1 引言

隨著科學技術的進步，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架構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 云架構體系設計

2.1 云架構的概念及特點

云架構這一概念是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件架構。云架構與我們所熟悉的傳統(tǒng)計算機體系不同，云架構是一個層結(jié)構，整個云架構層分為顯示層、中間層、基礎設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，也可以為基礎設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，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，整個云架構層可用如下框架來表示(見圖1)：

圖1 云架構層

云架構的特點是建立在云架構層的基礎上的，它具有如下特點：

(1)規(guī)模大。“云”系統(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不能媲美的。

(2)數(shù)據(jù)安全性強。云架構層中的管理層對數(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，因此云架構中儲存的數(shù)據(jù)是相當安全的。

(3)普適性強。云架構受“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 云架構的設計

要實現(xiàn)“云”的強大功能，前提是必須要有完整的云架構體系。云架構是一種計算模式架構，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?；谇叭说难芯?，云架構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、輸入和輸出設備這六大部分。前面分析了云架構層的結(jié)構，于是可以根據(jù)云架構層進行拓展，對整個云架構體系具體設計(見圖2)。

圖2 云架構設計

3 云架構中冗余度的處理

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，是云架構設計的主要目標之一。與關系模式的規(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)存儲設備上，如果有存儲設備出現(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，云架構中存在冗余策略，表明在云架構存儲中可能存在大量的數(shù)據(jù)冗余。由于有些關聯(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，使關聯(lián)范式達到最優(yōu)化，是未來云架構所走的畢竟之路。關聯(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)的大量存儲設備中去，以提高系統(tǒng)的抗摧毀性。在云架構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。