云存儲及架構(gòu)

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1、云存儲原理及系統(tǒng)構(gòu)架摘要：云存儲作為一個(gè)新興的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，由于其快速部署、低成本、靈活調(diào)整規(guī)模等優(yōu)勢被越來越多的企業(yè)應(yīng)用。基于以上研究云存儲，本文基于《云存儲解析》內(nèi)容，具體分析了云存儲系統(tǒng)構(gòu)架模式、技術(shù)優(yōu)勢及特點(diǎn)，并與傳統(tǒng)的存儲架構(gòu)模式進(jìn)行了對比?！　∏把浴　∽鳛榻鼛啄昱d起的“云計(jì)算(CloudComputing)”的一大重要組成部分，“云存儲(CloudStorage)”承擔(dān)著最底層以服務(wù)形式收集、存儲和處理數(shù)據(jù)的任務(wù)，并在此基礎(chǔ)上展開上層的云平臺、云服務(wù)等業(yè)務(wù)。與傳統(tǒng)的存儲設(shè)備相比，云存儲不

2、僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個(gè)部分組成的系統(tǒng)?！　≡拼鎯μ峁┑氖谴鎯Ψ?wù)，存儲服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)將本地?cái)?shù)據(jù)存放在存儲服務(wù)提供商(SSP)提供的在線存儲空間。需要存儲服務(wù)的用戶不再需要建立自己的數(shù)據(jù)中心，只需向SSP申請存儲服務(wù)，從而避免了存儲平臺的重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了昂貴的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施投資。　　1云存儲技術(shù)　　云存儲系統(tǒng)與傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)相比，具有如下不同：第一，從功能需求來看，云存儲系統(tǒng)面向多種類型的網(wǎng)絡(luò)在線存儲服務(wù)，而傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)則面向如高

3、性能計(jì)算、事務(wù)處理等應(yīng)用；第二，從性能需求來看，云存儲服務(wù)首先需要考慮的是數(shù)據(jù)的安全、可靠、效率等指標(biāo)，而且由于用戶規(guī)模大、服務(wù)范圍廣、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的云存儲服務(wù)必將面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)；第三，從數(shù)據(jù)管理來看，云存儲系統(tǒng)不僅要提供類似于POSIX的傳統(tǒng)文件訪問，還要能夠支持海量數(shù)據(jù)管理并提供公共服務(wù)支撐功能，以方便云存儲系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)的維護(hù)。　　基于上述特點(diǎn)，云存儲平臺整體架構(gòu)可劃分為4個(gè)層次，自底向上依次是：存儲層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層以及訪問層。云存儲平臺整體架構(gòu)如圖1所示?！　?/p>

4、　　圖1云存儲框架　　(1)存儲層　　云存儲系統(tǒng)對外提供多種不同的存儲服務(wù)，各種服務(wù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在云存儲系統(tǒng)中，形成一個(gè)海量數(shù)據(jù)池。從大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)后臺數(shù)據(jù)組織方式來看，傳統(tǒng)基于單服務(wù)器的數(shù)據(jù)組織難以滿足廣域網(wǎng)多用戶條件下的吞吐性能和存儲容量需求；基于P2P架構(gòu)的數(shù)據(jù)組織需要龐大的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和復(fù)雜編碼算法保證數(shù)據(jù)可靠性。相比而言，基于多存儲服務(wù)器的數(shù)據(jù)組織方法能夠更好滿足在線存儲服務(wù)的應(yīng)用需求，在用戶規(guī)模較大時(shí)，構(gòu)建分布式數(shù)據(jù)中心能夠?yàn)椴煌乩韰^(qū)域的用戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量?！　≡拼鎯Φ拇鎯訉⒉煌愋?/p>

5、的存儲設(shè)備互連起來，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對存儲設(shè)備的集中管理、狀態(tài)監(jiān)控以及容量的動態(tài)擴(kuò)展，實(shí)質(zhì)是一種面向服務(wù)的分布式存儲系統(tǒng)。　　(2)基礎(chǔ)管理層　　云存儲系統(tǒng)架構(gòu)中的基礎(chǔ)管理層為上層提供不同服務(wù)間公共管理的統(tǒng)一視圖。通過設(shè)計(jì)統(tǒng)一的用戶管理、安全管理、副本管理及策略管理等公共數(shù)據(jù)管理功能，將底層存儲與上層應(yīng)用無縫銜接起來，實(shí)現(xiàn)多存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作，以更好的性能對外提供多種服務(wù)?！　?3)應(yīng)用接口層　　應(yīng)用接口層是云存儲平臺中可以靈活擴(kuò)展的、直接面向用戶的部分。根據(jù)用戶需求，可以開發(fā)出不

6、同的應(yīng)用接口，提供相應(yīng)的服務(wù)。比如數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、空間租賃服務(wù)、公共資源服務(wù)、多用戶數(shù)據(jù)共享服務(wù)、數(shù)據(jù)備份服務(wù)等?！　?4)訪問層　　通過訪問層，任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以在任何地方，使用一臺聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備，按照標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來登錄云存儲平臺，享受云存儲服務(wù)?！　?云存儲技術(shù)的優(yōu)勢　　作為新興的存儲技術(shù)，與傳統(tǒng)的購買存儲設(shè)備和部署存儲軟件相比，云存儲方式存在以下優(yōu)點(diǎn)：　　(1)成本低、見效快　　傳統(tǒng)的購買存儲設(shè)備或軟件定制方式下，企業(yè)根據(jù)信息化管理的需求，一次性投入大量資金購置硬件設(shè)備、搭建平臺。軟件開

7、發(fā)則經(jīng)過漫長的可行性分析、需求調(diào)研、軟件設(shè)計(jì)、編碼、測試這一過程。往往在軟件開發(fā)完成以后，業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化，不得不對軟件進(jìn)行返工，不僅影響質(zhì)量，提高成本，更是延誤了企業(yè)信息化進(jìn)程，同時(shí)造成了企業(yè)之間的低水平重復(fù)投資以及企業(yè)內(nèi)部周期性、高成本的技術(shù)升級。在云存儲方式下，企業(yè)除了配置必要的終端設(shè)備接收存儲服務(wù)外，不需要投入額外的資金來搭建平臺。企業(yè)只需按用戶數(shù)分期租用服務(wù)，規(guī)避了一次性投資的風(fēng)險(xiǎn)，降低了使用成本，而且對于選定的服務(wù)，可以立即投入使用，既方便又快捷?！　?2)易于管理　　傳統(tǒng)方式下，企業(yè)需要

8、配備專業(yè)的IT人員進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)，由此帶來技術(shù)和資金成本。云存儲模式下，維護(hù)工作以及系統(tǒng)的更新升級都由云存儲服務(wù)提供商完成，企業(yè)能夠以最低的成本享受到最新最專業(yè)的服務(wù)。　　(3)方式靈活　　傳統(tǒng)的購買和定制模式下，一旦完成資金的一次性投入，系統(tǒng)無法在后續(xù)使用中動態(tài)調(diào)整。隨著設(shè)備的更新?lián)Q代，落后的硬件平臺難以處置；隨著業(yè)務(wù)需求的不斷變化，軟件需要不斷地更新升級甚至重構(gòu)來與之相適應(yīng)，導(dǎo)致維護(hù)成本高昂，很容易發(fā)展到不可控的程度。而云存儲方式一般按照客戶數(shù)、使用