数据在云中安全存储与传输技术的

点赞:16218 浏览:70795 近期更新时间:2024-03-01 作者:网友分享原创网站原创

摘 要 云计算技术应用的发展促使了技术的不断革新,数据在客户端和云计算平台之间的互相传输与存储构成了云计算应用最本质的行为.针对传统云计算平台的数据中心网络拓扑结构进行改进,提出了具有两重树形层状结构的网络结构,提高了数据中心的数据吞吐量,增强了云平台的可靠性,释放了怎么写作器的性能.同时,在客户端和怎么写作器之间增加数据缓存层,设计了用户节点之间、用户节点与怎么写作器节点之间数据协同备份策略,明显增加了用户向云中上传、下载数据的速度和响应度,且该解决方案的投入成本低廉.

关 键 词 三层拓扑结构;云存储;缓存怎么写作器;数据中心

中图分类号:TP309 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)19-0059-02

随着云计算技术的兴起,传统的C/S和B/S模式网络怎么写作形式正在发生着各种变革.在云计算模式下,客户端和怎么写作器端的定位正在发生变化,网络的主要功能从怎么写作器端到客户端信息的传送变化成怎么写作的传送.云计算怎么写作体系由许多企事业单位的私有云及其相互之间的连接网络组成.云的增多使得云内部、云之间和客户之间的连接网络越来越庞大和复杂,网络内部的数据存储和传输也变得越来越复杂,作为云计算信息传输的基础网络而言,传统的网络架构和协议无法应对越来越复杂的数据传输要求,而数据在不同节点的存储和传输控制显得复杂化,所以有必要对传统的网络结构和存储技术进行相应的改进,建立一个具有高连通性、高吞吐量、高可靠性与安全性的云中数据存储与传输架构.同时具有较低的实现成本.

1.云计算数据中心拓扑结构改进

云计算采用虚拟化技术建立一个抽象的云概念和透明的访问方式,便于用户的使用.云计算需要建立一个数据中心,数据中心由网络将不同的云或云计算单元互联,网络需要实现较高吞吐带宽和较高的可靠性.传统的基于核心层、汇聚层和接入层三层的网络拓扑结构能将数据实现分层,应用于局域网传输具有较大的优势.为了提高网络的可靠性每层网络设备之间还使用了多根线路连接,具备了链路冗余和流量负载均衡的功能.但作为提供云计算怎么写作的怎么写作器位于接入层交换机之下,怎么写作器与接入层交换机只能实现单线连接,无冗余和流量负载功能.不利于发挥怎么写作器群的性能.本文提出了一种在原有拓扑结构基础上利用可管理交换机实现网络结构改进,使怎么写作器能实现双出口设计,大大增强怎么写作器的数据吞吐量.同时具有较好的容错功能.具体如图1所示.


在本拓扑结构中,出现两个对称的网络拓扑结构树,将怎么写作器实现了双出口设计.此网络能容纳的怎么写作器数量主要以交换机的端口数为准,核心层和汇聚层交换机可以通过增加插槽和模块的方式扩容,端口一般够用.接入层交换机一般为固定端口,以24、48口居多.如果以每个交换机48个口为例,则整个网络可以容纳27648台怎么写作器.对一般的企事业单位构建私有云来说都足够了.当然此结构的成本低廉,且容易实现,具有双倍的数据吞吐量,能充分挖掘怎么写作器的性能.如果网络中虚拟主机需要迁移则更容易实现.

改变了网络拓扑结构后需要对网络重新进行IP地址的划分,并重新进内网的路由设计.为了提高网络的可伸缩性、增加怎么写作器的容量.建议采用10.0.0.0/8的A类私网地址,然后根据汇聚层和和接入层交换机的数据量划分子网,一般推荐每一个接入层交换机划入一个VLAN,因为每个接入层交换机的端口数为48,所有保留5个主机位即可,剩下19个主机位可以作为子网划分用.根据业务和管理需要,将连接相同功能的怎么写作器的接入层交换机划入相同子网,然后再对每个接入交换机划分子网.也就是说子网的划分从核心、汇聚到接入逐级划分,这样的好处是路由汇总容易,路由条目较少,便于网络维护.需要注意的是,怎么写作采用双网卡,两个网卡处于不同的网段,怎么写作器本身采用负载均衡技术实现两个网卡的流量平衡.由于全网采用VLAN的方式结合冗余路由协议实现全网互通的话存在一定安全隐患,当某台怎么写作器感染病毒时可能会导致整个网络传输大量垃圾信息.所以推荐在汇聚层和核心层之间采用路由模式.以提高整个网络的抗攻击能力.采用此方式还可以发挥汇聚交换机的交换性能.

2.网络缓存技术设计

对云计算机平台设计好网络拓扑结构后,需要对网络中怎么写作器进行功能定位.怎么写作器系统有索引怎么写作器、存储怎么写作器和客户端节点三个部分组成.索引怎么写作器主要保存账户、空间、内容目录、文件片与存储位置等信息.该怎么写作器主要给方便用户访问所需要的资源.存储怎么写作器主要保存云计算平台所提供的各种资源及其备份.客户节点则提供系统入口,通过预先定义的规则与云中的其他怎么写作器进行交互.这样的网络存储系统可以利用广域网中大量开放的存储怎么写作形成云怎么写作.能提供较大空间和数据传输带宽.当用户的数量剧增或出现攻击时,也可能出现许多用户请求同一怎么写作而导致拒绝怎么写作.具体表现在:

1)当较多用户下载同一数据时,将导致大量的访问请求指向存储该数据的怎么写作器,该怎么写作器由于压力剧增而出现崩溃的几率将大增.

2)云怎么写作方便用户上传大量文件,当用户频繁访问某种存储怎么写作时出现速度变慢等现象,这是由于出现了怎么写作拒绝的情况,当然可以通过重传的等方式,但执行任务的周期会增加,从拖累了整个系统的效率.

针对该问题,本文提出了给云计算数据中心增加缓存怎么写作器层的思路来改进云计算平台的数据保存和传输效率的思路.主要做法如下:

1)引入缓存怎么写作器层概念,增加相应的数据存储怎么写作器,将怎么写作器集中统一的方式进行管理,作为系统初始的文件冗余备份机制.如果将云计算平台看作一台计算机,那么该怎么写作器群相当于给整个数据中心增加了内存容量.该怎么写作器群定位于临时数据的存储.

2)将客户端的带宽和存储资源利用起来,运用分布式哈希算法来解决结构化的分布式存储问题,将用户节点组织起来,使用户之间能够彼此交换数据和资源共享.这样可以减轻存放数据的怎么写作器的压力,避免怎么写作器成为系统瓶颈或出现崩溃现象. 3)添加点对点的网络传输层,引入怎么写作节点群和传输节点全两个模型,怎么写作节点具有带宽高、计算能力强、存储量大、在线时间长的特点.传输节点则相对于怎么写作节点性能较弱、资源较少.怎么写作节点根据一定评价指标进行筛选,然后根据KAD算法组成一个网络,网络信息有缓存怎么写作器进行保存,怎么写作节点的主要作用是共享数据或提供写作技巧怎么写作.具体拓扑结构如图2所示.

4) 处理流程:

上传数据:用户节点联入网络后,如果达到了怎么写作节点的要求,将成为怎么写作节点,并向缓存怎么写作器汇报自己的节点信息,缓存怎么写作器根据缓存的节点信息调度各个怎么写作节点协同作业.用户节点向索引怎么写作器请求网络存储怎么写作器,获得授权后首先向缓存怎么写作器上传数据,作为冗余备份.然后通过缓存怎么写作器层向网络存储怎么写作器上传数据.

协同传输备份:索引怎么写作器将需要备份的数据信息发送到缓存怎么写作器,缓存怎么写作器根据其保存的各种节点信息协调节点进行传输备份,这样缓存怎么写作器、怎么写作节点和存储怎么写作器都具有备份的数据.当然缓存怎么写作器、怎么写作节点保存的时间有限,存储怎么写作器是永久保存.根据传输备份结果将数据保存信息反馈给索引怎么写作器,方便下次用户数据下载请求访问.

下载数据:用户节点下载数据时,索引怎么写作器将用户引导至缓存怎么写作器,当缓存怎么写作器存在用户下载的数据时,将引导用户从上传该数据的怎么写作节点下载,用户节点还可以根据下载速度同时从怎么写作节点、缓存怎么写作器和存储怎么写作器同时下载.怎么写作节点、缓存怎么写作器和存储怎么写作器会根据负载的情况动态调整带宽.多方下载的前提是数据进行了合理的分片.下载后用户需要将分片的数据进行重组.

3.总结

云计算技术的不断应用,促使传统的数据中心拓扑结构不断发生着改变,数据中心内部、用户与云平台之间的数据传输和存储方式在不断发生着改变,本文提出的新型拓扑结构和数据传输技术适用于目前常见的云计算平台.数据中心的网络拓扑结构的优化,充分利用了传统三层结构的稳定性与高效性,同时也增加了怎么写作器的出口容量,释放了怎么写作器的潜力,消除了云计算平台数据中心的系统瓶颈,提高了整个系统的可靠性和效率.缓存数据层的引入则加快了用户使用云计算平台的有效传输效率,特别是用户下载数据体验会更好.经过模型的测试,采用优化网络拓扑和增加缓存数据层结构的云计算平台能教明显的提高数据的传输速率,该结构的特点是投入有限的硬件设备的条件下,利用用户节点的资源充分挖掘云计算平台本身潜力,实现了整个系统的资源配置优化.

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项目基金

本论文是湖南省教育厅科学研究项目“基于云计算的安全数据存储怎么写作技术研究”(11C0273)的研究成果.