關(guān)于云計(jì)算平臺(tái)中存儲(chǔ)技術(shù)的探討

劉遲

摘要：信息存儲(chǔ)是云計(jì)算平臺(tái)的基本功能，也是云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)用的重點(diǎn)要求。對(duì)此，加強(qiáng)云計(jì)算平臺(tái)存儲(chǔ)技術(shù)的研究，對(duì)推動(dòng)云計(jì)算平臺(tái)優(yōu)化發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義?；诖?，本文就云計(jì)算平臺(tái)中的存儲(chǔ)技術(shù)，包括對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)、塊存儲(chǔ)技術(shù)、分布式文件存儲(chǔ)技術(shù)等進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算存儲(chǔ)技術(shù)技術(shù)應(yīng)用

引言

在信息化時(shí)代背景下，信息已經(jīng)成為企業(yè)進(jìn)行可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的重要資源。提升企業(yè)信息采集、分析、整理與利用能力是企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的客觀需求與必然趨勢(shì)。對(duì)此，企業(yè)在面對(duì)海量數(shù)據(jù)，借助先進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的研發(fā)與利用。而云計(jì)算平臺(tái)則是典型的代表，有效提升了企業(yè)信息資源共享能力、存儲(chǔ)能力、配置能力。以下是筆者對(duì)云計(jì)算平臺(tái)中存儲(chǔ)技術(shù)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)，意在拋磚引玉。

1云計(jì)算平臺(tái)

云計(jì)算平臺(tái)（cloud computing platform）簡(jiǎn)稱“云平臺(tái)”，是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、虛擬技術(shù)、編程技術(shù)等結(jié)合應(yīng)用下形成資源存儲(chǔ)與管控系統(tǒng)。因此，云計(jì)算平臺(tái)的核心功能在于資源存儲(chǔ)、資源管理。對(duì)云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行分類，通常可分為以下幾種類型：一是，存儲(chǔ)型云計(jì)算平臺(tái)，即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的主要目標(biāo)與核心功能;二是，計(jì)算型云計(jì)算平臺(tái)，即數(shù)據(jù)技術(shù)分析是云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的主要目標(biāo)與核心功能;三是，綜合型云計(jì)算平臺(tái)，即集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理功能為一體。通常情況下，云計(jì)算平臺(tái)主要由“存儲(chǔ)層”、“應(yīng)用層”、“控制層”、“訪問層”等幾部分構(gòu)成。其中存儲(chǔ)層是云計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)層，位于設(shè)計(jì)的最底端，側(cè)重于數(shù)據(jù)、信息的存儲(chǔ);應(yīng)用層是云計(jì)算平臺(tái)的連接層，側(cè)重于數(shù)據(jù)的傳遞、轉(zhuǎn)換與分析，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)類型選擇接口以滿足不同用戶云計(jì)算平臺(tái)使用需求;控制層是云計(jì)算的核心層，通過存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等的科學(xué)運(yùn)用，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)分析設(shè)備等進(jìn)行科學(xué)管控實(shí)現(xiàn)虛擬資源的有效處理訪問層是云計(jì)算平臺(tái)的界面層，用戶通過訪問層實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)的有效登錄，應(yīng)進(jìn)行云計(jì)算平臺(tái)相關(guān)功能的使用。總而言之，云計(jì)算平臺(tái)的對(duì)象是數(shù)據(jù)與信息，資源是數(shù)據(jù)與信息，目的是滿足用戶數(shù)據(jù)、信息應(yīng)用需求。因此，數(shù)據(jù)與信息存儲(chǔ)技術(shù)在云計(jì)算平臺(tái)中應(yīng)用的重要性毋庸置疑。在云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)、構(gòu)建與創(chuàng)新中，有必要加強(qiáng)存儲(chǔ)技術(shù)的研究。

2云計(jì)算平臺(tái)中的存儲(chǔ)技術(shù)

應(yīng)用于云計(jì)算平臺(tái)中的存儲(chǔ)技術(shù)多種多樣，以下是幾種較為常見的存儲(chǔ)技術(shù)。

2.1對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)

在云計(jì)算平臺(tái)中，對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的存儲(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)將NAS （Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)：一種資料存儲(chǔ)裝置，能能夠?qū)?shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)在設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集約化管理）與SAN （Storage Area Network，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)：基于網(wǎng)狀通道技術(shù)應(yīng)用下形成的一種存儲(chǔ)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率高，存儲(chǔ)拓展性強(qiáng)，具備數(shù)據(jù)集中備份功能）技術(shù)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，構(gòu)成高可靠性、共享性、可拓展性、跨平臺(tái)性的存儲(chǔ)體系，從而改變傳統(tǒng)單文件系統(tǒng)下文件存儲(chǔ)數(shù)量的制約，有效提升云計(jì)算平臺(tái)文件管理能力與水平，滿足大規(guī)模文件存儲(chǔ)需求。通常情況下，對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)以“Bucket”（容器）與“Object”（對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)描述Bucket是存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行高級(jí)功能管理的實(shí)體，Object則是存儲(chǔ)系統(tǒng)管理的對(duì)象

數(shù)據(jù)（包括數(shù)據(jù)地質(zhì)、屬性等），在每個(gè)Bucket中都包含一定的Object，Bucket與Object具備一個(gè)身份標(biāo)識(shí)。用戶在登錄系統(tǒng)后，能夠根據(jù)ID進(jìn)行Bucket或Object的訪問。隨著對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)的深入研究對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)的可拓展性增強(qiáng)，在云計(jì)算平臺(tái)中能夠?qū)崿F(xiàn)大型文件的一次寫入與多次讀取，完成靜態(tài)文件、動(dòng)態(tài)文件的長(zhǎng)短期備份需求。

2.2塊存儲(chǔ)技術(shù)

在云計(jì)算平臺(tái)中，塊存儲(chǔ)技術(shù)在持續(xù)存儲(chǔ)的場(chǎng)景中具有廣泛應(yīng)用性。塊存儲(chǔ)技術(shù)能夠?qū)⒋疟P與主機(jī)進(jìn)行有效連接，使磁盤空間成為主機(jī)存儲(chǔ)的可拓展空間。與此同時(shí)，塊存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，可通過系統(tǒng)存儲(chǔ)協(xié)議進(jìn)行磁盤數(shù)據(jù)的快速讀取。以EBS云平臺(tái)為例，在設(shè)計(jì)中向系統(tǒng)提供一個(gè)持續(xù)存儲(chǔ)場(chǎng)景，并利用Volumes（卷）方式運(yùn)行于web服務(wù)器（如Amazon Elastic Compute Cloud）內(nèi)存塊上，以滿足云計(jì)算平臺(tái)存儲(chǔ)需求。

2.3分布式文件存儲(chǔ)技術(shù)

分布式存儲(chǔ)相對(duì)集中式存儲(chǔ)技術(shù)而言，雖不能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在特定的節(jié)點(diǎn)之上，但能夠?qū)⒉煌?wù)器中的磁盤空間進(jìn)行集約化管理，構(gòu)建一個(gè)虛擬的資源存儲(chǔ)空間，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在虛擬設(shè)備上，以提升平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。通常情況下，分布式存儲(chǔ)技術(shù)依據(jù)結(jié)構(gòu)化程度進(jìn)行類型劃分，可分為半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)三種類型。以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)為例，能夠?qū)⒂脩舳x的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到如ORACL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，并隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的增加，從垂直與水平兩個(gè)維度進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展。其中垂直維度上的擴(kuò)展，主要是指以功能為劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫劃分，使其形成眾多小數(shù)據(jù)庫，并依據(jù)數(shù)據(jù)功能將其配置到小數(shù)據(jù)庫中，以提升數(shù)據(jù)庫信息存儲(chǔ)能力，而水平維度上的擴(kuò)展，則是以數(shù)據(jù)行為劃分標(biāo)準(zhǔn)，通過行數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫科學(xué)配置，達(dá)成存儲(chǔ)容量擴(kuò)容目的。

2.4鍵值對(duì)存儲(chǔ)

鍵值對(duì)存儲(chǔ)是NoSQL數(shù)據(jù)庫（Not Only SQL，非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫，用于滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理需求）中的核心云計(jì)算存儲(chǔ)技術(shù)。鍵值對(duì)存儲(chǔ)在實(shí)踐應(yīng)用過程中，主要是利用Hash table（哈希表，又被稱之為“散列表”，根據(jù)Key value進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問）來實(shí)現(xiàn)的。鍵值對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模樹立高訪問負(fù)載的高效處理。與此同時(shí)，鍵值對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)具備數(shù)據(jù)查詢快、內(nèi)存存儲(chǔ)結(jié)合應(yīng)用等特征。一方面，提升數(shù)據(jù)收集與利用率，另一方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)容。此外，由于鍵值對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)是事務(wù)執(zhí)行不受I/O限制，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)存系統(tǒng)讀寫性能的大幅度提升，滿足實(shí)效性強(qiáng)云計(jì)算業(yè)務(wù)需求。Redis是鍵值對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的典型代表，在存儲(chǔ)過程中支持多形式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如String、Hash等。與此同時(shí)，Redis在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部存儲(chǔ)、外部磁盤存儲(chǔ)與日志文件存儲(chǔ)的同步操作。

2.5列式存儲(chǔ)

列式存儲(chǔ)與鍵值對(duì)存儲(chǔ)同屬于NoSQL數(shù)據(jù)庫中的重要存儲(chǔ)方式?，F(xiàn)對(duì)于表格型存儲(chǔ)（關(guān)系型數(shù)據(jù)重要存儲(chǔ)方式）而言，列式存儲(chǔ)在大數(shù)據(jù)集處理上具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。因此，列式存儲(chǔ)技術(shù)多應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)搜索系統(tǒng)大型網(wǎng)頁中列式存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的典型代表是HBase（分布式、面向列開源數(shù)據(jù)庫）。基于列式存儲(chǔ)技術(shù)、稀疏式存儲(chǔ)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，HBase能夠?qū)崿F(xiàn)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問、實(shí)時(shí)讀寫，進(jìn)行千萬列、億行table元素的控制。

2.6文檔型存儲(chǔ)

文檔型存儲(chǔ)技術(shù)多應(yīng)用于以數(shù)據(jù)記錄核心數(shù)據(jù)庫中，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行文檔類型分類，便于用戶端有針對(duì)性進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容管理與記錄。目前，文檔型存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的典型代表主要有Mongodb（分布式文檔存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫）與DynamoDB（高可用鍵 值存儲(chǔ)系統(tǒng)）。文檔型存儲(chǔ)技術(shù)賦予Mongodb大數(shù)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，并在其他存儲(chǔ)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)施更新、查詢、編輯、存儲(chǔ);賦予DynamoDB較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，能夠有效節(jié)約數(shù)據(jù)庫開發(fā)、運(yùn)維時(shí)間，增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)用性。

3結(jié)論

在信息化、大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，基于云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建、應(yīng)用與創(chuàng)新，存儲(chǔ)技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)生革命性變化。對(duì)此，企業(yè)在信息化建設(shè)過程中，應(yīng)立足自身實(shí)際情況，從多層面人手進(jìn)行存儲(chǔ)技術(shù)的研究與應(yīng)用以提升云計(jì)算平臺(tái)的適用性科學(xué)性強(qiáng)化企業(yè)信息資源利用能力，為企業(yè)可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展奠定良好信息基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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