一、前言
在網(wǎng)絡技術持續(xù)發(fā)展的今天，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲是解決現(xiàn)階段數(shù)據(jù)流失的主要手段，通過網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)實現(xiàn)備份可以很好的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移動化。本文針對現(xiàn)階段的三種主要的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲方式進行分析研究，確定其技術實現(xiàn)方式，了解實現(xiàn)原理。使得對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲有進一步的認識。
二、RAID存儲技術
1、RAID存儲技術介紹
RAID 是指廉價(獨立)磁盤陣列，所謂“磁盤陣列”是指多張磁盤連成一個陣列上，然后，以某種方式書寫磁盤，這種方式可以在一張或多張磁盤組之間提供數(shù)據(jù)。
從主機的角度看，控制器使得整個磁盤組就像一片又快、又大、又可靠的虛擬磁盤。它的初衷主要是為大型網(wǎng)絡服務器提供高端的存儲功能和冗余的數(shù)據(jù)安全，在系統(tǒng)中RAID 被看作是一個邏輯分區(qū)，但它是由多個硬盤組成的，通過在多個硬盤上同時儲存和讀取數(shù)據(jù)來大幅度提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。而且在很多RAID 模式中都有較為完備的、相互校驗與恢復的措施，甚至是直接相互的鏡像存儲。當數(shù)據(jù)災難發(fā)生時可以自動修復，從而大大提高了RAID 系統(tǒng)的容錯度，穩(wěn)定了系統(tǒng)的冗余性。
2、RAID技術規(guī)范
RAID 技術是一種工業(yè)標準。通常將組成磁盤陣列的不同方式分為RAID 級別。隨著RAID 技術的不斷發(fā)展。現(xiàn)在已擁有了以RAID 0 到RAID 6 七種基本的級別。另外，還有一些基本RAID 級別的組合形式，如RAID 10、RAID 50 等。現(xiàn)將RAID 級別在應用中的實現(xiàn)作進一步的研究。
(一)、RAID 0：是連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀寫于多個磁盤上。因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但它沒有數(shù)據(jù)冗余。它只是單純地提高性能，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，它不能應用于數(shù)據(jù)安全性高的場合。
(二)、RAID 1：通常被稱為RAID 鏡像，是通過磁盤數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對的獨立磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)，即所有數(shù)據(jù)都進行百分之百的備份。當原始數(shù)據(jù)繁忙時，可直接從鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效數(shù)據(jù)。
(三)、RAID0+1：也稱為RAID 10 標準，至少需要4 塊硬盤才可以實現(xiàn)，不過它綜合了RAID 0 和RAID 1 的特點，將獨立磁盤配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0 互換鏡像。但構建RAID 0+1 陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)空間利用率只有50%。
(四)、RAID 2：是按位分配數(shù)據(jù)到多個驅動器的，在寫入數(shù)據(jù)時一個磁盤上保存數(shù)據(jù)的各個位。同時把一個數(shù)據(jù)不同的位運算到海明校驗碼保存在另一組磁盤上，在數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤的情況下將錯誤校正。這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢復信息，使得RAID 2 技術實施更復雜、速度最慢，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用，最適合用于諸如圖像之類的應用。
(五)、RAID 3：通常是按字節(jié)將數(shù)據(jù)劃分為條紋分配在許多驅動器上，雖然也可按位劃分．但它在陣列時專用一個驅動器保存奇偶校驗信息，因此它同RAID2 非常類似，區(qū)別在于它使用簡單的奇偶校驗，并用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)；如果奇偶校驗失效，則不影響數(shù)據(jù)使用，但奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。
(六)、RAID 4：除了按扇區(qū)而不是按字節(jié)對數(shù)據(jù)劃分條紋外，RAID 4 與RAID3 相似，同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上，但條塊單位為塊或記錄。它使用一塊磁盤作為奇偶校驗盤，這時奇偶校驗盤會成為寫操作的瓶頸。因此它在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。
(七)、RAID 5：是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID 5 的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應的數(shù)據(jù)分別存儲在不同磁盤上。它使用一種特殊算法，可以計算出任何一個區(qū)域校驗塊的存儲位置。這樣就可以確保對校驗塊的任何讀寫操作都會在所有RAID 磁盤中進行均衡，從而消除產(chǎn)生瓶頸的可能。它讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率較佳，但控制器的設計也相當困難。
(八)、RAID 6：與RAID 5 相比，它增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶校驗系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用。相對于RAID 5 有更大的寫“損失”，因此“寫性能”非常差。
(九)、RAID 7：這是一種新RAID 標準，其自身帶有智能化實時操作系統(tǒng)和用于存儲管理的軟件工具，可完全獨立于主機運行，不占用主機CPU 資源。它采用優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結構，所有的I/O 傳送均是同步進行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性和系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度；每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統(tǒng)可以使用任何操作芯片，達到不同實時系統(tǒng)需要。當多用戶訪問系統(tǒng)時。可以連續(xù)多臺主機，訪問時間幾乎接近于零。
三、IP存儲技術
IP存儲技術作為新興的網(wǎng)絡存儲技術得到了迅猛的發(fā)展，越來越多的企業(yè)選擇了IP存儲作為存儲解決方案。另一方面，隨著信息化建設的迅猛發(fā)展，計算機系統(tǒng)已成為各企事業(yè)單位的基礎設施，數(shù)據(jù)成為關系到企業(yè)生存的重要資源，是企業(yè)賴以生存的命脈，其價值遠遠大于設備的價值。然而，病毒木馬、軟件故障、及人為誤操作等不確定因素時刻威脅著數(shù)據(jù)的安全，數(shù)據(jù)安全性問題愈來愈突出。
各個層次的計算機信息系統(tǒng)的使用者也積極關注自己系統(tǒng)的安全問題，對數(shù)據(jù)存儲安全更加重視，備份系統(tǒng)成為保障數(shù)據(jù)安全的重要系統(tǒng)。數(shù)據(jù)備份是一種數(shù)據(jù)安全策略，是保護數(shù)據(jù)安全的有力措施，已成為信息安全領域一個備受矚目的研究方向。IP 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶自身業(yè)務的需要設計備份方案。分別由備份服務器、存儲服務器、備份代理實現(xiàn)三方交互協(xié)議。物理上各子系統(tǒng)獨立安裝運行，邏輯上備份服務器主導整個系統(tǒng)的運行，備份代理和存儲服務器接受備份服務器發(fā)送的命令運行任務，用戶從Web界面發(fā)出命令并發(fā)送給備份服務器處理。
四、無限傳感存儲技術
無線傳感器網(wǎng)絡的根本任務是準確、高效地提取環(huán)境中有價值的信息發(fā)送給用戶。無線傳感器網(wǎng)絡是一個數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡,無論其應用場景和底層硬件部署如何，應用層用戶最為關心的問題是如何將各個傳感器節(jié)點感知的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行有效傳輸和存儲，從而保證后期高效、可靠、實時的訪問。因此數(shù)據(jù)存儲是無線傳感器網(wǎng)絡一個重要的研究領域。當前的數(shù)據(jù)存儲算法根據(jù)存儲策略的不同主要分為本地存儲、外部存儲、數(shù)據(jù)為中心存儲三種。
地理信息路由是數(shù)據(jù)為中心的存儲中應用最廣泛的一種經(jīng)典路由，周界轉遞模式在尋找存儲節(jié)點時存在著轉遞次數(shù)過多引起的能量浪費，提出了一種可以減少周界轉遞的位置逼近算法。該算法的思想是：在數(shù)據(jù)轉遞中，當節(jié)點距離目的位置足夠近時，則修剪掉后面的周界轉遞過程。地理位置逼近算法可以有效減少周界轉遞造成的能量消耗，從而提高網(wǎng)絡能量利用率。
基于網(wǎng)格的存儲節(jié)點動態(tài)分配算法GBMT，使事件數(shù)據(jù)更加均勻的存儲在節(jié)點上。該算法主要思想是：把事件映射到一個網(wǎng)格中，根據(jù)節(jié)點的當前的存儲空間和能量，該網(wǎng)格動態(tài)的分配存儲該事件的節(jié)點。通過設置閾值和虛擬坐標兩個機制，防止某個節(jié)點過多的擔任存儲的任務，避免熱點問題。該算法使數(shù)據(jù)在網(wǎng)內(nèi)存儲分布更加均勻，進而提高網(wǎng)絡服務質量，延長網(wǎng)絡使用壽命。
五、結束語
通過對現(xiàn)階段已有的三種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲方式進行深入研究可以清楚的知道，現(xiàn)階段的移動網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲已經(jīng)可以通過這三種方式實現(xiàn)，針對數(shù)據(jù)的安全等方面也做了相應的研究，保障用戶的數(shù)據(jù)安全是實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲最關鍵的一步。相信通過不斷的研究，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲必將開啟新的篇章。
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本文標題：基于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲技術實現(xiàn)的研究
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