1. 什么是灵动的分布式存储系统
什么是分布式系统
分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。
分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器,处理更多的数据。
首先需要明确的是,只有当单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务的时候,且硬件的提升(加内存、加磁盘、使用更好的CPU)高昂到得不偿失的时候,应用程序也不能进一步优化的时候,我们才需要考虑分布式系统。
因为,分布式系统要解决的问题本身就是和单机系统一样的,而由于分布式系统多节点、通过网络通信的拓扑结构,会引入很多单机系统没有的问题,为了解决这些问题又会引入更多的机制、协议,带来更多的问题。
在很多文章中,主要讲分布式系统分为分布式计算(computation)与分布式存储(storage)。
计算与存储是相辅相成的,计算需要数据,要么来自实时数据(流数据),要么来自存储的数据;而计算的结果也是需要存储的。
在操作系统中,对计算与存储有非常详尽的讨论,分布式系统只不过将这些理论推广到多个节点罢了。
那么分布式系统怎么将任务分发到这些计算机节点呢,很简单的思想,分而治之,即分片(partition)。
对于计算,那么就是对计算任务进行切换,每个节点算一些,最终汇总就行了,这就是MapRece的思想;对于存储,更好理解一下,每个节点存一部分数据就行了。当数据规模变大的时候,Partition是唯一的选择,同时也会带来一些好处:
(1)提升性能和并发,操作被分发到不同的分片,相互独立
(2)提升系统的可用性,即使部分分片不能用,其他分片不会受到影响
理想的情况下,有分片就行了,但事实的情况却不大理想。原因在于,分布式系统中有大量的节点,且通过网络通信。
单个节点的故障(进程crash、断电、磁盘损坏)是个小概率事件,但整个系统的故障率会随节点的增加而指数级增加,网络通信也可能出现断网、高延迟的情况。
在这种一定会出现的“异常”情况下,分布式系统还是需要继续稳定的对外提供服务,即需要较强的容错性。
2. 区块链分布式存储:生态大数据的存储新模式
区块链,当之无愧的2019最靓的词,在 科技 领域闪闪发亮,在实体行业星光熠熠。
2019年的1024讲话,让区块链这个词焕然一新,以前它总是和传销和诈骗联系在一起,“区块链”这个词总是蒙上一层灰色。但是如今,区块链则是和实体经济融合紧密相连,成为国家的战略技术, 这个词瞬间闪耀着热情的红色和生意盎然的绿色 。
“产业区块链”在这个时代背景下应运而生, 是继“互联网”后的又一大热门词汇,核心就是区块链必须和实体产业融合,脱虚向实,让区块链技术找到更多业务场景才是正道。
区块链的本质就是一个数据库,而且是采用的分布式存储的方式。作为一名区块链从业者,今天就来讲讲 区块链的分布式存储和生态大数据 结合后,碰撞产生的火花。
当前的存储大多为中心化存储,存储在传统的中心化服务器。如果服务器出现宕机或者故障,或者服务器停止运营,则很多数据就会丢失。
比如我们在微信朋友圈发的图片,在抖音上传的视频等等,都是中心化存储。很多朋友会把东西存储在网上,但是某天打开后,网页呈现404,则表示存储的东西已经不见了。
区块链,作为一个分布式的数据库,则能很好解决这方面的问题。这是由区块链的技术特征决定了的。 区块链上的数字记录,不可篡改、不可伪造,智能合约让大家更高效地协同起来,从而建立可信的数字经济秩序,能够提高数据流转效率,打破数据孤岛,打造全新的存储模式。
生态大数据,其实和我们每天的生活息息相关,比如每天的天气预报,所吃的农产品的溯源数据等等,都是生态大数据的一部分。要来谈这个结合,首先咱们来看看生态大数据存储的特点。
伴随着互联网的发展,当前,生态大数据在存储方面有具有如下特点:
从数据规模来看,生态数据体量很大,数据已经从TB级跃升到了PB级别。
随着各类传感器技术、卫星遥感、雷达和视频感知等技术的发展,数据不仅来源于传统人工监测数据,还包括航空、航天和地面数据,他们一起产生了海量生态环境数据。近10年以来,生态数据以每年数百个TB的数据在增长。
生态环境大数据需要动态新数据和 历史 数据相结合来处理,实时连续观测尤为重要。只有实时处理分析这些动态新数据,并与已有 历史 数据结合起来分析,才能挖掘出有用信息,为解决有关生态环境问题提供科学决策。
比如在当前城市建设中,提倡的生态环境修复、生态模型建设中,需要大量调用生态大数据进行分析、建模和制定方案。但是目前很多 历史 数据因为存储不当而消失,造成了数据的价值的流失。
既然生态大数据有这些特点,那么它有哪些存储需求呢?
当前,生态大数据面临严重安全隐患,强安全的存储对于生态大数据而言势在必行。
大数据的安全主要包括大数据自身安全和大数据技术安全,比如在大数据的数据存储中,由于黑客外部网络攻击和人为操作不当造成数据信息泄露。外部攻击包括对静态数据和动态数据的数据传输攻击、数据内容攻击、数据管理和网络物理攻击等。
例如,很多野外生态环境监测的海量数据需要网络传输,这就加大了网络攻击的风险。如果涉及到军用的一些生态环境数据,如果被黑客获得这些数据,就可能推测到我国军方的一些信息,或者获取敏感的生态环境数据,后果不堪设想。
生态大数据的商业化应用需要整合集成政府、企业、科研院所等 社会 多来源的数据。只有不同类型的生态环境大数据相互连接、碰撞和共享,才能释放生态环境大数据的价值。
以当前的智慧城市建设为例,很多城市都在全方位、多维度建立知识产权、种质资源、农资、农产品、病虫害疫情等农业信息大数据中心,为农业产供销提供全程信息服务。建设此类大数据中心,离不开各部门生态大数据的共享。
但是,生态大数据共享面临着巨大挑战。首先,我国生态环境大数据包括气象、水利、生态、国土、农业、林业、交通、 社会 经济等其他部门的大数据,涉及多领域多部门和多源数据。虽然目前这些部门已经建立了自己的数据平台,但这些平台之间互不连通,只是一个个的数据孤岛。
其次,相关部门因为无法追踪数据的轨迹,担心数据的利益归属问题,便无法实现数据的共享。因此,要想挖掘隐藏在生态大数据背后的潜在价值,实现安全的数据共享是关键,也是生态大数据产生价值的前提和基础。
生态大数据来之不易,是研究院所、企业、个人等 社会 来源的集体智慧。
其中,很多生态大数据涉及到了知识产权的保护。但是目前的中心化存储无法保证知识产权的保护,无法对数据的使用进行溯源管理,容易造成知识产权的侵犯和隐私数据的泄露。
这些就是生态大数据在存储方面的需求。在当前产业区块链快速发展的今天,区块链的分布式存储是可以为生态大数据存储提供全新的存储方式的。 这个核心前提就是区块链的分布式存储、不可篡改和数据追踪特性 。
把区块链作为底层技术,搭建此类平台,专门存储生态大数据,可以设置节点管理、存储管理、用户管理、许可管理、业务通道管理等。针对上层业务应用提供高可用和动态扩展的区块链网络底层服务的实现。在这个平台的应用层,可以搭建API接口,让整个平台的使用灵活可扩展。区块链分布式存储有如下特点:
利用区块链的分布式存储,能够实现真正的生态大数据安全存储。
首先,数据永不丢失。这点对于生态大数据的 历史 数据特别友好,方便新老数据的调用和对比。
其次,数据不易被泄露或者攻击。因为数据采取的是分布式存储,如果遭遇攻击,也只能得到存储在部分节点里的数据碎片,无法完全获得完整的数据信息或者数据段。
区块链能够实现生态数据的存储即确权,这样就能够避免知识产权被侵害,实现安全共享。毕竟生态大数据的获取,是需要生态工作者常年在野外驻守,提取数据的。
生态大数据来之不易,是很多生态工作者的工作心血和结晶,需要得到产权的保护,让数据体现出应用价值和商业价值,保护生态工作者的工作动力,让他们能够深入一线,采集出更多优质的大数据。
同时,利用区块链的数据安全共享机制,也能够打破气象、林业、湿地等部门的数据壁垒,构建安全可靠的数据共享机制,让数据流转更具价值。
现在有部分生态工作者,为了牟取私利,会将生态数据篡改。如果利用区块链技术,则没有那么容易了。
利用加密技术,把存储的数据放在分布式存储平台进行加密处理。如果生态大数据发生变更,平台就可以记录其不同版本,便于事后追溯和核查。
这个保护机制主要是利用了数据的不可篡改,满足在使用生态大数据的各类业务过程中对数据的安全性的要求。
区块链能够对数据提供安全监控,记录应用系统的操作日志、数据库的操作日志数据,并加密存储在系统上,提供日志预警功能,对于异常情况通过区块链浏览器展示出来,便于及时发现违规的操作和提供证据。
以上就是区块链的分布式存储能够在生态大数据方面所起的作用。未来,肯定会出现很多针对生态大数据存储的平台诞生。
生态大数据是智慧城市建设的重要基础资料 ,引用区块链技术,打造相关的生态大数据存储和管理平台,能够保证生态大数据的安全存储和有效共享,为智慧城市建设添砖加瓦,推动产业区块链的发展。
作者:Justina,微信公众号:妙译生花,从事于区块链运营,擅长内容运营、海外媒体运营。
题图来自Unsplash, 基于CC0协议。
3. 分布式存储是什么
中央存储技术现已发展非常成熟。但是同时,新的问题也出现了,中心化的网络很容易拥挤,数据很容易被滥用。传统的数据传输方式是由客户端向云服务器传输,由服务器向客户端下载。而分布式存储系统QKFile是从客户端传送到 N个节点,然后从这些节点就近下载到客户端内部,因此传输速度非常快。对比中心协议的特点是上传、下载速度快,能够有效地聚集空闲存储资源,并能大大降低存储成本。
在节点数量不断增加的情况下,QKFile市场趋势开始突出,未来用户数量将呈指数增长。分布式存储在未来会有很多应用场景,如数据存储,文件传输,网络视频,社会媒体和去中心化交易等。因特网的控制权越来越集中在少数几个大型技术公司的手中,它的网络被去中心化,就像分布式存储一样,总是以社区为中心,面向用户,而分布式存储就是实现信息技术和未来因特网功能的远景。有了分布式存储,我们可以创造出更加自由、创新和民主的网络体验。是时候把因特网推向新阶段了。
作为今年非常受欢迎的明星项目,关于QKFile的未来发展会推动互联网的进步,给整个市场带来巨大好处。分布式存储是基于因特网的基础结构产生的,区块链分布式存储与人工智能、大数据等有叠加作用。对今天的中心存储是一个巨大的补充,分布式时代的到来并不是要取代现在的中心互联网,而是要使未来的数据存储发展得更好,给整个市场生态带来不可想象的活力。先看共识,后看应用,QKFile创建了一个基础设施平台,就像阿里云,阿里云上面是做游戏的做电商的视频网站,这就叫应用层,现阶段,在性能上,坦白说,与传统的云存储相比,没有什么竞争力。不过另一方面来说,一个新型的去中心化存储的信任环境式非常重要的,在此环境下,自然可以衍生出许多相关应用,市场潜力非常大。
虽然QKFile离真正的商用还有很大的距离,首先QKFile的经济模型还没有定论,其次QKFile需要集中精力发展分布式存储、商业逻辑和 web3.0,只有打通分布式存储赛道,才有实力引领整个行业发展,人们认识到了中心化存储的弊端,还有许多企业开始接受分布式存储模式,即分布式存储 DAPP应用触达用户。所以QKFile将来肯定会有更多的商业应用。创建超本地高效存储方式的能力。当用户希望将数据存储在QKFile网络上时,他们就可以摆脱巨大的集中存储和地理位置的限制,用户可以看到在线存储的矿工及其市场价格,矿工之间相互竞争以赢得存储合约。使用者挑选有竞争力的矿工,交易完成,用户发送数据,然后矿工存储数据,矿工必须证明数据的正确存储才能得到QKFile奖励。在网络中,通过密码证明来验证数据的存储安全性。采矿者通过新区块链向网络提交其储存证明。通过网络发布的新区块链验证,只有正确的区块链才能被接受,经过一段时间,矿工们就可以获得交易存储费用,并有机会得到区块链奖励。数据就在更需要它的地方传播了,旋转数据就在地球范围内流动了,数据的获取就不断优化了,从小的矿机到大的数据中心,所有人都可以通过共同努力,为人类信息社会的建设奠定新的基础,并从中获益。
4. 麦客存储-分布式存储能发挥什么作用
增长数据的来源?
数据增长高潮主要的来源是5G和超高清产业,我国5G网络已经商用,外出游玩出行,使用5G 频率也会增加,如今5G是通过高带宽、低时延、多接入的能力,让万物互联成为了可能,海量的连接会增加数据压力。
关于超高清产业,今年春晚央视就是以4K+5G进行的春晚直播,其实4K这个产业在当下已经普及了,从不稀少的4K 电视就能看出。现在超高清产业已经基本建立8K,8K视频每一小时的数据量会达到10TB。
互联网消费行为,如今大家出行一般都会线上支付,这对于金融行业来说,用户消费行为的变化会带来对金融科技的挑战,尤其是网银,手机银行等渠道类业务都将面临集中式架构性能瓶颈问题。
分布式存储发挥的作用
存算分离
大数据存算分离,目前主要对运营商(5G)、公安、金融这三个行业的大数据有广泛应用。通过分布式存储提供原生大数据接口,支撑所有大数据放在一个资料池里面,任何大数据都可以调用可以实现数据全量的分析,属于数据价值提升的一个手段。
安全性提高
分布式存储是把数据打散成数据小块,分别存储在不同的服务器中,比如现在的IPFS分布式存储,分布式存储服务器中的数据,它不是一个整体,都是一段数据的碎片,能够更好的保护数据安全。
5G的广泛应用,推动万物互联,数据会井喷式增长,那么数据的隐私性和安全性、价值都尤为的重要。而去中心化的分布式存储的工作原理,可以保护数据的隐私性、安全性,它会成为未来数字化社会中不可缺少的基建设施。
分布式存储会促进我国产业结构优化,为推动我国的数字化发展,共铸鼎盛山河,谱写时代荣光,作为国内分布式存储市场的引领者麦客存储会把以区块链分布式存储为切入点,助力数字化转型,经筑中国梦,发力向未来。
5. 分布式存储和传统存储比较在哪些应用场景比较有优势
1、分布式存储优势
分布式存储可以使生产系统在线运行的情况下进行纵向扩展(Scale-Up)或横向扩展(Scale-Out),且存储系统在扩展后可以达到容量与性能均线性扩展的效果。其具有以下特性:
高性能
分布式存储系统能够将所有存储节点的处理器资源、硬盘资源、网络资源进行整合,将任务切分给多台存储节点,进行并发数据处理,避免了单个硬盘或设备造成的瓶颈,提升整个集群的处理能力。分布式存储系统具有良好的性能扩展能力,可以满足应用程序对存储性能不断增长的要求。
高扩展性
分布式存储系统通过扩展集群存储节点规模从而提高系统存储容量、计算和性能的能力,通过增加和升级服务器硬件,或者指通过增加存储节点数量来提升服务能力。分布式存储系统支持在线增加存储节点,对前端业务透明,系统整体性能与存储节点数量呈线性关系。
高可用性
分布式存储系统同时基于硬件及软件设计了高可用机制,在面对多种异常时(如存储节点宕机、网络中断、硬盘故障、数据损坏等)仍可提供正常服务,提高分布式存储系统硬件的可用性可以通过增加存储节点数量或者采用多种硬件冗余机制保证。分布式存储系统多采用副本机制或纠删码机制保证数据的高可用性,副本机制可以提供较高的数据冗余度,但会降低存储系统有效空间的利用率,纠删码机制可以在保证一定数据冗余度的情况下,大幅提高存储系统的有效空间利用率。
高安全性
分布式存储系统支持可靠的权限控制及互信确认机制,同时采用私有的数据切片及数据编码机制,可以从多重角度保证集群系统不受恶意访问和攻击,保护存储数据不被窃取。
2、分布式存储应用场景
分布式的“四高”特性,使得其在高性能计算、大数据视频云及大数据分析等应用场景中有着广泛的应用。
高性能计算场景
在如气象气候、地质勘探、航空航天、工程计算、材料工程等领域,基于集群的高性能计算,已成为必需的辅助工具。集群系统有极强的伸缩性,可通过在集群中增加或删减节点的方式,在不影响原有应用与计算任务的情况下,随时增加和降低系统的处理能力。根据不同的计算模式与规模,构成集群系统的节点数可以从几个到成千上万个。这些业务对后端的存储系统提出了新的需求,包括统一的存储空间、高效率的文件检索、高带宽的吞吐性能,高可靠的数据安全保障等。
大数据视频云应用场景
随着视频高清技术及超高清技术的普及,视频大数据应用场景,如雪亮工程、平安城市、广电媒资、影视制作、视频网站等领域,对存储设备提出了大容量、高读写性能、高可靠性、低延时及可扩展性等需求。针对这样大规模视频数据应用场景,就需要一个技术先进、性能优越的存储系统作为后端数据存储的支撑者。
大数据分析应用场景
伴随着互联网技术及人工智能的发展,各种基于海量用户/数据/终端的大数据分析及人工智能业务模式不断涌现,同样需要充分考虑存储功能集成度、数据安全性、数据稳定性,系统可扩展性、性能及成本各方面因素。
在数据爆发增长的“数字时代”,软件定义的分布式存储是存储技术高速发展的结晶,并具有着很大的成长空间,必将应用于更广泛的大数据业务场景。
6. 分布式存储是否需要备份
华为云、元核云等这些成熟的分布式存储公司一般已经使用了各种手段去保护数据安全,所以从安全角度来讲数据是不需要备份的,除非相关行业监管会需要专门的离线备份就需要企业自行备份了。
7. 集中式存储和分布式存储有什么区别
区别:
1、物理介质分布不同。
集中存储:物理介质集中布放。
分布存储:物理介质分布到不同的地理位置。
2、视频流上传不同:
集中存储:视频流上传到中心。
分布存储:视频流就近上传,对骨干网带宽没有什么要求;可采用多套低端的小容量的存储设备分布部署,设备价格和维护成本较低;小容量设备分布部署,对机房环境要求低。
3、对机房有要求不同:
集中存储:对机房环境要求高,要求机房空间大,承重、空调等都是需要考虑的问题。
分布存储:对骨干网带宽没有什么要求,可采用多套低端的小容量的存储设备分布部署,设备价格和维护成本较低;。小容量设备分布部署,对机房环境要求低。
(7)无锡互联网分布式存储作用扩展阅读:
集中存储:
指建立一个庞大的数据库,把各种信息存入其中,各种功能模块围绕信息库的周围并对信息库进行录入、修改、查询、删除等操作的组织方式。
分布式存储系统:
是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据,存储服务器成为系统性能的瓶颈,也是可靠性和安全性的焦点,不能满足大规模存储应用的需要。
分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。
网络-集中存储
网络-分布式存储系统
8. 分布式缓存主要用在高并发环境下的作用
分布式缓存主要用在高并发环境下,减轻数据库的压力,提高系统的响应速度和并发吞吐。当大量的读、写请求涌向数据库时,磁盘的处理速度与内存显然不在一个量级,因此,在数据库之前加一层缓存,能够显着提高系统的响应速度,并降低数据库的压力。作为传统的关系型数据库,MySQL提供完整的ACID操作,支持丰富的数据类型、强大的关联查询、where语句等,能够非常客易地建立查询索引,执行复杂的内连接、外连接、求和、排序、分组等操作,并且支持存储过程、函数等功能,产品成熟度高,功能强大。但是,对于需要应对高并发访问并且存储海量数据的场景来说,出于对性能的考虑,不得不放弃很多传统关系型数据库原本强大的功能,牺牲了系统的易用性,并且使得系统的设计和管理变得更为复杂。这也使得在过去几年中,流行着另一种新的存储解决方案——NoSQL,它与传统的关系型数据库最大的差别在于,它不使用SQL作为查询语言来查找数据,而采用key-value形式进行查找,提供了更高的查询效率及吞吐,并且能够更加方便地进行扩展,存储海量数据,在数千个节点上进行分区,自动进行数据的复制和备份。在分布式系统中,消息作为应用间通信的一种方式,得到了十分广泛的应用。消息可以被保存在队列中,直到被接收者取出,由于消息发送者不需要同步等待消息接收者的响应,消息的异步接收降低了系统集成的耦合度,提升了分布式系统协作的效率,使得系统能够更快地响应用户,提供更高的吞吐。
当系统处于峰值压力时,分布式消息队列还能够作为缓冲,削峰填谷,缓解集群的压力,避免整个系统被压垮。垂直化的搜索引擎在分布式系统中是一个非常重要的角色,它既能够满足用户对于全文检索、模糊匹配的需求,解决数据库like查询效率低下的问题,又能够解决分布式环境下,由于采用分库分表,或者使用NoSQL数据库,导致无法进行多表关联或者进行复杂查询的问题。
9. 分布式储能技术优势是什么
分布式存储,无疑是云计算时代最受关注的一门技术。
到底什么是分布式存储?
简单来说,人多力量大,利用多个存储服务器构建存储池,满足互联网时代越来越多的存储需求。
互联网行业的发展,数据成指数级增长,人们对存储的需求越来越大,采用集中式的存储成为数据中心系统的瓶颈,不能满足大规模存储应用的需要。
受益于服务器技术的发展和成熟,与标准服务器的分布式存储开始出现,分布式存储开始被广泛的应用起来。
分布式存储就是将数据分散存储到多个存储服务器上,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,实际上数据分散的存储在企业的各个角落。分布式存储的好处是提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。
1、易于扩展
得益于合理的分布式架构,分布式存储可预估并且弹性扩展计算、存储容量和性能。
2、高性能
一个具有高性能的分布式存储通常能够高效地管理读缓存和写缓存,并且支持自动的分级存储。
3、支持分级存储
由于通过网络进行松耦合链接,分布式存储允许高速存储和低速存储分开部署,或者任意比例混布。
4、多副本一致性
与传统的存储架构使用RAID模式来保证数据的可靠性不同,分布式存储采用了多副本备份机制,最小化对业务的影响。
5、存储系统标准化
随着分布式存储的发展,存储行业的标准化进程也不断推进,分布式存储优先采用行业标准接口(SMI-S或OpenStackCinder)进行存储接入,用户可以实现跨不同品牌、介质地实现容灾,从侧面降低了存储采购和管理成本。
▉最后总结
分布式存储是一个大的概念,其包含的种类繁多,除了传统意义上的分布式文件系统、分布式块存储和分布式对象存储外,还包括分布式数据库和分布式缓存等。
10. 分布式存储是什么
分布式存储系统,是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据,存储服务器成为系统性能的瓶颈,也是可靠性和安全性的焦点,不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。
分布式和集中式存储
集中存储的优缺点是,物理介质集中布放;视频流上传到中心对机房环境要求高,要求机房空间大,承重、空调等都是需要考虑的问题。
分布存储,集中管理的优缺点是,物理介质分布到不同的地理位置;视频流就近上传,对骨干网带宽没有什么要求;可采用多套低端的小容量的存储设备分布部署,设备价格和维护成本较低;小容量设备分布部署,对机房环境要求低。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。