试指标，回传到监测网内，中间还会途径防火墙，传输到内部路由器内，路由器再次传送到通讯服务器中，自动启动文件服务系统，把数据存储到网络数据库内。无线广播电视网络监测的数据处理中心，规划了数据库分布技术、压缩技术以及远程技术，保障无线广播电视对内、对外的播出质量，还要实现不间断的自动化监测，完善无线广播电视网络监测技术的运用。
2、有线广播电视网络监测
有线广播电视网络的构成与无线相比，相对较为广泛，其构成中包括市级、县级的网络分配，以及光缆干线网等等，均采用了光缆传输模式。市县级的分配网，是与用户直接相连接的，部分地区，采用的是电缆传输的方式。在有限广播电视网络监测中，主要检测电视内容、质量以及安全性。有线广播电视网络监测中，分为音频、视频、射频3个部分，采用自动化的监测设备，检测无线电频的占用情况以及场强、载波频率等。有线电视网络具有自动监测的特征，其可在众多频段内，监测电台的运行情况，明确信号强度，获取频谱的实际情况，以便充分的利用网络资源。
3、卫星电视网络监测技术
卫星电视网络监测技术中，专门构建了专属的监测台，改变了以往人工检查的方式，启动慢速录像机，实现实时录像，监测卫星电视网络节目中的画面[3]。近几年，卫星电视网络监测中进行了全方位的调整，运用相关的监测技术，如：数字监测技术、压缩技术以及网络技术等，改造了卫星电视网络监测技术，提供了智能化、自动化的监测系统，推进了卫星电视的网络化发展。
三、广播电视网络监测技术的发展
广播电视网络监测技术处于积极发展的状态，我国广播电视网络的覆盖范围逐渐扩大，积极发展监测技术，配合广播电视网络的运用。广播电视网络监测技术在未来的发展过程中，最主要的是确保广播电视网络的安全和质量，确保技术是网络的共同发展，强调与时俱进的运用，进而完善广播电视网络的运用，全面落实监测技术的应用。我国在发展广播电视网络监测技术时，应该注重质量和安全建设，推进监测技术的自动化发展，同时构建数字化、网络化的监测系统，保障广播电视网络的可靠性，避免影响广播电视网络的播出质量，更重要的是促进广播电视网络的有效发展，加快广播电视网络的发展速度。四、结束语：广播电视网络监测技术的运用，提高了电视网络化的水平，保障广播电视网络快速、稳定的发展。广播电视网络中，积极落实监测技术，促进广播电视网络的良性发展，以免增加广播电视网络化的运行负担，更重要的是加快广播电视网络的发展速度，体现出监测技术的实践价值。
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