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1、基于云计算的数据库关键技术研究绪论1.1研究背景上个世纪90年代，网络作为一个新颖便捷的信息媒介，逐渐被人们所认识。人们意识到它拥有的庞大规模的计算资源，着迷于它带来的巨大的应用前景，并着手研究如何能够高效便捷的使用这些资源。目前基于互联网的新知识经济已经成为发达国家所追求的一个重要目标。显然互联网经济的发展和壮大，已经成为衡量一个国家现代化发展水平与质量的极为重要的指标之一1。“十二五”期间，我国将全面提高信息化水平，推动信息化与工业化深度融合，实现三网融合，构建宽带融合安全的下一代国家信息基础设施。这是日前公布的中共中央关于制定十二五规划的建议，是2010年10月18日中国共产党第十七届中
2、央委员会第五次全体会议通过的。目前，云计算技术的推广和应用使人们拥有了在网络中使用大规模分布式计算资源的能力。云计算作为近年来研究与应用领域的热点话题，被大多数IT企业和业内人士认为是下一代计算机网络应用技术的核心架构2。云计算环境下，使用者可以不用再花费高昂的硬件和软件成本去拥有强大的计算资源和庞大的存储能力，所有这一切都可以交给云计算服务提供商来完成。既节约了成本，又无需耗费大量精力3。本文主要借鉴云计算体系结构，对NoSQL关键点的研究。文中对 NoSQL 的背景，基本概念、以及所依赖的数据模型和原理进行了介绍，并借鉴云计算技术开发了一个企业设备管理系统，从架构设计到数据存储体现出 No
3、SQL 相对于传统关系型数据库的优势所在。1.2国内外研究现状随着互联网信息技术的飞速发展，云计算逐渐成为各企业和各公司之间竞争的热点，各大厂商如Google、微软、IBM, Amazon等，甚至一些不知名的小公司也步入到了云计算领域。现在国际企业由于都有很好的技术背景，他们通过深挖技术基础，把大量以前的产品和技术中的云计算特征挖掘出来，如微软的虚拟化。分布式存储系统提出了自己的云计算生产线4。但目前还没有一个真正系统的云计算产品线产生。Google是云计算的提出者和先行者，在搜索引擎技术方面有着多年的积累，在云计算技术处于领先地位，在计算中占有先机。Google的优势在于所有的应用程序都可以
4、存在于云计算中，用户不需要安装任何东西，便可免费使用Google基础设施来完成自己的任务。微软提出了“云+端”的云计算构想，强调“端”在云计算中的重要性。蓝色巨人IBM发布了蓝云计划，通过分布式的全球化资源让企业的数据中心能像互联网一样运行。在基础设施服务上Amazon主要在弹性云(EC2)、简单存储服务(S3)、简单数据(SimpleDB)组成，实现了一个远端存取数据库、亚马逊的简单排队服务(SQS)。 Sun公司宣布推出其开放式云计算平台，即开放式云计算基础构架，该平台也融入了Sun公司的行业领先软件技术，包括Java, MySQL, Opensolaris和开放式存储5。Google F
5、ile System分布式文件系统，针对Google应用程序的特点提出的MapReduce编程模式，分布式的锁机制Chubby以及Google开发的模型简化的大规模分布式数据库BigTable。IBM的“蓝云”计算平台由一个数据中心、IBM Tivoli部署管理软件(Tivoliprovisioning manager), IBM Tivoli监控软件(IBM Tivoli monitoring), IBM WebSphere应用服务器、IBM DB2数据库以及一些开源信息处理软件和开源虚拟化软件共同组成6。目前我国正处于云计算的革命时期的初级阶段，尽管己经有许多可用的云服务，但更多的应用仍在
6、开发之中，也就是说今天的云计算正在吸引着整个计算机行业中最优秀最大的企业。但国内云计算企业普遍实力不足，有热情的企业规模却不够，有部分企业虽然已经开始进军云计算但并未全面进行推广。移动、电信运营商拥有强大的网络优势、服务器规模庞大、资金实现雄厚，并有从事大规模数据中心建设和运营的经验，且在我国具有网络垄断地位，这为其云服务的前期推广提供了方便。阿里巴巴拥有良好的用户基础，用户访问量相当巨大，他们从SaaS入手，也在逐步进军云计算。1.3论文的主要内容和组织结构本文主要的研究内容为对 NoSQL 关键点的研究。文中对 NoSQL 的背景，基本概念、以及所依赖的数据模型和原理进行了介绍，并借鉴云计
7、算技术开发了一个企业设备管理系统，从架构设计到数据存储体现出 NoSQL 相对于传统关系型数据库的优势所在。文章主要由五部分构成：第一部分是绪论部分，简单介绍了文章的研究背景、研究现状以及创新点；第二部分是相关技术的介绍。主要介绍了云计算和No SQL的概念、特征、关键技术；第三部分是基于云计算的企业设备管理系统的系统需求与构架研究。这一部分对系统的需求进行了分析，并阐述了系统的开发模式；第四部分是基于云计算的企业设备管理系统数据库的设计与，主要选择NoSQL家族产品之一CouchDB对系统后端进行分析设计，体现了其在架构方面的优势；并介绍了系统各功能模块的设计与实现。第五部分是对文章的总结以及对未来研究方向的展望。 1.4本文的创新点本文借鉴云计算体系结构的相关技术设计并实现了一个企业设备管理系统，整体架构采用 REST（Representational State Transfer 表述性状态转移）风格，前端利用 RIA(富客户端)丰富的表现能力为用户提供良好的体验，后端数据建模部分摒弃传统的 RDBMS 而采用 CouchDB，由于其无模式以及文档存储特点，从三个维度体现了其敏捷性：作为 HTTP 服务器为 REST 架构提供更好的支持，作为数据库服务器适应灵活的业务变更，作为应用服务器无需中间层从而成为云计算中最有潜力的产品。