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基于Kalman算法的大数据存储架构可扩展性优化算法
网络安全与数据治理 11期
韩镇阳,张磊,任冬
(武警陕西省总队,陕西西安710116)
摘要: 为了优化大数据存储架构可扩展性能,提高大数据架构资源利用率,通过引入Kalman算法设计了一种大数据存储架构可扩展性优化算法。首先,综合考虑大数据存储架构与多核环境内存布局之间的兼容性,设计架构内存布局。其次,设计分布式共享内存协议,确保各个进程在访问共享内存时能够正确地协同工作,提高存储架构的容错性。在此基础上,利用Kalman算法,动态调整存储节点的负载,进而优化大数据存储架构,以提高其可扩展性。实验结果表明,应用该算法后,大数据存储架构的资源利用率始终高于对照组,均达到了96%以上,最高达到了98%,架构可扩展性优化效果显著,服务器资源利用更充分,大规模数据处理更高效。
中圖分類號:TP311
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2023.11.005
引用格式:韓鎮(zhèn)陽,張磊,任冬.基于Kalman算法的大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)可擴(kuò)展性優(yōu)化算法[J].網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理,2023,42(11):25-28.
A scalability optimization algorithm for big data storage architecture based on Kalman algorithm
Han Zhenyang, Zhang Lei, Ren Dong
(Shanxi Provincial Corps of the Chinese People′s Armed Police Force, Xi′an 710116,China)
Abstract: In order to optimize the scalability performance of big data storage architecture and improve the resource utilization of big data architecture, a Kalman algorithm was introduced to design a scalability optimization algorithm for big data storage architecture. Firstly, considering the compatibility between big data storage architecture and multi core environment memory layout, design the architecture memory layout. Secondly, design a distributed shared memory protocol to ensure that various processes can work together correctly when accessing shared memory, and improve the fault tolerance of the storage architecture. On this basis, the Kalman algorithm is used to dynamically adjust the load of storage nodes and optimize the big data storage architecture to improve its scalability. The experimental results show that the resource utilization rate of the big data storage architecture is consistently higher than that of the control group, reaching over 96%, with a maximum of 98%. The scalability optimization effect of the architecture is significant, and the utilization of server resources is more sufficient, enabling more efficient processing of large-scale data.
Key words : Kalman algorithm; big data storage architecture; scalability optimization; shared memory protocol; node load

0引言

大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)是指在存儲、處理和分析大規(guī)模數(shù)據(jù)時所采用的技術(shù)架構(gòu)。從廣義角度分析,大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)是用于提取和處理海量數(shù)據(jù)并針對業(yè)務(wù)目的進(jìn)行分析整理的整體系統(tǒng),可視作基于機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)需求的大數(shù)據(jù)解決方案的藍(lán)圖[1]。大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)通常包括以下幾個主要組成部分:數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)可視化層。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,信息資源數(shù)據(jù)的體量越來越龐大,大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)面臨著巨大的挑戰(zhàn)[2]。傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)通常采用中央式存儲方式,這種方式在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時存在著很多局限性,例如可擴(kuò)展性差、容錯能力低等問題[3]。為了應(yīng)對挑戰(zhàn),研究者們提出了大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)可擴(kuò)展性優(yōu)化算法,對大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以提高其性能和可擴(kuò)展性。當(dāng)前,傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)可擴(kuò)展性優(yōu)化算法在實(shí)際應(yīng)用中以批處理為主,缺乏實(shí)時的支撐。面對需要快速響應(yīng)和處理的應(yīng)用場景,如實(shí)時分析、實(shí)時推薦等,仍然存在缺陷,且對業(yè)務(wù)支撐的靈活度效果不佳[4]。

Kalman算法是一種優(yōu)秀的估計算法,它具有很好的自適應(yīng)性和魯棒性,能夠?qū)?fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的估計和預(yù)測[5]。在大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)中,Kalman算法可以用于數(shù)據(jù)的優(yōu)化和預(yù)測,采用分布式存儲方式,通過將數(shù)據(jù)分散到多個節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行存儲和處理,提高數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性和容錯能力,提高數(shù)據(jù)存儲和處理的效率?;诖?,本文引入Kalman算法來開展大數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)可擴(kuò)展性優(yōu)化算法研究。


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作者信息:

韓鎮(zhèn)陽,張磊,任冬

 (武警陜西省總隊,陜西西安710116)


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