云計(jì)算時(shí)代的存儲(chǔ)技術(shù)——云存儲(chǔ)

任宇寧

山西省呂梁市衛(wèi)生學(xué)校，山西呂梁 033000

1 云計(jì)算概念

云其實(shí)是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。云計(jì)算分狹義云計(jì)算和廣義云計(jì)算。狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。如果僅下一個(gè)定義，人們?nèi)匀粺o法理解到底什么是云計(jì)算，我們舉一個(gè)很淺顯的例子。傳統(tǒng)模式下，企業(yè)建立一套IT系統(tǒng)不僅僅需要購買硬件等基礎(chǔ)設(shè)施，還有買軟件的許可證，需要專門的人員維護(hù)。當(dāng)企業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大時(shí)還要繼續(xù)升級(jí)各種軟硬件設(shè)施以滿足需要。對(duì)于企業(yè)來說，計(jì)算機(jī)等硬件和軟件本身并非他們真正需要的，它們僅僅是完成工作、提供效率的工具而已。對(duì)個(gè)人來說，我們想正常使用電腦需要安裝許多軟件，而許多軟件是收費(fèi)的，對(duì)不經(jīng)常使用該軟件的用戶來說購買是非常不劃算的。如果能夠提供我們需要的所有軟件供我們租用，我們只需要在用時(shí)付少量“租金”即可“租用”到這些軟件服務(wù)，為我們節(jié)省許多購買軟硬件的資金。我們每天都要用電，但我們不是每家自備發(fā)電機(jī)，它由電廠集中提供；我們每天都要用自來水，但我們不是每家都有井，它由自來水廠集中提供。這種模式極大得節(jié)約了資源，方便了我們的生活。面對(duì)計(jì)算機(jī)給我們帶來的困擾，我們可不可以像使用水和電一樣使用計(jì)算機(jī)資源?這些想法最終導(dǎo)致了云計(jì)算的產(chǎn)生。云計(jì)算的最終目標(biāo)是將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為一種公共設(shè)施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用計(jì)算機(jī)資源。云計(jì)算模式即為電廠集中供電模式。在云計(jì)算模式下，用戶的計(jì)算機(jī)會(huì)變的十分簡單，或許不大的內(nèi)存、不需要硬盤和各種應(yīng)用軟件，就可以滿足我們的需求，因?yàn)橛脩舻挠?jì)算機(jī)除了通過瀏覽器給“云”發(fā)送指令和接受數(shù)據(jù)外基本上什么都不用做便可以使用云服務(wù)提供商的計(jì)算資源、存儲(chǔ)空間和各種應(yīng)用軟件。這就像連接“顯示器” 和“主機(jī)”的電線無限長，從而可以把顯示器放在使用者的面前，而主機(jī)放在遠(yuǎn)到甚至計(jì)算機(jī)使用者本人也不知道的地方。云計(jì)算把連接“顯示器”和“主機(jī)”的電線變成了網(wǎng)絡(luò)，把“主機(jī)”變成云服務(wù)提供商的服務(wù)器集群。在云計(jì)算環(huán)境下，用戶的使用觀念也會(huì)發(fā)生徹底的變化：從“購買產(chǎn)品”到“購買服務(wù)”轉(zhuǎn)變，因?yàn)樗麄冎苯用鎸?duì)的將不再是復(fù)雜的硬件和軟件，而是最終的服務(wù)。用戶不需要擁有看得見、摸得著的硬件設(shè)施，也不需要為機(jī)房支付設(shè)備供電、空調(diào)制冷、專人維護(hù)等等費(fèi)用，并且不需要等待漫長的供貨周期、項(xiàng)目實(shí)施等冗長的時(shí)間，只需要把錢匯給云計(jì)算服務(wù)提供商，我們將會(huì)馬上得到需要的服務(wù)。這就是云計(jì)算，在這樣的模式下，云存儲(chǔ)又是怎么一回事，它與云計(jì)算有怎樣的聯(lián)系呢？

2 云存儲(chǔ)概念

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。 當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。簡單來說，云存儲(chǔ)就是將儲(chǔ)存資源放到網(wǎng)絡(luò)上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時(shí)間、任何地方，透過任何可連網(wǎng)的裝置方便地存取數(shù)據(jù)。然而在方便使用的同時(shí)，我們不得不重視存儲(chǔ)的安全性，存儲(chǔ)必須具有良好的兼容性，以及它在擴(kuò)展性與性能聚合方面等諸多因素。首先，作為存儲(chǔ)最重要的就是安全性，尤其是在云時(shí)代，數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)著眾多用戶的數(shù)據(jù)，如果存儲(chǔ)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其所帶來的影響遠(yuǎn)超分散存儲(chǔ)的時(shí)代，因此存儲(chǔ)系統(tǒng)的安全性就顯得愈發(fā)重要。其次，在云數(shù)據(jù)中心所使用的存儲(chǔ)必須具有良好的兼容性。在云時(shí)代，計(jì)算資源都被收歸到數(shù)據(jù)中心之中，再連同配套的存儲(chǔ)空間一起分發(fā)給用戶，因此站在用戶的角度上是不需要關(guān)心兼容性的問題的，但是站在數(shù)據(jù)中心的角度，兼容性卻是一個(gè)非常重要的問題。眾多的用戶帶來了各種各樣的需求，Windows、Linux、Unix、Mac OS，存儲(chǔ)需要面對(duì)各種不同的操作系統(tǒng)，如果給每種操作系統(tǒng)更夠配備專門的存儲(chǔ)的話，無疑與云計(jì)算的精神背道而馳，因此，云計(jì)算環(huán)境中，首先要解決的就是兼容性問題。再次，存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展能力。由于要面對(duì)數(shù)量眾多的用戶，存儲(chǔ)系統(tǒng)需要存儲(chǔ)的文件將呈指數(shù)級(jí)增長態(tài)勢，這就要求存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量擴(kuò)展能夠跟得上數(shù)據(jù)量的增長，做到無限擴(kuò)容，同時(shí)在擴(kuò)展過程中最好還要做到簡便易行，不能影響到數(shù)據(jù)中心的整體運(yùn)行，如果容量的擴(kuò)展需要復(fù)雜的操作，甚至停機(jī)，這無疑會(huì)極大地降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營效率。最后，云時(shí)代的存儲(chǔ)系統(tǒng)需要的不僅僅是容量的提升，對(duì)于性能的要求同樣迫切，與以往只面向有限的用戶不同，在云時(shí)代，存儲(chǔ)系統(tǒng)將面向更為廣闊的用戶群體，用戶數(shù)量級(jí)的增加使得存儲(chǔ)系統(tǒng)也必須在吞吐性能上有飛速的提升，只有這樣才能對(duì)請(qǐng)求作出快速的反應(yīng)，這就要求存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠隨著容量的增加而擁有線性增長的吞吐性能，這顯然是傳統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)無法達(dá)成的目標(biāo)，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由于沒有采用分布式的文件系統(tǒng)，無法將所有訪問壓力平均分配到多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，因而在存儲(chǔ)系統(tǒng)與計(jì)算系統(tǒng)之間存在著明顯的傳輸瓶頸，由此而帶來單點(diǎn)故障等多種后續(xù)問題，而集群存儲(chǔ)正是解決這一問題，滿足新時(shí)代要求的千金良方。

3 云存儲(chǔ)技術(shù)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)是把所有數(shù)據(jù)都當(dāng)作對(duì)企業(yè)同等重要和同等有用來進(jìn)行處理，所有的數(shù)據(jù)集成到單一的存儲(chǔ)體系之中，以滿足業(yè)務(wù)持續(xù)性需求。但是在面臨大數(shù)據(jù)難題時(shí)顯得捉襟見肘：1）成本激增。在大型項(xiàng)目中，前端圖像信息采集點(diǎn)過多，單臺(tái)服務(wù)器承載量有限，就造成需要配置幾十臺(tái)，甚至上百臺(tái)服務(wù)器的狀況。這就必然導(dǎo)致建設(shè)成本、管理成本、維護(hù)成本、能耗成本的急劇增加；2）磁盤碎片問題。由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)往往采用回滾寫入方式，這種無序的頻繁讀寫操作，導(dǎo)致了磁盤碎片的大量產(chǎn)生。隨著使用時(shí)間的增加，將嚴(yán)重的影響整體存儲(chǔ)系統(tǒng)的讀寫性能，甚至導(dǎo)致存儲(chǔ)系統(tǒng)被鎖定為只讀，而無法寫入新的視頻數(shù)據(jù)；3）性能問題。由于數(shù)據(jù)量的激增，數(shù)據(jù)的索引效率也變得越來越為人們關(guān)注。而動(dòng)輒上TB的數(shù)據(jù)。甚至是幾百TB的數(shù)據(jù)，在索引時(shí)往往需要花上幾分鐘的時(shí)間。

作為最新的存儲(chǔ)技術(shù)，與傳統(tǒng)存儲(chǔ)相比，云存儲(chǔ)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）管理方便。其實(shí)這一項(xiàng)也可以歸納為成本上的優(yōu)勢。因?yàn)閷⒋蟛糠謹(jǐn)?shù)據(jù)遷移到云存儲(chǔ)上去后，所有的升級(jí)維護(hù)任務(wù)都是由云存儲(chǔ)服務(wù)提供商來完成，節(jié)約了企業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)管理員上的成本壓力。還有就是云存儲(chǔ)服務(wù)強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，當(dāng)企業(yè)用戶發(fā)展壯大后，突然發(fā)現(xiàn)自己先前的存儲(chǔ)空間不足，就必須要考慮增加存儲(chǔ)服務(wù)器來滿足現(xiàn)有的存儲(chǔ)需求。而云存儲(chǔ)服務(wù)則可以很方便的在原有基礎(chǔ)上擴(kuò)展服務(wù)空間，滿足需求；2）成本低。就目前來說，企業(yè)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上所付出的成本是相當(dāng)大的，而且這個(gè)成本還在隨著數(shù)據(jù)的暴增而不斷增加。為了減少這一成本壓力，許多企業(yè)將大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到云存儲(chǔ)上，讓云存儲(chǔ)服務(wù)提供商來為他們解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問題。這樣就能花很少的價(jià)錢獲得最優(yōu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)；3）量身定制。這個(gè)主要是針對(duì)于私有云。云服務(wù)提供商專門為單一的企業(yè)客戶提供一個(gè)量身定制的云存儲(chǔ)服務(wù)方案，或者可以是企業(yè)自己的IT機(jī)構(gòu)來部署一套私有云服務(wù)架構(gòu)。私有云不但能為企業(yè)用戶提供最優(yōu)質(zhì)的貼身服務(wù)，而且還能在一定程度上降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)模式已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)代數(shù)據(jù)暴增的現(xiàn)實(shí)問題，如何讓新興的云存儲(chǔ)發(fā)揮它應(yīng)有的能力，在解決安全、兼容等問題上，我們還需要不斷的努力，就目前而言，云計(jì)算時(shí)代已經(jīng)到來，作為其核心的云存儲(chǔ)必將成為未來存儲(chǔ)技術(shù)的必然趨勢。

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