基于云计算技术的云存储生态系统研究
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２ ０ １ ３年 ５月 下
Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ
计算机科学
基于云计算技术的云存储生态系Байду номын сангаас研究
金 柏统，刘梦云 ，秦婷 （ 中南民族大学 ，武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４）
摘 要 ：云计算及其相关技 术是计算机技 术未来发展的必然趋势 ，本文首先对基 于云计算技术的云生态系统及 其运行机制做 了简要介 绍和分析 ，然后就云存储生 态系统进行 了重点研 究，分别分析 了其构建方案 、构建 内容以及
所 应 用的 关 键 技 术 。
关键词 ：云计算 ；云存储 生态 系 统 ；构建方案 ；关键技 术
中图分类号：Ｔ Ｐ ３ ９ ３
文献标识码：Ａ
文章编号：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ３ ）１ ０ － ０ ０ ９ ３ — ０ １
行 存放 和 管 理 。
云计算 是一种非常具有应 用前 景的综合性计算机技术， 该 技术以互联 网为平 台， 可以按照用户 的使用需求方便快捷 的为 用户提 供所 需的数据处理性能和信 息存储空 间， 使得用户可 以 随时随地享 受高速高效的信息服务 。目前 ， 云计算无论在商用 还 是在 个人用户服务方面还处于初 级阶段 ， 其所具有的功能和 优 势还 没有 得到充分 的发挥和利用 。 但是可预见的未来 ， 云计 算 以及基于 云计算所构建的生态系 统必将 使用户 的信息管 理 模式发生极大的改变 。 本文 以云存储生态系统为例对云生态构 成 、运行、维护等多方面 内容进行讨论 。 基于云计算技术 的生 态系统概述 按 照对 象对云生态系统进行 内容分类可 以将其分 为生产 者和消 费者两类 。两者的关系如下 图 １ 所示 。
由图 １ 可以看 出， 云存储 生态系统 中包含物质流 、 能量流、 信息流、资金流等 内容和服务。其中：（ １ ）物质流主要是指云 存储生态系统的硬件部署 ， 即用户可 以非常方便的获取存储空 间，避免了传统系统应用中的硬 件设备购置；（ ２ ）能量流主要 是 指云存储 生态系统在远程 云端为协助用户 完成数据的管理 与应用 ，为用户节省系统运 行所 消耗 的能量：（ ３ ） 信 息流主要 是 指用 户除了可 以应用云存储生态 系统对 数据进行存储和 管 理 外， 还能够借助云数据处理软件对云端数据进行挖掘、 聚类 、 检 索等操作 ， 使得信息能够得到充分 的应用 ； （ ４ ） 资金流主要 是指云存储生态系统可 以让用户在 更低的资金投入下获 得更 好的使用效果 ，帮助用户节约 资金 。 （ 三 ）关键技术 为实现 云存储生态系统的构建与运行 ， 需要使用到 以下几 方面关 键技术 。 （ １ ）元数据 管理技术 。该技术可以向用户提供元数据的 上传、下载、更新 以及管理等 。（ ２ ）缓存 管理技术 。对用户的 数据访 问行 为进行记录 、 分析与整理 ， 协助用户梳理数据 的重 要性 ， 对 于重要程度不 同的数据建立不同的数据缓存与分配策 略， 便于提 升用户 的访 问响应速度 。（ ３ ） 数据更新技术 。 该技 术不仅包括本地 元数据 的更新 ， 还包括云端缓存数据、 存储数
一
完整 的云存储生态系统由云存储设备生产商、 集成商、代 理商以及使用用户等构成， 每一对象负责云生态系统 中的某一 具体内容，如此便可 以组成一个高效可用的云存储 生态系统 。 除此之 外， 为进一步保证 云存储生态系统中数据 的可靠性与有 效性， 系统 中还需要集 成诸如身份认证 、 数据加密、 数据管理 等数据 安全服务 。
据以及相关的数据表单等内容的更新。 （ ４ ） 服务调度技术。 不 同时刻云存储生态系统的运行状态是不 同的， 为让用户获得 更
好 的使用体验，系统需要对整个系统 的能力、负荷 以及用户需 求等 内容间进行 权衡 ， 从而制定一个 最优 的服务方案，让用户 获得 良 好的使用 体验 ， 避免因系统 负荷过大 出现问题 。 （ ５ ） 数 据 安全技术 。 云存储 生态系统的基础 是数据 的安全 。 为提升用 户信 息的安全性能 ， 必须采取必要的安全 防护措施和加密技术 等对数据进行安全保障。
（ － ） 主要 功 能
、
图１ 云计算生态系统模型 云生态系统 中生产者为用户提供统一、 安全、 可靠 、 经济 的信息共享、 软件应用 以及信息处理平台， 用户通过云平台对 自身资源进行管理，进而实现消费者与生产者 的互利共赢 。 二 、云计算生态系统运行机制 为保障云计算生态系统持续性处于健康 稳定的状态 ， 在其 运行 中必须按照实 际要 求制 定和采取必要 的运行机 制与维护 机制 ， 利用该机制约束云系统平 台下各成员的行为， 促进云计 算 生态系统平衡 、 稳定发展 。 具体来 说， 云计算生态系统 的运 行机制主要 由以下几部分内容构成 ： 用户需求考察、 系统应用 规划 、云平 台监控与调度管理 、云平 台优化与维护等 。 其 中， 用户需求考察是云计算生态系统建立的基础 ， 直接 决定了是否可 以构建生态系统、 如何确定宣传与实施方案等 内 容。 系统应用规划则是用于增强系统构建和部署的科学性与可 控性 ， 便于使 云系统得到更好更充分的利用 。 云平台监控与调 度管理则 是按照使用需求和 管理 需求对云生态系统进行实 时 监控和统 计，根据监控 内容制 定或采取适当 的调度和运行 策 略， 保证系统的服务质量和用户 的使用体验。 云平 台优化与维 护则是定期对云生态系统进行维护和更新， 以增强生态系统 的 鲁棒性和可持续性。 三 、云存储生态系统 的构建 （ 一 ）构建方案 基于云技术的生态系统涉及多个子系统和多种资源信息， 是一种综合性的、 多方面的系统平台， 可以为用户提供多种类
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Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ
计算机科学
基于云计算技术的云存储生态系Байду номын сангаас研究
金 柏统，刘梦云 ，秦婷 （ 中南民族大学 ，武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４）
摘 要 ：云计算及其相关技 术是计算机技 术未来发展的必然趋势 ，本文首先对基 于云计算技术的云生态系统及 其运行机制做 了简要介 绍和分析 ，然后就云存储生 态系统进行 了重点研 究，分别分析 了其构建方案 、构建 内容以及
所 应 用的 关 键 技 术 。
关键词 ：云计算 ；云存储 生态 系 统 ；构建方案 ；关键技 术
中图分类号：Ｔ Ｐ ３ ９ ３
文献标识码：Ａ
文章编号：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ３ ）１ ０ － ０ ０ ９ ３ — ０ １
行 存放 和 管 理 。
云计算 是一种非常具有应 用前 景的综合性计算机技术， 该 技术以互联 网为平 台， 可以按照用户 的使用需求方便快捷 的为 用户提 供所 需的数据处理性能和信 息存储空 间， 使得用户可 以 随时随地享 受高速高效的信息服务 。目前 ， 云计算无论在商用 还 是在 个人用户服务方面还处于初 级阶段 ， 其所具有的功能和 优 势还 没有 得到充分 的发挥和利用 。 但是可预见的未来 ， 云计 算 以及基于 云计算所构建的生态系 统必将 使用户 的信息管 理 模式发生极大的改变 。 本文 以云存储生态系统为例对云生态构 成 、运行、维护等多方面 内容进行讨论 。 基于云计算技术 的生 态系统概述 按 照对 象对云生态系统进行 内容分类可 以将其分 为生产 者和消 费者两类 。两者的关系如下 图 １ 所示 。
由图 １ 可以看 出， 云存储 生态系统 中包含物质流 、 能量流、 信息流、资金流等 内容和服务。其中：（ １ ）物质流主要是指云 存储生态系统的硬件部署 ， 即用户可 以非常方便的获取存储空 间，避免了传统系统应用中的硬 件设备购置；（ ２ ）能量流主要 是 指云存储 生态系统在远程 云端为协助用户 完成数据的管理 与应用 ，为用户节省系统运 行所 消耗 的能量：（ ３ ） 信 息流主要 是 指用 户除了可 以应用云存储生态 系统对 数据进行存储和 管 理 外， 还能够借助云数据处理软件对云端数据进行挖掘、 聚类 、 检 索等操作 ， 使得信息能够得到充分 的应用 ； （ ４ ） 资金流主要 是指云存储生态系统可 以让用户在 更低的资金投入下获 得更 好的使用效果 ，帮助用户节约 资金 。 （ 三 ）关键技术 为实现 云存储生态系统的构建与运行 ， 需要使用到 以下几 方面关 键技术 。 （ １ ）元数据 管理技术 。该技术可以向用户提供元数据的 上传、下载、更新 以及管理等 。（ ２ ）缓存 管理技术 。对用户的 数据访 问行 为进行记录 、 分析与整理 ， 协助用户梳理数据 的重 要性 ， 对 于重要程度不 同的数据建立不同的数据缓存与分配策 略， 便于提 升用户 的访 问响应速度 。（ ３ ） 数据更新技术 。 该技 术不仅包括本地 元数据 的更新 ， 还包括云端缓存数据、 存储数
一
完整 的云存储生态系统由云存储设备生产商、 集成商、代 理商以及使用用户等构成， 每一对象负责云生态系统 中的某一 具体内容，如此便可 以组成一个高效可用的云存储 生态系统 。 除此之 外， 为进一步保证 云存储生态系统中数据 的可靠性与有 效性， 系统 中还需要集 成诸如身份认证 、 数据加密、 数据管理 等数据 安全服务 。
据以及相关的数据表单等内容的更新。 （ ４ ） 服务调度技术。 不 同时刻云存储生态系统的运行状态是不 同的， 为让用户获得 更
好 的使用体验，系统需要对整个系统 的能力、负荷 以及用户需 求等 内容间进行 权衡 ， 从而制定一个 最优 的服务方案，让用户 获得 良 好的使用 体验 ， 避免因系统 负荷过大 出现问题 。 （ ５ ） 数 据 安全技术 。 云存储 生态系统的基础 是数据 的安全 。 为提升用 户信 息的安全性能 ， 必须采取必要的安全 防护措施和加密技术 等对数据进行安全保障。
（ － ） 主要 功 能
、
图１ 云计算生态系统模型 云生态系统 中生产者为用户提供统一、 安全、 可靠 、 经济 的信息共享、 软件应用 以及信息处理平台， 用户通过云平台对 自身资源进行管理，进而实现消费者与生产者 的互利共赢 。 二 、云计算生态系统运行机制 为保障云计算生态系统持续性处于健康 稳定的状态 ， 在其 运行 中必须按照实 际要 求制 定和采取必要 的运行机 制与维护 机制 ， 利用该机制约束云系统平 台下各成员的行为， 促进云计 算 生态系统平衡 、 稳定发展 。 具体来 说， 云计算生态系统 的运 行机制主要 由以下几部分内容构成 ： 用户需求考察、 系统应用 规划 、云平 台监控与调度管理 、云平 台优化与维护等 。 其 中， 用户需求考察是云计算生态系统建立的基础 ， 直接 决定了是否可 以构建生态系统、 如何确定宣传与实施方案等 内 容。 系统应用规划则是用于增强系统构建和部署的科学性与可 控性 ， 便于使 云系统得到更好更充分的利用 。 云平台监控与调 度管理则 是按照使用需求和 管理 需求对云生态系统进行实 时 监控和统 计，根据监控 内容制 定或采取适当 的调度和运行 策 略， 保证系统的服务质量和用户 的使用体验。 云平 台优化与维 护则是定期对云生态系统进行维护和更新， 以增强生态系统 的 鲁棒性和可持续性。 三 、云存储生态系统 的构建 （ 一 ）构建方案 基于云技术的生态系统涉及多个子系统和多种资源信息， 是一种综合性的、 多方面的系统平台， 可以为用户提供多种类