關(guān)于云存儲系統的六大技術(shù)分析

隨著(zhù)監控領(lǐng)域的飛速發(fā)展，新技術(shù)的誕生也是接踵而至，云存儲是人們最為樂(lè )道的高新技術(shù)產(chǎn)品。它具有如下幾大主要的技術(shù)。

云存儲系統具有如下特點(diǎn)：數據安全，超強的可擴展性，按照使用收費，可跨不同應用，自動(dòng)切換故障，易于管理等。云存儲主要應用于備份、歸檔、分配和共享協(xié)作等四大領(lǐng)域。

云存儲是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新概念，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。當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時(shí)，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個(gè)云存儲系統，所以云存儲是一個(gè)以數據存儲和管理為核心的云計算系統。

與云計算系統相比，云存儲可以認為是配置了大容量存儲空間的一個(gè)云計算系統。云存儲系統具有如下特點(diǎn)：數據安全，超強的可擴展性，按照使用收費，可跨不同應用，自動(dòng)切換故障，易于管理等。云存儲主要應用于備份、歸檔、分配和共享協(xié)作等四大領(lǐng)域。

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。根據云存儲的特點(diǎn)及其應用領(lǐng)域，主要的云存儲技術(shù)涉及到存儲虛擬化，分布式文件系統，集群存儲，存儲集中管理，異質(zhì)平臺協(xié)同，自動(dòng)分級存儲等方面，當然還有重復數據刪除、數據壓縮等技術(shù)。

存儲虛擬化

存儲虛擬化（StorageVirtualizaTIon）最通俗的理解就是對存儲硬件資源進(jìn)行抽象化表現。通過(guò)將一個(gè)（或多個(gè)）目標服務(wù)或功能與其它附加的功能集成，統一提供有用的全面功能服務(wù)。典型的虛擬化包括如下一些情況：屏蔽系統的復雜性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解現有的服務(wù)功能等。虛擬化是作用在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)體上的，而這些實(shí)體則是用來(lái)提供存儲資源或服務(wù)的。

存儲虛擬化是一種貫穿于整個(gè)IT環(huán)境、用于簡(jiǎn)化本來(lái)可能會(huì )相對復雜的底層基礎架構的技術(shù)。存儲虛擬化的思想是將資源的邏輯映像與物理存儲分開(kāi)，從而為系統和管理員提供一幅簡(jiǎn)化、無(wú)縫的資源虛擬視圖。

對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，虛擬化的存儲資源就像是一個(gè)巨大的“存儲池”，用戶(hù)不會(huì )看到具體的磁盤(pán)、磁帶，也不必關(guān)心自己的數據經(jīng)過(guò)哪一條路徑通往哪一個(gè)具體的存儲設備。

分布式文件系統

Hadoop分布式文件系統（HDFS）是一個(gè)設計為用在普通硬件設備上的分布式文件系統。它與現有的分布式文件系統有很多近似的地方，但又和這些文件系統有很明顯的不同。HDFS是高容錯的，設計為部署在廉價(jià)硬件上的。HDFS對應用程序的數據提供高吞吐量，而且適用于那些大數據集應用程序。HDFS開(kāi)放了一些POSIX的必須接口，容許流式訪(fǎng)問(wèn)文件系統的數據。

HDFS是主／從結構的。一個(gè)集群有一個(gè)名字結點(diǎn)，也就是主控制服務(wù)器，負責管理文件系統的名字空間并協(xié)調客戶(hù)對文件的訪(fǎng)問(wèn)。還有一堆數據結點(diǎn)，一般一個(gè)物理結點(diǎn)上部署一個(gè)，負責它們所在的物理結點(diǎn)上的存儲管理。HDFS開(kāi)放文件系統的名字空間以便讓用戶(hù)數據存儲在文件中。內部，一個(gè)文件被分割為一個(gè)或者多個(gè)數據塊，這些數據塊存儲在一組數據結點(diǎn)中。名字結點(diǎn)執行文件系統的名字空間操作，比如打開(kāi)、關(guān)閉、重命名文件或目錄，還決定數據塊從數據結點(diǎn)的映射。數據結點(diǎn)負責提供客戶(hù)的讀寫(xiě)請求。數據結點(diǎn)還依照名字結點(diǎn)的指令執行數據塊的創(chuàng )建、刪除和復制工作。

集群存儲

集群存儲是將多臺存儲設備中的存儲空間聚合成一個(gè)能夠給應用服務(wù)器提供統一訪(fǎng)問(wèn)接口和管理界面的存儲池，應用可以通過(guò)該訪(fǎng)問(wèn)接口透明地訪(fǎng)問(wèn)和利用所有存儲設備上的磁盤(pán)，可以充分發(fā)揮存儲設備的性能和磁盤(pán)利用率。數據將會(huì )按照一定的規則從多臺存儲設備上存儲和讀取，以獲得更高的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)性能。

集群存儲的優(yōu)勢主要體現在提高并行或分區I／O的整體性能，特別是工作流、讀密集型以及大型文件的訪(fǎng)問(wèn)，通過(guò)采用更低成本的服務(wù)器來(lái)降低整體成本。集群存儲有兩種實(shí)現方式：一種是硬件基礎架構加上軟件；另一種是專(zhuān)用集群存儲，是構建在NAS基礎架構之上的，但是通過(guò)操作系統實(shí)現集群存儲。

存儲集中管理

云存儲管理平臺要求支持跨數據中心的部署和管理，并支持跨數據中心的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)調度、數據遷移、數據異地存儲備份等功能。

支持集中管理，云存儲管理平臺部署在云計算的中心機房，存儲節點(diǎn)可以部署在各地的機房中，管理平臺對各分點(diǎn)機房的存儲設備可以統一管理調度。

通過(guò)云存儲管理平臺，用戶(hù)可以方便的了解云存儲系統的各個(gè)節點(diǎn)的服務(wù)情況，包括各節點(diǎn)的容量和性能（讀IOPS、寫(xiě)IOPS、讀流量、寫(xiě)流量）等信息，讓用戶(hù)實(shí)時(shí)了解域內資源信息，運行狀態(tài)，從而可以操控這些資源；同時(shí)及時(shí)了解資源的異常，有必要時(shí)可以采取適當的措施保證其正常運行。

異質(zhì)平臺協(xié)同

當前各種存儲方案與技術(shù)十分繁雜而多樣，光從一家企業(yè)內部可能同時(shí)存在各種不同類(lèi)型存儲裝置的狀況便知一二，更何況不同存儲設備供貨商間的存儲環(huán)境一直存在兼容性問(wèn)題，所以喊了多年的存儲整合，仍舊難以如企業(yè)需求所愿，這也是存儲虛擬化與云存儲推展上的最大阻力。

雖然存儲云端在某方面很容易跨入（例如在線(xiàn)存儲與備份），但另一方面想要透過(guò)私有云存儲來(lái)達成全面性之存儲整合，似乎不是那么容易的事情。對此，想要成功完成存儲虛擬化目標必須改善企業(yè)既有IT存儲環(huán)境，其改善重點(diǎn)不外共通分享的存儲架構、親和的使用環(huán)境、簡(jiǎn)潔單一的操作界面，以及效能卓著(zhù)的存儲方案等。其中，不論是單一操作接口或統一標準的API，更是解決不同存儲裝置間協(xié)同問(wèn)題的關(guān)鍵之一。

CDMI是云存儲全新標準接口，由國際存儲網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )SNIA制定。對于云運算來(lái)說(shuō)，CDMI提供了通用云運算管理基礎架構，同時(shí)原本信息管理的重點(diǎn)已逐漸從存儲管理轉移圍繞在數據管理上。CDMI標準則可以協(xié)助用戶(hù)將特殊詮釋數據（Metadata）標記在數據上，該詮釋數據會(huì )告訴端點(diǎn)存儲供應商，什么樣的數據服務(wù)提供該數據（例如備份、歸檔、加密等）。透過(guò)CDMI標準接口的執行，用戶(hù)可在不同云端供應商間任意移動(dòng)數據，不再需要忍受不同接口中重新編碼的痛苦。

自動(dòng)分級存儲

提高存儲管理效率已經(jīng)成為許多企業(yè)首要解決問(wèn)題，自動(dòng)分級存儲成為最有效的基礎技術(shù)，它指的是在不同磁盤(pán)類(lèi)型和RAID級別之間遷移數據塊的功能，這可滿(mǎn)足性能和空間使用之間的適當平衡，快速將數據放到合適的地方并避免所謂的熱點(diǎn)。

作為這項技術(shù)受到廣泛關(guān)注，在不同層級的存儲介質(zhì)之間，比如FC磁盤(pán)和SATA磁盤(pán)之間，移動(dòng)數據需要實(shí)現全自動(dòng)化的遷移流程。

在分級數據存儲結構中，存儲設備一般有磁帶庫、磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列等，而磁盤(pán)又可以根據其性能分為FC磁盤(pán)、SCSI磁盤(pán)、SATA磁盤(pán)等多種，而閃存存儲介質(zhì)（非易失隨機訪(fǎng)問(wèn)存儲器（NVRAM））也因為較高的性能可以作為分級數據存儲結構中較高的一級。一般，磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列等成本高、速度快的設備，用來(lái)存儲經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的重要信息，而磁帶庫等成本較低的存儲資源用來(lái)存放訪(fǎng)問(wèn)頻率較低的信息