云計算時代的存儲技術——云存儲

任宇寧

山西省呂梁市衛生學校，山西呂梁 033000

1 云計算概念

云其實是網絡、互聯網的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網，后來也用來表示互聯網和底層基礎設施的抽象。云計算分狹義云計算和廣義云計算。狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。如果僅下一個定義，人們仍然無法理解到底什么是云計算，我們舉一個很淺顯的例子。傳統模式下，企業建立一套IT系統不僅僅需要購買硬件等基礎設施，還有買軟件的許可證，需要專門的人員維護。當企業的規模擴大時還要繼續升級各種軟硬件設施以滿足需要。對于企業來說，計算機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。對個人來說，我們想正常使用電腦需要安裝許多軟件，而許多軟件是收費的，對不經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，我們只需要在用時付少量“租金”即可“租用”到這些軟件服務，為我們節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電機，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。這種模式極大得節約了資源，方便了我們的生活。面對計算機給我們帶來的困擾，我們可不可以像使用水和電一樣使用計算機資源?這些想法最終導致了云計算的產生。云計算的最終目標是將計算、服務和應用作為一種公共設施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用計算機資源。云計算模式即為電廠集中供電模式。在云計算模式下，用戶的計算機會變的十分簡單，或許不大的內存、不需要硬盤和各種應用軟件，就可以滿足我們的需求，因為用戶的計算機除了通過瀏覽器給“云”發送指令和接受數據外基本上什么都不用做便可以使用云服務提供商的計算資源、存儲空間和各種應用軟件。這就像連接“顯示器” 和“主機”的電線無限長，從而可以把顯示器放在使用者的面前，而主機放在遠到甚至計算機使用者本人也不知道的地方。云計算把連接“顯示器”和“主機”的電線變成了網絡，把“主機”變成云服務提供商的服務器集群。在云計算環境下，用戶的使用觀念也會發生徹底的變化：從“購買產品”到“購買服務”轉變，因為他們直接面對的將不再是復雜的硬件和軟件，而是最終的服務。用戶不需要擁有看得見、摸得著的硬件設施，也不需要為機房支付設備供電、空調制冷、專人維護等等費用，并且不需要等待漫長的供貨周期、項目實施等冗長的時間，只需要把錢匯給云計算服務提供商，我們將會馬上得到需要的服務。這就是云計算，在這樣的模式下，云存儲又是怎么一回事，它與云計算有怎樣的聯系呢？

2 云存儲概念

云存儲是在云計算(cloud computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。 當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。簡單來說，云存儲就是將儲存資源放到網絡上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網的裝置方便地存取數據。然而在方便使用的同時，我們不得不重視存儲的安全性，存儲必須具有良好的兼容性，以及它在擴展性與性能聚合方面等諸多因素。首先，作為存儲最重要的就是安全性，尤其是在云時代，數據中心存儲著眾多用戶的數據，如果存儲系統出現問題，其所帶來的影響遠超分散存儲的時代，因此存儲系統的安全性就顯得愈發重要。其次，在云數據中心所使用的存儲必須具有良好的兼容性。在云時代，計算資源都被收歸到數據中心之中，再連同配套的存儲空間一起分發給用戶，因此站在用戶的角度上是不需要關心兼容性的問題的，但是站在數據中心的角度，兼容性卻是一個非常重要的問題。眾多的用戶帶來了各種各樣的需求，Windows、Linux、Unix、Mac OS，存儲需要面對各種不同的操作系統，如果給每種操作系統更夠配備專門的存儲的話，無疑與云計算的精神背道而馳，因此，云計算環境中，首先要解決的就是兼容性問題。再次，存儲容量的擴展能力。由于要面對數量眾多的用戶，存儲系統需要存儲的文件將呈指數級增長態勢，這就要求存儲系統的容量擴展能夠跟得上數據量的增長，做到無限擴容，同時在擴展過程中最好還要做到簡便易行，不能影響到數據中心的整體運行，如果容量的擴展需要復雜的操作，甚至停機，這無疑會極大地降低數據中心的運營效率。最后，云時代的存儲系統需要的不僅僅是容量的提升，對于性能的要求同樣迫切，與以往只面向有限的用戶不同，在云時代，存儲系統將面向更為廣闊的用戶群體，用戶數量級的增加使得存儲系統也必須在吞吐性能上有飛速的提升，只有這樣才能對請求作出快速的反應，這就要求存儲系統能夠隨著容量的增加而擁有線性增長的吞吐性能，這顯然是傳統的存儲架構無法達成的目標，傳統的存儲系統由于沒有采用分布式的文件系統，無法將所有訪問壓力平均分配到多個存儲節點，因而在存儲系統與計算系統之間存在著明顯的傳輸瓶頸，由此而帶來單點故障等多種后續問題，而集群存儲正是解決這一問題，滿足新時代要求的千金良方。

3 云存儲技術與傳統存儲技術

傳統的存儲技術是把所有數據都當作對企業同等重要和同等有用來進行處理，所有的數據集成到單一的存儲體系之中，以滿足業務持續性需求。但是在面臨大數據難題時顯得捉襟見肘：1）成本激增。在大型項目中，前端圖像信息采集點過多，單臺服務器承載量有限，就造成需要配置幾十臺，甚至上百臺服務器的狀況。這就必然導致建設成本、管理成本、維護成本、能耗成本的急劇增加；2）磁盤碎片問題。由于視頻監控系統往往采用回滾寫入方式，這種無序的頻繁讀寫操作，導致了磁盤碎片的大量產生。隨著使用時間的增加，將嚴重的影響整體存儲系統的讀寫性能，甚至導致存儲系統被鎖定為只讀，而無法寫入新的視頻數據；3）性能問題。由于數據量的激增，數據的索引效率也變得越來越為人們關注。而動輒上TB的數據。甚至是幾百TB的數據，在索引時往往需要花上幾分鐘的時間。

作為最新的存儲技術，與傳統存儲相比，云存儲具有以下優點：1）管理方便。其實這一項也可以歸納為成本上的優勢。因為將大部分數據遷移到云存儲上去后，所有的升級維護任務都是由云存儲服務提供商來完成，節約了企業存儲系統管理員上的成本壓力。還有就是云存儲服務強大的可擴展性，當企業用戶發展壯大后，突然發現自己先前的存儲空間不足，就必須要考慮增加存儲服務器來滿足現有的存儲需求。而云存儲服務則可以很方便的在原有基礎上擴展服務空間，滿足需求；2）成本低。就目前來說，企業在數據存儲上所付出的成本是相當大的，而且這個成本還在隨著數據的暴增而不斷增加。為了減少這一成本壓力，許多企業將大部分數據轉移到云存儲上，讓云存儲服務提供商來為他們解決數據存儲的問題。這樣就能花很少的價錢獲得最優的數據存儲服務；3）量身定制。這個主要是針對于私有云。云服務提供商專門為單一的企業客戶提供一個量身定制的云存儲服務方案，或者可以是企業自己的IT機構來部署一套私有云服務架構。私有云不但能為企業用戶提供最優質的貼身服務，而且還能在一定程度上降低安全風險。

傳統的存儲模式已經不再適應當代數據暴增的現實問題，如何讓新興的云存儲發揮它應有的能力，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，云計算時代已經到來，作為其核心的云存儲必將成為未來存儲技術的必然趨勢。

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