深度剖析云存儲
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云存儲變得越來越熱，大家眾說紛”云”，而且各有各的說法，各有各的觀點，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)展出來的一個新的概念。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，是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計算分析之后將處理結果回傳給用戶。通過云計算技術，網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內，處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和”超級計算機”同樣強大的網(wǎng)絡服務。
云存儲的概念與云計算類似，它是指通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。
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)的結構來解釋云存儲。
云狀的網(wǎng)絡結構
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。在常見的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，我們?yōu)榱四芨玫厥褂镁钟蚓W(wǎng)，一般來講，使用者需要非常清楚地知道網(wǎng)絡中每一個軟硬件的型號和配置，比如采用什么型號交換機，有多少個端口，采用了什么路由器和防火墻，分別是如何設置的。系統(tǒng)中有多少個服務器，分別安裝了什么操作系統(tǒng)和軟件。各設備之間采用什么類型的連接線纜，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，我們只需要知道是什么樣的接入網(wǎng)和用戶名、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、防火墻和服務器，不需要知道數(shù)據(jù)是通過什么樣的路由到達我們的電腦，也不需要知道網(wǎng)絡中的服務器分別安裝了什么軟件，更不需要知道網(wǎng)絡中各設備之間采用了什么樣的連接線纜和端口。
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)常用一個云狀的圖形來表示廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，如下圖：
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雖然這個云圖中包含了許許多多的交換機、路由器、防火墻和服務器，但對具體的廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)用戶來講，這些都是不需要知道的。這個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)絡服務，無論我們在任何地方，都可以通過一個網(wǎng)絡接入線纜和一個用戶、密碼，就可以接入廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，享受網(wǎng)絡帶給我們的服務。
參考云狀的網(wǎng)絡結構，創(chuàng)建一個新型的云狀結構的存儲系統(tǒng)系統(tǒng)，這個存儲系統(tǒng)由多個存儲設備組成，通過集群功能、分布式文件系統(tǒng)或類似網(wǎng)格計算等功能聯(lián)合起來協(xié)同工作，并通過一定的應用軟件或應用接口，對用戶提供一定類型的存儲服務和訪問服務。
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當我們使用某一個獨立的存儲設備時，我們必須非常清楚這個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(tǒng)中有多少塊磁盤，分別是什么型號、多大容量，必須清楚存儲設備和服務器之間采用什么樣的連接線纜。為了保證數(shù)據(jù)安全和業(yè)務的連續(xù)性，我們還需要建立相應的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)和容災系統(tǒng)。除此之外，對存儲設備進行定期地狀態(tài)監(jiān)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講都不需要了。云狀存儲系統(tǒng)中的所有設備對使用者來講都是完全透明的，任何地方的任何一個經(jīng)過授權的使用者都可以通過一根接入線纜與云存儲連接，對云存儲進行數(shù)據(jù)訪問。
云存儲不是存儲，而是服務
就如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲對使用者來講，不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構成的集合體。使用者使用云存儲，并不是使用某一個存儲設備，而是使用整個云存儲系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務。所以嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務。
云存儲的核心是應用軟件與存儲設備相結合，通過應用軟件來實現(xiàn)存儲設備向存儲服務的轉變。
2 云存儲的結構模型
與傳統(tǒng)的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而是一個網(wǎng)絡設備、存儲設備、服務器、應用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)、和客戶端程序等多個部分組成的復雜系統(tǒng)。各部分以存儲設備為核心，通過應用軟件來對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問服務。云存儲系統(tǒng)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(shù)量龐大且分布多不同地域，彼此之間通過廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者 FC光纖通道網(wǎng)絡連接在一起。
存儲設備之上是一個統(tǒng)一存儲設備管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)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(jiān)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現(xiàn)的部分?；A管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計算等技術，實現(xiàn)云存儲中多個存儲設備之間的協(xié)同工作，使多個的存儲設備可以對外提供同一種服務，并提供更大更強更好的數(shù)據(jù)訪問性能。
CDN內容分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會被未授權的用戶所訪問，同時，通過各種數(shù)據(jù)備份和容災技術和措施可以保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會丟失，保證云存儲自身的安全和穩(wěn)定。
三、應用接口層：
應用接口層是云存儲最靈活多變的部分。不同的云存儲運營單位可以根據(jù)實際業(yè)務類型，開發(fā)不同的應用服務接口，提供不同的應用服務。比如視頻監(jiān)控應用平臺、IPTV和視頻點播應用平臺、網(wǎng)絡硬盤引用平臺，遠程數(shù)據(jù)備份應用平臺等。
四、訪問層：
任何一個授權用戶都可以通過標準的公用應用接口來登錄云存儲系統(tǒng)，享受云存儲服務。云存儲運營單位不同，云存儲提供的訪問類型和訪問手段也不同。
3 云存儲的技術前提
從上面的云存儲結構模型可知，云存儲系統(tǒng)是一個多設備、多應用、多服務協(xié)同工作的集合體，它的實現(xiàn)要以多種技術的發(fā)展為前提。
一、寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展
真正的云存儲系統(tǒng)將會是一個多區(qū)域分布、遍布全國、甚至于遍布全球的龐大公用系統(tǒng)，使用者需要通過ADSL、DDN等寬帶接入設備來連接云存儲，而不是通過FC、 SCSI或以太網(wǎng)線纜直接連接一臺獨立的、私有的存儲設備上。只有寬帶網(wǎng)絡得到充足的發(fā)展，使用者才有可能獲得足夠大的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，實現(xiàn)大量容量數(shù)據(jù)的傳輸，真正享受到云存儲服務，否則只能是空談。
二、 WEB2.0技術
Web2.0 技術的核心是分享。只有通過web2.0技術，云存儲的使用者才有可能通過 PC、手機、移動多媒體等多種設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、文檔、圖片和視音頻等內容的集中存儲和資料共享。Web2.0技術的發(fā)展使得使用者的應用方式和可得服務更加靈活和多樣。
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(shù)據(jù)存儲功能，還具有應用軟件功能，可以看作是服務器和存儲設備的集合體。應用存儲技術的發(fā)展可以大量減少云存儲中服務器的數(shù)量，從而降低系統(tǒng)建設成本，減少系統(tǒng)中由服務器造成單點故障和性能瓶頸，減少數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，提供系統(tǒng)性能和效率，保證整個系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。
四、集群技術、網(wǎng)格技術和分布式文件系統(tǒng)
云存儲系統(tǒng)是一個多存儲設備、多應用、多服務協(xié)同工作的集合體，任何一個單點的存儲系統(tǒng)都不是云存儲。
既然是由多個存儲設備構成的，不同存儲設備之間就需要通過集群技術、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計算等技術，實現(xiàn)多個存儲設備之間的協(xié)同工作，使多個的存儲設備可以對外提供同一種服務，并提供更大更強更好的數(shù)據(jù)訪問性能。如果沒有這些技術的存在，云存儲就不可能真正實現(xiàn)，所謂的云存儲只能是一個一個的獨立系統(tǒng)，不能形成云狀結構。
五、 CDN內容分發(fā)、P2P技術、數(shù)據(jù)壓縮技術、重復數(shù)據(jù)刪除技術、數(shù)據(jù)加密技術
CDN內容分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會被未授權的用戶所訪問，同時，通過各種數(shù)據(jù)備份和容災技術保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會丟失，保證云存儲自身的安全和穩(wěn)定。如果云存儲中的數(shù)據(jù)安全得不到保證，想來也沒有人敢用云存儲，否則，保存的數(shù)據(jù)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、存儲網(wǎng)絡化管理技術
云存儲中的存儲設備數(shù)量龐大且分布在多不同地域，如何實現(xiàn)不同廠商、不同型號甚至于不同類型（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是一個巨大的難題，這個問題得不到解決，存儲設備就會是整個云存儲系統(tǒng)的性能瓶頸，結構上也無法形成一個整體，而且還會帶來后期容量和性能擴展難等問題。
云存儲中的存儲設備數(shù)量龐大、分布地域廣造成的另外一個問題就是存儲設備運營管理問題。雖然這些問題對云存儲的使用者來講根本不需要關心，但對于云存儲的運營單位來講，卻必須要通過切實可行和有效的手段來解決集中管理難、狀態(tài)監(jiān)控難、故障維護難、人力成本高等問題。因此，云存儲必須要具有一個高效的類似與網(wǎng)絡管理軟件一樣的集中管理平臺，可實現(xiàn)云存儲系統(tǒng)中設有存儲設備、服務器和網(wǎng)絡設備的集中管理和狀態(tài)監(jiān)控。
發(fā)布者：博子
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