云存儲(chǔ)系統(tǒng)分析與發(fā)展趨勢(shì)研究

蔣曉科　符龍生　李健

摘 要：本文從云存儲(chǔ)的基本概念出發(fā)，分析了云存儲(chǔ)的系統(tǒng)運(yùn)行原理，介紹了云存儲(chǔ)的若干重要的應(yīng)用領(lǐng)域，以及云存儲(chǔ)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：云存儲(chǔ)；網(wǎng)絡(luò)磁盤；數(shù)據(jù)訪問(wèn)

中圖分類號(hào)：TP393

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在商業(yè)計(jì)算、科學(xué)計(jì)算等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)量仍然在飛速的增加，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求常常達(dá)到PB甚至EB級(jí)，如何安全、高效、低成本的存取這些數(shù)據(jù)，成為一個(gè)重大的問(wèn)題，云存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，使得高效率低成本的存取數(shù)據(jù)成為可能。

1 云存儲(chǔ)概述

1.1 云存儲(chǔ)的概念

云存儲(chǔ)是一種先進(jìn)的在線存儲(chǔ)技術(shù)，用戶只需要向存儲(chǔ)服務(wù)提供商申請(qǐng)存儲(chǔ)服務(wù)，就可以方便高效的存取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)服務(wù)提供商統(tǒng)一管理和維護(hù)，這樣就節(jié)約了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，保證了數(shù)據(jù)的安全。

1.2 云存儲(chǔ)原理

云存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)模型從下至上可以分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用接口層、用戶訪問(wèn)層四個(gè)層次，與普通存儲(chǔ)設(shè)備不同，云存儲(chǔ)不再僅僅是一個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的硬件，而是一個(gè)結(jié)合了各種網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器及客戶端程序的有機(jī)統(tǒng)一體，各個(gè)部分以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層為基礎(chǔ)，通過(guò)應(yīng)用軟件為用戶提供存儲(chǔ)功能和業(yè)務(wù)功能。

1.2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)的基礎(chǔ)層，不同區(qū)域的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在這里，存儲(chǔ)量非常龐大，依靠互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)、或者光纖通道，不同類型的數(shù)據(jù)被有機(jī)的連接在一起，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的統(tǒng)一管理，可以有效進(jìn)行容量擴(kuò)展或是狀態(tài)監(jiān)控。

1.2.2 數(shù)據(jù)管理層

數(shù)據(jù)管理層是云存儲(chǔ)的最為核心的一層，為了將底層的存儲(chǔ)和上層的應(yīng)用良好的對(duì)接起來(lái)，數(shù)據(jù)管理層的主要功能是讓云存儲(chǔ)中不同的存儲(chǔ)設(shè)備能夠協(xié)同工作，共同對(duì)外提供高性能的服務(wù)，以此來(lái)提高云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可訪問(wèn)性。

1.2.3 應(yīng)用接口層

應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)中最為靈活的一層，可以根據(jù)用戶需求，開發(fā)出不同類型不同功能的應(yīng)用服務(wù)接口程序，提供豐富的服務(wù)，如視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)磁盤、空間租賃、數(shù)據(jù)備份等。

1.2.4 用戶訪問(wèn)層

用戶訪問(wèn)層是面向用戶的，任何的授權(quán)用戶，無(wú)需知道存儲(chǔ)設(shè)備的各種情況，只需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口，就可以方便的登錄和使用云存儲(chǔ)系統(tǒng)。

2 云存儲(chǔ)的應(yīng)用

從云存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)模型來(lái)看，云存儲(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)的功能和服務(wù)決定于應(yīng)用接口層，那么根據(jù)服務(wù)類型、面向用戶、運(yùn)營(yíng)策略的不同，云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)商可以在應(yīng)用接口層嵌入不同功能的應(yīng)用軟件、提供特色化的服務(wù)，這也是云存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)模型的靈活性的體現(xiàn)。

2.1 網(wǎng)絡(luò)磁盤

網(wǎng)絡(luò)磁盤提供的是一種在線存取服務(wù)。用戶向存儲(chǔ)服務(wù)提供商申請(qǐng)之后，可以將自己的文件通過(guò)客戶端或web的方式，進(jìn)行上傳或是下載。這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化存取，網(wǎng)絡(luò)磁盤的容量取決于存儲(chǔ)服務(wù)提供商的運(yùn)用策略。

2.2 在線文檔編輯

在線文檔編輯提供的是一種直接在線編輯文檔格式、內(nèi)容的服務(wù)，即使用戶沒在個(gè)人電腦上安裝文檔編輯軟件，只需要登錄自己的賬號(hào)，就可以在線對(duì)自己的文檔進(jìn)行編輯和保存，大大提高了工作效率。

2.3 空間租賃服務(wù)

空間租賃服務(wù)使得企事業(yè)單位可以根據(jù)實(shí)際需要，向存儲(chǔ)服務(wù)提供商租賃相應(yīng)的企業(yè)級(jí)的存儲(chǔ)空間和存儲(chǔ)服務(wù)，以滿足自身不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。

2.4 遠(yuǎn)程備份和容災(zāi)

對(duì)于企事業(yè)單位中的重要數(shù)據(jù)，企事業(yè)單位可以選擇遠(yuǎn)程自動(dòng)備份和容災(zāi)服務(wù)，這樣在出現(xiàn)不可預(yù)期的災(zāi)難時(shí)可以保障數(shù)據(jù)的安全，需要時(shí)可以迅速的恢復(fù)所有數(shù)據(jù)。

3 云存儲(chǔ)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)據(jù)安全性

數(shù)據(jù)安全性，是云存儲(chǔ)用戶首先考慮的問(wèn)題，許多私密的和重要的數(shù)據(jù)如果被破壞或損失，將給用戶帶來(lái)災(zāi)難性的后果。不斷提高云存儲(chǔ)系統(tǒng)的安全技術(shù)水平，是云存儲(chǔ)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

3.2 使用便攜性

云存儲(chǔ)用戶只需要一個(gè)賬號(hào)和密碼，便可以很方便的存取數(shù)據(jù)，這是云存儲(chǔ)便攜性的體現(xiàn)；此外，對(duì)于云存儲(chǔ)用戶所選擇的任何媒介，云存儲(chǔ)還可以將用戶所需數(shù)據(jù)集高效準(zhǔn)確的推送。

3.3 穩(wěn)定性和效率

應(yīng)用客戶端和本地設(shè)備高速緩存技術(shù)，把經(jīng)常需要用到的數(shù)據(jù)緩存在本地，可以有效解決互聯(lián)網(wǎng)延遲甚至網(wǎng)絡(luò)中斷問(wèn)題。秒傳是云存儲(chǔ)的一大特色功能，用戶在上傳文件時(shí)，如果服務(wù)器上已經(jīng)有了這個(gè)文件，則僅需為用戶保存這一文件的鏈接即可，從而達(dá)到快速上傳的目的。其原理是，每個(gè)文件的哈希值都是不同的，如果兩個(gè)文件哈希值相同則認(rèn)為這兩個(gè)文件是同一個(gè)文件。秒傳有效節(jié)約了空間，提升了存儲(chǔ)效率。

3.4 數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)恢復(fù)

如果有大規(guī)模的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)恢復(fù)的需求，云存儲(chǔ)的訪問(wèn)性是一大考驗(yàn)，隨著云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，云存儲(chǔ)服務(wù)商可以快速穩(wěn)定的將數(shù)據(jù)傳送給用戶；同時(shí)，云存儲(chǔ)服務(wù)商可以為用戶提供一套組件，高效的訪問(wèn)云地址，達(dá)到高效存取數(shù)據(jù)的效果。

3.5 資源池化

資源池化問(wèn)題對(duì)云存儲(chǔ)也是一個(gè)挑戰(zhàn)，中心業(yè)務(wù)要求計(jì)算中心的內(nèi)存、CPU、以及其他存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)資源等，能構(gòu)成一個(gè)全局的資源池，以進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定、靈活調(diào)配。那么可以通過(guò)定義的數(shù)據(jù)中心，通過(guò)云操作系統(tǒng)，建立一個(gè)虛擬的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，來(lái)對(duì)所有資源進(jìn)行統(tǒng)一分配和調(diào)度。

3.6 存儲(chǔ)設(shè)備的協(xié)同管理

云存儲(chǔ)中所用到的存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)量巨大、且各自分布在不同區(qū)域，如何更有效的解決不同儲(chǔ)存設(shè)備之間的存儲(chǔ)虛擬化管理、多鏈路冗余管理、邏輯卷管理，是一個(gè)重大的問(wèn)題，這些問(wèn)題得不到有效解決，將使得存儲(chǔ)設(shè)備成為云存儲(chǔ)發(fā)展的瓶頸，并且會(huì)制約著后續(xù)擴(kuò)容和升級(jí)的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

云存儲(chǔ)提供了一種方便、高效的數(shù)據(jù)存取方案，用戶可以在任何時(shí)間和任何地方，只要連接上網(wǎng)絡(luò)，就可以方便的存取數(shù)據(jù)。隨著用戶對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求的不斷提高，云存儲(chǔ)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]許志龍，張飛飛.云存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版），2012（13）.

[2]蔡佳，秦興興.淺談云存儲(chǔ)及安全性[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（10）.

[3]李昆陽(yáng).云存儲(chǔ)技術(shù)理論研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（09）.

[4]史英杰，孟小峰.云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中查詢技術(shù)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2013（02）.

[5]陳杰.大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的云存儲(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用[J].中興通訊技術(shù)，2012（06）.

作者簡(jiǎn)介：蔣曉科（1984-），男，重慶人，講師，碩士，研究方向：軟件開發(fā)和高職教育理論；符龍生（1981-），男，海南人，講師，碩士，研究方向：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；李?。?985-），男，陜西人，講師，碩士，研究方向：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

作者單位：海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，?？?571127