物联网中云计算分布式缓存技术的应用分析

施绍杰　沈诚　王坤

摘要：物联网是信息技术和通信技术又一次突破的产物，而云计算技术是物联网技术得以应用的基础，该文基于物联网技术的简要分析，结合云计算分布式缓存技术的功能框架和部署方式的探讨，认为在物联网中使用云计算分布式缓存技术具有得天独厚的条件。

关键词：物联网技术；云计算；分布式缓存；部署方式；功能架构

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）05-0243-01

1 前言

物联网技术是在计算机、互联网和移动通信网相继应用之后的又一次通讯产业的巨大变革，通过信息传输和处理技术，实现了大范围内的物体之间的信息交互。该技术能够更好的协助工作人员和用户实现对于物理世界的管理。云计算中的分布式缓存技术具有处理能力大、系统容量大、扩展性好和稳定性强等优势，在物联网中有着广阔的应用前景。

2 物联网技术

根据现在较为通用的定义，物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”，其核心和基础仍是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间的信息交换和通信。物联网产业覆盖了传感感知、传输通道、运算处理、行业应用等领域，其中涉及的技术包括RFID射频识别、传感器、无线网络传输、高性能计算、智能控制等。

3 云计算分布式缓存技术

3.1 分布式缓存技术功能架构分析

分布式缓存从本质上来说属于一个应用程序，在该程序中用户能够得到多个数据节点传输的集群服务信息，并于数据服务节点进行数据交互，在用户提出数据存取请求之后，能够通过特定算法映射在指定的数据服务节点上。分布式缓存技术功能架构主要有三部分：通信支撑层、数据存取层和数据处理层。其中通信支撑层的主要功能是实现通信协议，具体来看是依据路由连接管理区域的分布进行数据建联和侦听窗口建立；数据处理层的主要功能是访问控制处理、管理链路和控制数据迁移；数据存储层的主要功能是管理系统中的数据，主要有内存、SSD和硬盘三级管理机制，其中内存管理能够分配内存的分配情况，依据实施访问数据量进行内存空间的释放和关闭，能够在一定程度上避免内存碎片导致系统效率降低；SSD和硬盘管理主要负责服务器访问过程中产生的永久数据的保存。在这样的三级管理机制下，能够保证系统在重启或者关机的过程中仍然保持数据的连续性，避免数据丢失和恶意修改。

3.2 分布式缓存技术部署方式分析

分布式缓存的服务器集群主要采用无主架构，由于服务器的节点地位相同，因此，可以利用网状的全连接方式进行连接。为保证系统的使用方便，可以利用API进行数据透明访问，采取这样的部署方式能够降低分析数据在后端服务节点分布情况的计算量，能够极大的提高系统的处理效率。与此同时，分布式缓存集群的处理能力与集群中数据节点的规模相关，随着缓存数据在集群中各节点分布量的增加，數据处理能力也会随之提升。采用这样一种数据缓存分布模式的另一个优势在于用户可以在任意服务点登录系统，系统提供了一个灵活性较高的操作控制台，在这样一个控制台中，可以进行集群服务节点数据的查阅，也可容易通过该平台进行集群软件的安装和更新。

3.3 分布式缓存技术的优势

云计算中分布式缓存的主要优势体现在整体架构的扩展性能较强，一旦出现系统性能不足以满足数据处理和访问的需要，只需要增加新的节点，就能较为简便的完成框架性能的提升。分布式缓存的这一优势使得系统容量能有随着节点的增加而增加。与此同时，单个节点的访问量高峰时能够达到20万次/秒，分布式缓存为了在单点出现故障的情况下，仍能保证系统的完整性，采用了多副本复制技术，同时考虑到该项技术中使用的一致性Hash分布算法和无主结构框架，大大提升了系统的抗干扰能力，保证系统运行的稳定性。

4 云计算分布式缓存技术在物联网中的应用

物联网技术是一项革命性的技术，是对传统信息通讯技术的巨大挑战，物联网技术在日常生活和工作中无处不在，它在人与人信息交互的基础上，创造性地提出了物体之间的数据传输和交流。但是这样规模的数据传输，需要处理和存储海量的数据，对现有的数据缓存和处理技术提出了新的要求。另一方面，物联网技术不仅能够处理标准协议终端之间的信息传递需要，同时满足非标准协议终端之间的业务授权操作，这就要求网关业务必须要保持非常好的连通性和抗干扰性。结合上文中对于云计算分布式缓存技术的分析，认为该技术能够很好的满足现在即将来物联网技术对于海量数据处理和存储的要求。应用该技术，能够很好的提升系统在高数据吞吐量条件下的处理速度和稳定性，提升物联网中高水平的并发处理能力，增强动态数据迁移的需要。更为重要的是，在物联网扩容的时候，只需要经过简单的操作，就能够增加数据节点，从而提升系统容量和处理速度。在某一个节点出现问题的情况下，也能维持系统的正常运转，正在处理的业务不会中断，数据也早已进行备份，避免了数据的丢失。

5 结语

物联网的发展和云计算的兴起有着非常紧密的联系，物联网包含了各类物体实体的信息，如果没有高效的存储方式和快速的处理系统，就无法实现物联网的大部分功能。云计算技术为物联网中数据的存储和树立提供了技术支持，将分布式缓存技术应用到物联网中，能够大幅提升网络的效率，提升社会生产力。

参考文献：

[1] 李爽. 基于云计算的物联网技术研究[D]. 安徽大学， 2014.

[2] 朱波， 张琳. 云计算下的物联网技术分析[J].信息通信， 2015（1）.

[3] 张晓慧. 试析云计算分布式缓存技术在物联网中的实施要点[J]. 计算机光盘软件与应用，2014（15）.