【正文】 的控制和性能反映出用戶對于云存儲可用性的期待。云存儲系統(tǒng)以傳統(tǒng)的分布式存儲技術為基礎，利用高吞吐率網(wǎng)絡技術為依托，一方面高效地整合管理網(wǎng)絡存儲資源，另一方面對外提供友好的接口，發(fā)布便捷的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲服務。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(xiàn)存儲設備向存儲服務的轉變[13]。對云存儲來說，管理人員只要在整體硬盤容量快用完時，按需采購服務器即可，通過一個統(tǒng)一管理界面監(jiān)控每臺存儲服務器的使用狀況，使得維護變得簡單和易操作。且云存儲系統(tǒng)中所采用的存儲及服務器設備均是性價比較高的設備。云存儲系統(tǒng)知道文件存放的位置，在硬件發(fā)生損壞時，云存儲系統(tǒng)會自動將讀寫指令導向存放在另一臺存儲服務器上的文件，保持服務的繼續(xù)。云計算的設計方向是將在不同地域的各種計算資源，通過虛擬化方式統(tǒng)一到龐大的計算資源“云”系統(tǒng)中來。云計算系統(tǒng)不但能對數(shù)據(jù)進行處理和運算，系統(tǒng)中還有大量的存儲陣列設備，以實現(xiàn)對計算數(shù)據(jù)的保存和管理。云存儲系統(tǒng)的結構模型由4層組成。（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(xiàn)的部分。數(shù)據(jù)加密技術實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲和傳輸過程中的安全性。任何一個授權用戶通過網(wǎng)絡接入、用戶認證和權限管理接口的方式來登入云存儲系統(tǒng)，都可以享受云存儲服務。存儲虛擬化技術能夠對存儲資源進行統(tǒng)一分配管理，又可以屏蔽存儲實體間的物理位置以及異構特性，實現(xiàn)了資源對用戶的透明性，降低了構建、管理和維護資源的成本，從而提升云存儲系統(tǒng)的資源利用率。架構合理，不占用主機資源；數(shù)據(jù)管理功能豐富,技術成熟度高。主要用途使服務器的存儲空間可以跨越多個異構磁盤陣列，常用于在不同磁盤陣列之間做鏡像保護。不適用場景主機數(shù)量大，采用SF會涉及高昂的費用；待遷入系統(tǒng)數(shù)據(jù)量過大，如果只能采用存儲級遷移方式，數(shù)據(jù)格式轉換將耗費大量時間和人力。（2）基于存儲設備虛擬化該技術依賴于提供相關功能的存儲設備的陣列控制器模塊，常見于高端存儲設備，其主要應用針對異構的SAN存儲構架。先進的分布式存儲系統(tǒng)必須具備以下特性：高性能、高可靠性、高可擴展性、透明性以及自治性。分布式塊存儲系統(tǒng)目前以標準的Intel/Linux硬件組件作為基本存儲單元，組件之間通過千兆以太網(wǎng)采用任意點對點拓撲技術相互連接，共同工作，構成大型網(wǎng)格存儲，網(wǎng)格內(nèi)采用分布式算法管理存儲資源。對象存儲技術相對成熟，對底層硬件要求不高，存儲系統(tǒng)可靠性和容錯通過軟件實現(xiàn)，同時其訪問接口簡單，適合處理海量、小數(shù)據(jù)的非結構化數(shù)據(jù)，如：郵箱、網(wǎng)盤、相冊、音頻視頻存儲等。前者目前以開源技術為主，尚未有成熟的商業(yè)軟件，后者已有商業(yè)軟件和成功的商業(yè)應用案例。因此，為了確保數(shù)據(jù)的更高安全性，用戶必須對在線系統(tǒng)實行在線實時復制，盡可能多地采用快照等磁盤管理技術維持數(shù)據(jù)的高可用性，這樣勢必需要增加很大一部分投資。因此，當數(shù)據(jù)對象數(shù)量達到上億級別時，基于集中式存儲目錄的數(shù)據(jù)放置方法在存儲開銷和數(shù)據(jù)定位的時間開銷上都是難以接受的，此外，還會大大限制系統(tǒng)的擴展性。連續(xù)數(shù)據(jù)保護解決方案應當具備以下幾個基本特性：數(shù)據(jù)的改變受到連續(xù)的捕獲和跟蹤；所有的數(shù)據(jù)改變都存儲在一個與主存儲地點不同的獨立地點中；恢復點目標是任意的，而且不需要在實際恢復之前事先定義。 自動精簡配置該技術是利用虛擬化方法減少物理存儲空間的分配，通過“欺騙”操作系統(tǒng)，造成的好像存儲空間有足夠大，而實際物理存儲空間并沒有那么大，會減少已分配但未使用的存儲容量的浪費，在分配存儲空間時，按需分配，最大限度提升存儲空間利用率，利用率超90％。 自動存儲分層在過去，數(shù)據(jù)移動主要依靠手工操作，由管理員來判斷數(shù)據(jù)訪問壓力，遷移的時候只能一個整卷一起遷移。自動存儲分層的重要性隨著固態(tài)存儲在當前磁盤陣列中的采用而提升，并隨著云存儲的來臨而補充內(nèi)部部署的存儲。該技術計算數(shù)據(jù)指紋，具有相同指紋的數(shù)據(jù)塊即可認為是相同的數(shù)據(jù)塊，存儲系統(tǒng)中僅需要保留一份。隨著目前CPU處理能力的大幅提高，應用實時壓縮技術來節(jié)省數(shù)據(jù)占用空間成為現(xiàn)實，這項新技術就是最新研發(fā)出的在線壓縮，它與傳統(tǒng)壓縮技術不同，當數(shù)據(jù)在首次寫入時即被壓縮，以幫助系統(tǒng)控制大量數(shù)據(jù)在主存中雜亂無章地存儲的情形，特別是多任務工作時更加明顯。但是隨著限制無損格式的種種因素逐漸被消除，使得無損壓縮格式具有廣闊的應用前景。該算法的實現(xiàn)非常簡潔，處理比較簡單，能夠適應各種高速應用。換句話說，在數(shù)據(jù)重復性比較高的地方，去重比壓縮有效。主要功能包括：用戶只能對經(jīng)管理員或文件所有者授權的許可文件進行被許可的操作；管理員只能進行必要的管理操作，如用戶管理、數(shù)據(jù)備份、熱點對象遷移，而不能訪問用戶加密了的私有數(shù)據(jù)。隨著存儲系統(tǒng)和存儲設備越來越網(wǎng)絡化，存儲系統(tǒng)在保證敏感數(shù)據(jù)機密性的同時，必須提供相應的加密數(shù)據(jù)共享技術。（1）線性搜索算法首先用對稱加密算法對明文信息加密，對于每個關鍵詞對應的密文信息，生成一串長度小于密文信息長度的偽隨機序列，并生成一由偽隨機序列及密文信息確定的校驗序列，偽隨機序列的長度與檢驗序列長度之和等于密文信息的長度，偽隨機序列及檢驗序列對密文信息再次加密。線性搜索方法是一次一密的加密信息檢索算法，因此有極強的抵抗統(tǒng)計分析的能力。此算法可以解決兩方面的問題：第一，存儲、計算資源分布的不對稱性，即用戶的計算存儲能力不能實時滿足其需求；第二，用戶在移動情況下對存儲、檢索數(shù)據(jù)的需求，比如Email服務等。針對有新用戶加入、舊用戶退出的多用戶加密信息檢索，這是一種解決方法。在這一算法中，每一文檔中關鍵詞的詞頻都被保序加密算法加密。 容錯技術數(shù)據(jù)容錯技術一般都是通過增加數(shù)據(jù)冗余來實現(xiàn)的。（1）基于復制的容錯技術該技術對一個數(shù)據(jù)對象創(chuàng)建多個相同的數(shù)據(jù)副本,并把得到的多個副本散布到不同的存儲節(jié)點上?；诰幋a的容錯技術通過對多個數(shù)據(jù)對象進行編碼產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)對象，能夠把多個數(shù)據(jù)塊的信息融合到較少的冗余信息中，因此能夠有效地節(jié)省存儲空間，但是對數(shù)據(jù)的讀寫操作要分別進行編碼和解碼操作，需要一些計算開銷；當數(shù)據(jù)失效以后，需要下載的數(shù)據(jù)量一般遠大于失效數(shù)據(jù)大小,修復成本較高。GFS提供了一個類似傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的接口，雖然它沒有向POSIX（Portable Operating System Interface，可移植操作系統(tǒng)接口），那樣實現(xiàn)標準的API（Application Programming Interface,應用程序編程接口）。Client與Master之間只有控制流，而無數(shù)據(jù)流，這樣就極大地降低了Master的負載，使之不成為系統(tǒng)性能的一個瓶頸。Master管理了分布式文件系統(tǒng)中的所有元數(shù)據(jù)。Master維護了一個統(tǒng)一的命名空間，同時掌握整個系統(tǒng)內(nèi)Chunk Server的情況，據(jù)此可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)存儲的負載均衡。（2）不緩存數(shù)據(jù)緩存（Cache）機制是提升文件系統(tǒng)性能的一個重要手段，通用文件系統(tǒng)為了提高性能，一般需要實現(xiàn)復雜的緩存機制。此外由于讀取的數(shù)據(jù)量巨大，以當前的內(nèi)存容量無法完全緩存。（3）在用戶態(tài)下實現(xiàn)文件系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)的重要組成部分，其實現(xiàn)通常位于操作系統(tǒng)底層。（4）只提供專用接口通常的分布式文件系統(tǒng)一般都會提供一組與POSIX規(guī)范兼容的接口。由以上分析可以看出，GFS并不是一個通用的云存儲系統(tǒng)，它更適合于大型的搜索業(yè)務以至于GFS的設計考慮了許多具體業(yè)務特性，如文件的大小、讀寫頻率等，這些將限制GFS的業(yè)務應用。作為這項技術的核心，GPFS是一個并行的磁盤文件系統(tǒng)，它保證在資源組內(nèi)的所有節(jié)點可以并行訪問整個文件系統(tǒng)；而且針對此文件系統(tǒng)的服務操作，可以同時安全地在使用此文件系統(tǒng)的多個節(jié)點上實現(xiàn)。GPFS提供的文件系統(tǒng)操作服務可以支持并行應用和串行應用，它允許任何節(jié)點（這些節(jié)點屬于同一個節(jié)點組）上的并行應用同時訪問同一個文件或者不同的文件[18]。并且，NSD將虛擬設備按照不同的屬性劃分了不同的用途。并且，可以將節(jié)點的讀寫操作分布到不同的物理磁盤上，因此避免了對某個磁盤過多讀寫操作，增加了整個系統(tǒng)的吞吐量，提高了系統(tǒng)的整體性能。因此，當某個節(jié)點的某條路徑無法正常工作，依舊可以通過鏈路冗余達到GPFS文件系統(tǒng)。（5）方便管理GPFS文件系統(tǒng)，可以自動的同步各個節(jié)點的配置文件和文件系統(tǒng)信息，因此可以在任意一個節(jié)點上管理GPFS。HDFS放寬了一部分POSIX約束，來實現(xiàn)流式讀取文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的目的。 HDFS系統(tǒng)架構一個HDFS集群是由一個Namenode和一定數(shù)目的Datanodes組成。從內(nèi)部看，一個文件其實被分成一個或多個數(shù)據(jù)塊，這些塊存儲在一組Datanode上。Namenode和Datanode被設計成可以在普通的商用機器上運行。在Hadoop的集群架構中，主節(jié)點NameNode只有一個，它進程負責數(shù)據(jù)存儲與調(diào)用的統(tǒng)籌。相比傳統(tǒng)的集中式存儲系統(tǒng)，Dynamo在設計之初就被定位為一個高可靠、高可用且具有良好容錯性的系統(tǒng)。該context包含對象的系統(tǒng)元數(shù)據(jù)并對于調(diào)用者是不透明的(opaque)。 Dynamo使用的技術概要和其優(yōu)勢問題采取的相關技術優(yōu)勢數(shù)據(jù)劃分改進的一致性哈希算法增量可伸縮性寫的高可用性矢量時鐘與讀取過程中的協(xié)調(diào)版本大小與更新操作速率脫鉤臨時故障處理Hinted handoff 數(shù)據(jù)回傳機制，可調(diào)的弱quorum機制提供高可用性和耐用性的保證，即使一些副本不可用時永久故障回復Merkle哈希樹在后臺同步不同的副本成員資格和錯誤檢測基于Gossip的錯誤檢查保持對稱性并且避免了一個用于存儲會員和節(jié)點活性信息的集中注冊服務節(jié)點。為了解決這個問題，亞馬遜在Dynamo中引入了節(jié)點虛擬化的概念。也可以理解為，它放在環(huán)上作為一個節(jié)點的是一組機器，這一組機器是通過同步機制保證數(shù)據(jù)一致的。一個云基礎設施上的應用和服務模型的負載、能量耗費（電力耗費和熱力耗費）和系統(tǒng)規(guī)模都在不斷地發(fā)生變化，如何對這些動態(tài)變化中的應用及服務模型的調(diào)度及分配策略的性能進行量化是極富挑戰(zhàn)性的問題。（2）提供一個平臺，可供數(shù)據(jù)中心、服務代理、調(diào)度和分配策略進行建模。使用戶無需付費便可在一個可控的環(huán)境內(nèi)反復測試他們的服務，并能夠在部署之前調(diào)節(jié)性能瓶頸。（2）系統(tǒng)變量新建變量名：JAVA_HOME 變量值：在路徑中加入C:\Program Files\Java\（3）系統(tǒng)變量編輯變量名：Path 變量值：在路徑中加入%JAVA_HOME%\bin。單擊開始搜索“cmd”，在彈出的dos窗口中輸入“java version”如果屏幕上顯示了Java語言的版本號，說明JKD配置成功，可以關閉dos窗口。MyEclipse安裝及配置。本文創(chuàng)建兩個數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心有一臺主機，并在其上運行兩個云任務。代碼清單1：int num_user = 1。 // 初始化CloudSim包（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心在CloudSim仿真平臺中，數(shù)據(jù)中心是在VM的生命周期內(nèi)負責管理VM的一組主機。1)首先創(chuàng)建一個機器列表對象，其中可包含一個或多個機器對象。3)創(chuàng)建PE并將其添加到上一步創(chuàng)建的PE列表中，可對其ID和MIPS進行設置，如下：(new PE(PE id,MIPS Rating))。DatacenterCharacteristics resConfig=new DatacenterCharacteristics(arch，os,vmm, mList ,time_zone,cost,costPerMe costPerStorage,costPerBw)。 代碼清單2：Datacenter datacenter0 = createDatacenter(Datacenter_0)。// 3. 創(chuàng)建PE并將其添加到PE列表中. int mips = 1000。 //內(nèi)存 long storage = 1000000。 // 體系結構 String os = Linux。 // 處理器資源費用 double costPerMem = 。 DatacenterCharacteristics characteristics = new DatacenterCharacteristics(arch, os, vmm, hostList, time_zone, cost, costPerMem, costPerStorage, costPerBw)。 //打印異常發(fā)生處的堆棧軌跡 } return datacenter。 DatacenterBroker broker = createBroker()。代碼清單3：DatacenterBroker broker = createBroker()。 } catch (Exception e) { ()。對虛擬機的參數(shù)進行設置，主要包括ID、鏡像大?。∕B）、分配內(nèi)存大?。∕B）、帶寬、CPU數(shù)量、優(yōu)先級、虛擬機名、調(diào)度策略。這是虛擬機實例的建模。 //ID int mips = int pesNumber = 1。 Vm vm2 = new Vm(vmid, brokerId, mips, pesNumber, ram, bw, size, vmm, new CloudletSchedulerTimeShared())。(5)創(chuàng)建云任務//創(chuàng)建云任務列表cloudletList=new CloudletList()。//向代理Broker提交任務列表(cloudletList)。 long length = 40000。 Cloudlet cloudlet1 = new Cloudlet(id, length, pesNumber, fileSize, outputSize, utilizationModel, utilizationModel, utilizationMo