基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)研究

熊永平

（廣州科技職業(yè)技術(shù)大學(xué)，廣東廣州，510550）

0 引言

云計(jì)算是專用于現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)名詞，從通俗意義上來(lái)講，云計(jì)算也就是一種對(duì)于數(shù)據(jù)資源的計(jì)算方式，在實(shí)際云計(jì)算應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)辟一塊空間，將互聯(lián)網(wǎng)中的所有資源，各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等等在該空間進(jìn)行計(jì)算整合，最終再按照用戶的實(shí)際需求去對(duì)其提供定制化的相關(guān)計(jì)算機(jī)服務(wù)。因此云計(jì)算是一種在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)中有著極大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的新計(jì)算模式。云計(jì)算的過(guò)程之所以能夠?qū)崿F(xiàn)主要是因?yàn)楦鞣N基礎(chǔ)設(shè)施的存在，再者計(jì)算機(jī)軟件以及其所構(gòu)建的云服務(wù)平臺(tái)在這一過(guò)程中的貢獻(xiàn)也是必不可少的。在進(jìn)行云計(jì)算應(yīng)用的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)還可以借助于虛擬化的技術(shù)來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬計(jì)算，這一過(guò)程中就牽涉到了云計(jì)算存儲(chǔ)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)也是現(xiàn)代信息技術(shù)在不斷發(fā)展過(guò)程中的重要研究?jī)?nèi)容，尤其是對(duì)于商業(yè)應(yīng)用來(lái)講，該項(xiàng)技術(shù)是有著極大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。

1 云計(jì)算的內(nèi)涵以及其相關(guān)技術(shù)的組成

1.1 云計(jì)算

云計(jì)算這一概念的出現(xiàn)主要是因?yàn)楝F(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到了一定的高度，在當(dāng)前的信息技術(shù)領(lǐng)域，云計(jì)算絕對(duì)是一項(xiàng)比較熱門的研究?jī)?nèi)容。所謂的云計(jì)算指的是一種相較于傳統(tǒng)計(jì)算方式來(lái)講更加動(dòng)態(tài)的且在擴(kuò)展上更加容易的計(jì)算方式，一般來(lái)講云計(jì)算都是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上提供的虛擬資源進(jìn)行計(jì)算[1]。當(dāng)然如果對(duì)云計(jì)算進(jìn)行擴(kuò)充，又可以將其作為一種服務(wù)模式，這種服務(wù)模式是以互聯(lián)網(wǎng)作為中心的，在服務(wù)進(jìn)行的過(guò)程中，用戶并不需要對(duì)計(jì)算內(nèi)部的一些細(xì)節(jié)有多么詳細(xì)的了解，也不需要有多么專業(yè)的云計(jì)算相關(guān)知識(shí)，網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)平臺(tái)通過(guò)對(duì)用戶行為的采集自然能夠在網(wǎng)絡(luò)中心進(jìn)行各種計(jì)算最終為用戶提供合適的服務(wù)。云計(jì)算所能提供給用戶的服務(wù)中包含了基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，軟件服務(wù)，平臺(tái)服務(wù)等等。云計(jì)算技術(shù)也包含了相當(dāng)多的內(nèi)容。它們大多使用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算以計(jì)算的形式傳輸數(shù)字和字母，并對(duì)其進(jìn)行管理和處理。這種計(jì)算技術(shù)在各個(gè)行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域都取得了一定的成果。同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)也是一項(xiàng)非常重要的信息技術(shù)。它的數(shù)據(jù)池也是最實(shí)用的內(nèi)容。它不僅可以存儲(chǔ)大量的信息，而且可以存儲(chǔ)大量的信息和數(shù)據(jù)?？臻g范圍也相當(dāng)大，能夠?yàn)橛脩魩?lái)良好的服務(wù)，適應(yīng)人們的不同需求，網(wǎng)絡(luò)信息的內(nèi)容和數(shù)據(jù)都得到了系統(tǒng)的調(diào)整和完善。此外，云的使用可以提高人們的整體計(jì)算能力，使空間越來(lái)越廣闊。同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)中有許多基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)是在新時(shí)代發(fā)展起來(lái)的實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)資源高效管理的新工具?？梢岳锰摂M化技術(shù)和大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源整體數(shù)據(jù)的管理和處理特性。

1.2 云計(jì)算的核心技術(shù)組成

從信息技術(shù)的角度來(lái)講，云計(jì)算技術(shù)所構(gòu)成的系統(tǒng)有著層次化的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)總共是又六個(gè)層次構(gòu)成的，分別是基礎(chǔ)設(shè)施層，存儲(chǔ)，平臺(tái)，應(yīng)用，服務(wù)以及客戶端。在六個(gè)層級(jí)中，基礎(chǔ)設(shè)施層指的主要是計(jì)算機(jī)的一些基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成，比如說(shuō)要實(shí)現(xiàn)云計(jì)算技術(shù)必須要有構(gòu)建一種虛擬化的平臺(tái)環(huán)境，如此后期才能對(duì)計(jì)算機(jī)用戶提供相應(yīng)的滿足其需求的服務(wù)?；A(chǔ)設(shè)施層在實(shí)際對(duì)用戶的服務(wù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中主要是進(jìn)行如下的操作：將服務(wù)器端口的強(qiáng)大計(jì)算能力進(jìn)行一定的單位化改變，從而將原本用戶個(gè)人端口無(wú)法進(jìn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)通過(guò)虛擬操作來(lái)完成其計(jì)算，再提供給用戶最終的計(jì)算結(jié)果。云計(jì)算的存儲(chǔ)層就像其名稱一般主要是用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，其能夠提供的服務(wù)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的服務(wù)類似。而云計(jì)算的平臺(tái)層是主要用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的陣地，同時(shí)提供問(wèn)題解決的方案。而云計(jì)算的應(yīng)用層則是幫助用戶在不安裝相應(yīng)軟件或者運(yùn)行相關(guān)服務(wù)的前提下能夠順利獲得需要的計(jì)算服務(wù)。服務(wù)層是云計(jì)算的本質(zhì)，該結(jié)構(gòu)層借助于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)提供的各種龐大資源來(lái)為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。云計(jì)算的客戶端是計(jì)算中心與用戶進(jìn)行有效溝通與連接的層級(jí)，也是整個(gè)云計(jì)算技術(shù)結(jié)構(gòu)中最為重要的組成部分，承擔(dān)著消息提示以及任務(wù)顯示的責(zé)任。而從云計(jì)算的整體構(gòu)成上來(lái)講，其包含的核心存儲(chǔ)技術(shù)又分別為虛擬化存儲(chǔ)，高性能存儲(chǔ)以及分布式計(jì)算存儲(chǔ)等技術(shù)。

2 對(duì)云計(jì)算中的虛擬化進(jìn)行分析

基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)在研究過(guò)程中主要的功用是進(jìn)行信息化平臺(tái)與系統(tǒng)的搭建，這一任務(wù)在落實(shí)過(guò)程中最重要的就是進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，尤其是隨著信息化技術(shù)在社會(huì)企業(yè)以及各行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的高效利用，幫助其在實(shí)際生產(chǎn)中有更加科學(xué)靈活地配置以及成為相應(yīng)信息系統(tǒng)與平臺(tái)搭建的重要內(nèi)容。而虛擬化這一詞匯就是在這樣的社會(huì)發(fā)展背景下誕生的，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬化相關(guān)技術(shù)的研究也在變得越來(lái)越成熟[2]。借助于云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的虛擬化技術(shù)，在很大程度上使得信息資源的管理變得不那么復(fù)雜，對(duì)于這些資源更進(jìn)一步的優(yōu)化配置也有著非常重要的作用。當(dāng)然云計(jì)算與虛擬化技術(shù)是相互成就的，虛擬化技術(shù)在與計(jì)算中的應(yīng)用使得相應(yīng)的服務(wù)模式變得更完善，為用戶提供了更高質(zhì)量的計(jì)算服務(wù)。

3 存儲(chǔ)技術(shù)的分類

3.1 塊存儲(chǔ)技術(shù)

塊存儲(chǔ)技術(shù)可以理解為模塊化的存儲(chǔ)技術(shù)，就像是積木一樣，不同的設(shè)備就是一塊塊的積木，通過(guò)合理地堆疊來(lái)構(gòu)建更大的存儲(chǔ)空間。但這種存儲(chǔ)空間在存儲(chǔ)量上是極為有限的，一把倆說(shuō)也就能夠達(dá)到TB級(jí)而已?；谠朴?jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)在利用塊存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過(guò)程中必須要充分結(jié)合數(shù)據(jù)本身的特性，比如說(shuō)其保留的時(shí)間，重要程度，被訪問(wèn)的頻率等等，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)。這樣做的目的主要是方便數(shù)據(jù)的訪問(wèn)與利用，也在一定程度上節(jié)省計(jì)算資源。

3.2 結(jié)構(gòu)化的存儲(chǔ)技術(shù)

并不是所有的數(shù)據(jù)都可以存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)空間中的，數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)的過(guò)程中因?yàn)槠涮匦陨系牟灰恢滦枰獙?duì)其進(jìn)行分類存儲(chǔ)[3]。結(jié)構(gòu)化的存儲(chǔ)技術(shù)就指的是借助于表存儲(chǔ)的方式對(duì)半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行分別管理，通過(guò)對(duì)表存儲(chǔ)空間的一定擴(kuò)展來(lái)幫助存儲(chǔ)可以覆蓋的數(shù)據(jù)類型能夠更多一些。

3.3 分布式存儲(chǔ)以及對(duì)象存儲(chǔ)

分布式存儲(chǔ)是文件級(jí)別的存儲(chǔ)，具備一定的虛擬共享能力，可以將同一局域網(wǎng)中的不同計(jì)算機(jī)中的文件夾進(jìn)行共享，使其成為可以互相交流的虛擬文件夾，從而為整個(gè)局域網(wǎng)中的用戶提供更多的文件資源。而對(duì)象存儲(chǔ)與分布式存儲(chǔ)類似，都是非機(jī)構(gòu)化的存儲(chǔ)方式，相較于前者，對(duì)象存儲(chǔ)在操作是上更加簡(jiǎn)單的，不需要反復(fù)修改。

4 基于云計(jì)算的虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)

簡(jiǎn)單來(lái)講云計(jì)算中的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)指的是將物理資源進(jìn)行一定的抽象化模擬使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N虛擬資源進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行更加便利的存儲(chǔ)以及更高效的計(jì)算。而在將這些物理資源向著虛擬資源轉(zhuǎn)化的過(guò)程中所使用的轉(zhuǎn)化方式與整個(gè)轉(zhuǎn)化體系的物理配置有著非常大的關(guān)系。已經(jīng)完成轉(zhuǎn)化的資源只需要通過(guò)一定的硬件以及軟件資源就可以對(duì)其分配進(jìn)行重新規(guī)劃，這使得硬件的容量擴(kuò)增有了更多實(shí)現(xiàn)的可能性，與此同時(shí)對(duì)于軟件配置的簡(jiǎn)化，資源管理的更優(yōu)化等都有著極為積極的作用?；谠朴?jì)算的虛擬存在技術(shù)主要是借助于虛擬機(jī)以及一些硬件上的通信設(shè)置來(lái)進(jìn)行相應(yīng)虛擬系統(tǒng)的構(gòu)架，最終借助于操作系統(tǒng)來(lái)對(duì)物理資源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，再通過(guò)對(duì)虛擬資源的訪問(wèn)與管理來(lái)幫助整個(gè)資源配置變得更合理。

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷高速發(fā)展，每時(shí)每刻都有大量的數(shù)據(jù)信息誕生，社會(huì)以及互聯(lián)網(wǎng)世界對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有了更高的要求，但當(dāng)前的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間在范圍上是存在一定局限性的，很明顯可以發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)空間已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足存儲(chǔ)需求。在這樣的情況下為了幫助數(shù)據(jù)資源的使用效率變得更高，提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究者提出了基于云計(jì)算的虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)，也可以將其稱之為云存儲(chǔ)。借助于集群技術(shù)，分布式技術(shù)等方式來(lái)將接入到互聯(lián)網(wǎng)中的不同數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)設(shè)備整合到一起，借助于軟件操作來(lái)達(dá)成這些設(shè)備的統(tǒng)一運(yùn)行，從而幫助節(jié)省數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的空間，也方便用戶進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與訪問(wèn)。這種基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)幫助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式得到了改革創(chuàng)新，也降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的建設(shè)維護(hù)成本。在整個(gè)的基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)不斷完善的過(guò)程中，最基礎(chǔ)的是直連式存儲(chǔ)技術(shù)，而到了后期隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，有了更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)技術(shù)，區(qū)域網(wǎng)，基于IP的存儲(chǔ)技術(shù)等等，在不同領(lǐng)用應(yīng)用時(shí)，這些技術(shù)也各有其優(yōu)勢(shì)。

5 云計(jì)算下的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

5.1 大數(shù)據(jù)采集技術(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)采集的不同形式，大數(shù)據(jù)挖掘的采集方式可以分為兩種類型，即聚合采集和分布式采集。這兩種收集方法各有特點(diǎn)，將以其優(yōu)點(diǎn)為例加以說(shuō)明。雖然集中收款模式可以掌握企業(yè)的整體財(cái)務(wù)狀況，但選擇分布式收款模式的方法在操作靈活性方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。在大數(shù)據(jù)挖掘和收集過(guò)程中，不僅包括內(nèi)部財(cái)務(wù)的收集過(guò)程，還包括企業(yè)內(nèi)部相關(guān)數(shù)據(jù)和信息統(tǒng)計(jì)的收集。同時(shí)，采用分布式并行統(tǒng)計(jì)模式，可以混合多種采集模式，提高數(shù)據(jù)挖掘和采集的整體效率。因此,在大數(shù)據(jù)挖掘采集流程中,公司使用聚合采集模型,公司內(nèi)部使用分布式采集模型方法。而各個(gè)企業(yè)內(nèi)部均有多個(gè)中心服務(wù)器,以統(tǒng)一存放企業(yè)內(nèi)共享的信息與數(shù)據(jù)。中心服務(wù)器之間的組織可采取分布式數(shù)據(jù)收集模型。而按照結(jié)構(gòu)種類的不同,大金融數(shù)據(jù)還可包括全結(jié)構(gòu)金融數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)金融數(shù)據(jù),以及非結(jié)構(gòu)金融數(shù)據(jù)等。在大金融數(shù)據(jù)收集處理過(guò)程中,首先需要對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分析,然后利用云計(jì)算技術(shù)的擴(kuò)散、容錯(cuò)等優(yōu)勢(shì),對(duì)不同類型的金融數(shù)據(jù)進(jìn)行同構(gòu),從而將各個(gè)結(jié)構(gòu)的金融數(shù)據(jù)連接起來(lái)。

5.2 大數(shù)據(jù)保存技術(shù)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通常是以單節(jié)點(diǎn)的形式進(jìn)行的，主要是以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式進(jìn)行的，而且內(nèi)部存儲(chǔ)容量相對(duì)較小，導(dǎo)致新時(shí)代的海量信息無(wú)法存儲(chǔ)，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)無(wú)法承載大量的信息。再加上時(shí)間和空間的雙重外部約束，已經(jīng)不能滿足新時(shí)代的要求。特別是在新時(shí)期，由于傳統(tǒng)的信息處理速度和形式都特別緩慢，人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中需要很長(zhǎng)時(shí)間，大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)的水平已經(jīng)跟不上時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展?，F(xiàn)在它可以以云計(jì)算存儲(chǔ)的形式存儲(chǔ)。行列式煤炭粗選方法可以有效地區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組，對(duì)同一屬性的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，然后按照屬性劃分方法進(jìn)行存儲(chǔ)。根據(jù)屬性對(duì)它們進(jìn)行分類有一些特點(diǎn)，主要是根據(jù)相似度對(duì)它們進(jìn)行排序和分類，當(dāng)查詢結(jié)果無(wú)法確定時(shí)，也可以通過(guò)搜索相同的屬性來(lái)完成整體工作。在云計(jì)算技術(shù)下，可以完成數(shù)據(jù)的壓縮管理，增加用戶獲取數(shù)據(jù)的便利性，減少盲目查詢帶來(lái)的各種麻煩情況。

6 基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用

6.1 在社會(huì)公共服務(wù)中的應(yīng)用

我國(guó)的社會(huì)公共服務(wù)基本都是由政府牽頭進(jìn)行建設(shè)，后期還需要對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)，在實(shí)際對(duì)這些服務(wù)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中相關(guān)工作人員難免需要對(duì)不同類型的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而為社會(huì)民眾提供更好的公共服務(wù)[4]。對(duì)這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程中借助于基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)能夠幫助相關(guān)數(shù)據(jù)資源的傳遞以及計(jì)算，共享等變得更加便利，從而幫助不同部門的工作可以變得更高效。

6.2 在工商領(lǐng)域中的應(yīng)用

基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的主要優(yōu)勢(shì)是在其對(duì)于信息的管理與配置方面，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在工商領(lǐng)域，配合其他的電子信息技術(shù)可以為相應(yīng)的工商經(jīng)營(yíng)提供更有保障的管理支持。比如說(shuō)在城市的建筑領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)就可以對(duì)相應(yīng)的建筑信息以及行業(yè)動(dòng)態(tài)進(jìn)行有效管理與監(jiān)察，促使建筑工程可以最終獲得更高的質(zhì)量，對(duì)社會(huì)民眾提供更好的服務(wù)。

6.3 在軍事國(guó)防領(lǐng)域中的應(yīng)用

軍事國(guó)防領(lǐng)域在建設(shè)發(fā)展的過(guò)程中常常需要進(jìn)行各種演習(xí)，為了幫助演習(xí)的效果更理想，同時(shí)減少這一過(guò)程中不必要的傷亡，需要通過(guò)模擬技術(shù)去構(gòu)建真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。而基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)可以幫助為模擬的演習(xí)環(huán)境提供動(dòng)態(tài)化的氣候模擬，而通過(guò)對(duì)云端口的使用，不同作戰(zhàn)隊(duì)伍的指揮者也能夠?qū)?zhàn)場(chǎng)的環(huán)境有更清楚的洞悉，從而促使演習(xí)作戰(zhàn)更精彩，真實(shí)，訓(xùn)練效果更理想。

7 結(jié)束語(yǔ)

基于云計(jì)算的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)在社會(huì)不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)環(huán)境下誕生，而其發(fā)展與應(yīng)用也進(jìn)一步推動(dòng)著社會(huì)科技的發(fā)展，與此同時(shí)在不同行業(yè)中的應(yīng)用也為社會(huì)的進(jìn)步貢獻(xiàn)了不小的力量。