深度剖析云存儲
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云存儲變得越來(lái)越熱，大家眾說(shuō)紛”云”，而且各有各的說(shuō)法，各有各的觀(guān)點(diǎn)，那么到底什么是云存儲？
1 什么是云存儲
云存儲在云計算 (cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念。云計算是是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的發(fā)展，是透過(guò)網(wǎng)絡(luò )將龐大的計算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統經(jīng)計算分析之后將處理結果回傳給用戶(hù)。通過(guò)云計算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )服務(wù)提供者可以在數秒之內，處理數以千萬(wàn)計甚至億計的信息，達到和”超級計算機”同樣強大的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。
云存儲的概念與云計算類(lèi)似，它是指通過(guò)集群應用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統等功能，將網(wǎng)絡(luò )中大量各種不同類(lèi)型的存儲設備通過(guò)應用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對外提供數據存儲和業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)功能的一個(gè)系統。
如果這樣解釋還是難以理解，那我們可以借用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的結構來(lái)解釋云存儲。
云狀的網(wǎng)絡(luò )結構
相信大家對局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)都已經(jīng)非常了解了。在常見(jiàn)的局域網(wǎng)系統中，我們?yōu)榱四芨玫厥褂镁钟蚓W(wǎng)，一般來(lái)講，使用者需要非常清楚地知道網(wǎng)絡(luò )中每一個(gè)軟硬件的型號和配置，比如采用什么型號交換機，有多少個(gè)端口，采用了什么路由器和防火墻，分別是如何設置的。系統中有多少個(gè)服務(wù)器，分別安裝了什么操作系統和軟件。各設備之間采用什么類(lèi)型的連接線(xiàn)纜，分配了什么 xml:lang=IP地址和子網(wǎng)掩碼。
但當我們使用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，我們只需要知道是什么樣的接入網(wǎng)和用戶(hù)名、密碼就可以連接到廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，并不需要知道廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)中到底有多少臺交換機、路由器、防火墻和服務(wù)器，不需要知道數據是通過(guò)什么樣的路由到達我們的電腦，也不需要知道網(wǎng)絡(luò )中的服務(wù)器分別安裝了什么軟件，更不需要知道網(wǎng)絡(luò )中各設備之間采用了什么樣的連接線(xiàn)纜和端口。
廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)對于具體的使用者是完全透明的，我們經(jīng)常用一個(gè)云狀的圖形來(lái)表示廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，如下圖：
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雖然這個(gè)云圖中包含了許許多多的交換機、路由器、防火墻和服務(wù)器，但對具體的廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)來(lái)講，這些都是不需要知道的。這個(gè)云狀圖形代表的是廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)帶給大家的互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，無(wú)論我們在任何地方，都可以通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò )接入線(xiàn)纜和一個(gè)用戶(hù)、密碼，就可以接入廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，享受網(wǎng)絡(luò )帶給我們的服務(wù)。
參考云狀的網(wǎng)絡(luò )結構，創(chuàng )建一個(gè)新型的云狀結構的存儲系統系統，這個(gè)存儲系統由多個(gè)存儲設備組成，通過(guò)集群功能、分布式文件系統或類(lèi)似網(wǎng)格計算等功能聯(lián)合起來(lái)協(xié)同工作，并通過(guò)一定的應用軟件或應用接口，對用戶(hù)提供一定類(lèi)型的存儲服務(wù)和訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。
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當我們使用某一個(gè)獨立的存儲設備時(shí)，我們必須非常清楚這個(gè)存儲設備是什么型號，什么接口和傳輸協(xié)議，必須清楚地知道存儲系統中有多少塊磁盤(pán)，分別是什么型號、多大容量，必須清楚存儲設備和服務(wù)器之間采用什么樣的連接線(xiàn)纜。為了保證數據安全和業(yè)務(wù)的連續性，我們還需要建立相應的數據備份系統和容災系統。除此之外，對存儲設備進(jìn)行定期地狀態(tài)監控、維護、軟硬件更新和升級也是必須的。
如果采用云存儲，那么上面所提到的一切對使用者來(lái)講都不需要了。云狀存儲系統中的所有設備對使用者來(lái)講都是完全透明的，任何地方的任何一個(gè)經(jīng)過(guò)授權的使用者都可以通過(guò)一根接入線(xiàn)纜與云存儲連接，對云存儲進(jìn)行數據訪(fǎng)問(wèn)。
云存儲不是存儲，而是服務(wù)
就如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲對使用者來(lái)講，不是指某一個(gè)具體的設備，而是指一個(gè)由許許多多個(gè)存儲設備和服務(wù)器所構成的集合體。使用者使用云存儲，并不是使用某一個(gè)存儲設備，而是使用整個(gè)云存儲系統帶來(lái)的一種數據訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。所以嚴格來(lái)講，云存儲不是存儲，而是一種服務(wù)。
云存儲的核心是應用軟件與存儲設備相結合，通過(guò)應用軟件來(lái)實(shí)現存儲設備向存儲服務(wù)的轉變。
2 云存儲的結構模型
與傳統的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )設備、存儲設備、服務(wù)器、應用軟件、公用訪(fǎng)問(wèn)接口、接入網(wǎng)、和客戶(hù)端程序等多個(gè)部分組成的復雜系統。各部分以存儲設備為核心，通過(guò)應用軟件來(lái)對外提供數據存儲和業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。云存儲系統的結構模型如下：
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一、存儲層
存儲層是云存儲最基礎的部分。存儲設備可以是FC光纖通道存儲設備，可以是NAS和 iSCSI等IP存儲設備，也可以是 SCSI或SAS等 DAS存儲設備。云存儲中的存儲設備往往數量龐大且分布多不同地域，彼此之間通過(guò)廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者 FC光纖通道網(wǎng)絡(luò )連接在一起。
存儲設備之上是一個(gè)統一存儲設備管理系統，可以實(shí)現存儲設備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件設備的狀態(tài)監控和故障維護。
二、基礎管理層：
基礎管理層是云存儲最核心的部分，也是云存儲中最難以實(shí)現的部分?；A管理層通過(guò)集群、分布式文件系統和網(wǎng)格計算等技術(shù)，實(shí)現云存儲中多個(gè)存儲設備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)的存儲設備可以對外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強更好的數據訪(fǎng)問(wèn)性能。
CDN內容分發(fā)系統、數據加密技術(shù)保證云存儲中的數據不會(huì )被未授權的用戶(hù)所訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)，通過(guò)各種數據備份和容災技術(shù)和措施可以保證云存儲中的數據不會(huì )丟失，保證云存儲自身的安全和穩定。
三、應用接口層：
應用接口層是云存儲最靈活多變的部分。不同的云存儲運營(yíng)單位可以根據實(shí)際業(yè)務(wù)類(lèi)型，開(kāi)發(fā)不同的應用服務(wù)接口，提供不同的應用服務(wù)。比如視頻監控應用平臺、IPTV和視頻點(diǎn)播應用平臺、網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)引用平臺，遠程數據備份應用平臺等。
四、訪(fǎng)問(wèn)層：
任何一個(gè)授權用戶(hù)都可以通過(guò)標準的公用應用接口來(lái)登錄云存儲系統，享受云存儲服務(wù)。云存儲運營(yíng)單位不同，云存儲提供的訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)型和訪(fǎng)問(wèn)手段也不同。
3 云存儲的技術(shù)前提
從上面的云存儲結構模型可知，云存儲系統是一個(gè)多設備、多應用、多服務(wù)協(xié)同工作的集合體，它的實(shí)現要以多種技術(shù)的發(fā)展為前提。
一、寬帶網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展
真正的云存儲系統將會(huì )是一個(gè)多區域分布、遍布全國、甚至于遍布全球的龐大公用系統，使用者需要通過(guò)ADSL、DDN等寬帶接入設備來(lái)連接云存儲，而不是通過(guò)FC、 SCSI或以太網(wǎng)線(xiàn)纜直接連接一臺獨立的、私有的存儲設備上。只有寬帶網(wǎng)絡(luò )得到充足的發(fā)展，使用者才有可能獲得足夠大的數據傳輸帶寬，實(shí)現大量容量數據的傳輸，真正享受到云存儲服務(wù)，否則只能是空談。
二、 WEB2.0技術(shù)
Web2.0 技術(shù)的核心是分享。只有通過(guò)web2.0技術(shù)，云存儲的使用者才有可能通過(guò) PC、手機、移動(dòng)多媒體等多種設備，實(shí)現數據、文檔、圖片和視音頻等內容的集中存儲和資料共享。Web2.0技術(shù)的發(fā)展使得使用者的應用方式和可得服務(wù)更加靈活和多樣。
三、應用存儲的發(fā)展
云存儲不僅僅是存儲，更多的是應用。應用存儲是一種在存儲設備中集成了應用軟件功能的存儲設備，它不僅具有數據存儲功能，還具有應用軟件功能，可以看作是服務(wù)器和存儲設備的集合體。應用存儲技術(shù)的發(fā)展可以大量減少云存儲中服務(wù)器的數量，從而降低系統建設成本，減少系統中由服務(wù)器造成單點(diǎn)故障和性能瓶頸，減少數據傳輸環(huán)節，提供系統性能和效率，保證整個(gè)系統的高效穩定運行。
四、集群技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)和分布式文件系統
云存儲系統是一個(gè)多存儲設備、多應用、多服務(wù)協(xié)同工作的集合體，任何一個(gè)單點(diǎn)的存儲系統都不是云存儲。
既然是由多個(gè)存儲設備構成的，不同存儲設備之間就需要通過(guò)集群技術(shù)、分布式文件系統和網(wǎng)格計算等技術(shù)，實(shí)現多個(gè)存儲設備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)的存儲設備可以對外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強更好的數據訪(fǎng)問(wèn)性能。如果沒(méi)有這些技術(shù)的存在，云存儲就不可能真正實(shí)現，所謂的云存儲只能是一個(gè)一個(gè)的獨立系統，不能形成云狀結構。
五、 CDN內容分發(fā)、P2P技術(shù)、數據壓縮技術(shù)、重復數據刪除技術(shù)、數據加密技術(shù)
CDN內容分發(fā)系統、數據加密技術(shù)保證云存儲中的數據不會(huì )被未授權的用戶(hù)所訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)，通過(guò)各種數據備份和容災技術(shù)保證云存儲中的數據不會(huì )丟失，保證云存儲自身的安全和穩定。如果云存儲中的數據安全得不到保證，想來(lái)也沒(méi)有人敢用云存儲，否則，保存的數據不是很快丟失了，就是全國人民都知道了。
六、存儲虛擬化技術(shù)、存儲網(wǎng)絡(luò )化管理技術(shù)
云存儲中的存儲設備數量龐大且分布在多不同地域，如何實(shí)現不同廠(chǎng)商、不同型號甚至于不同類(lèi)型（如FC存儲和 IP存儲）的多臺設備之間的邏輯卷管理、存儲虛擬化管理和多鏈路冗余管理將會(huì )是一個(gè)巨大的難題，這個(gè)問(wèn)題得不到解決，存儲設備就會(huì )是整個(gè)云存儲系統的性能瓶頸，結構上也無(wú)法形成一個(gè)整體，而且還會(huì )帶來(lái)后期容量和性能擴展難等問(wèn)題。
云存儲中的存儲設備數量龐大、分布地域廣造成的另外一個(gè)問(wèn)題就是存儲設備運營(yíng)管理問(wèn)題。雖然這些問(wèn)題對云存儲的使用者來(lái)講根本不需要關(guān)心，但對于云存儲的運營(yíng)單位來(lái)講，卻必須要通過(guò)切實(shí)可行和有效的手段來(lái)解決集中管理難、狀態(tài)監控難、故障維護難、人力成本高等問(wèn)題。因此，云存儲必須要具有一個(gè)高效的類(lèi)似與網(wǎng)絡(luò )管理軟件一樣的集中管理平臺，可實(shí)現云存儲系統中設有存儲設備、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )設備的集中管理和狀態(tài)監控。
發(fā)布者：博子
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