云存儲關鍵技術及其應用探究

陳海蕊

摘要：云存儲是以數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理為核心的云計算系統(tǒng)，其核心思想是將存儲作為一種網(wǎng)絡服務便捷高效地在線提供。本文云存儲的概念入手，探究了云存儲體系架構(gòu)、云存儲技術與傳統(tǒng)存儲技術的區(qū)別以及云存儲技術的應用情況。

關鍵詞：云計算；云存儲；數(shù)據(jù)備份；iCloud云存儲[1][2]是以數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理為核心的云計算系統(tǒng)，云存儲是在云計算[3][4]概念基礎之上延展而出的新概念，是指通過集群應用、網(wǎng)絡技術等，將網(wǎng)絡中多種不同類型的存儲設備集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的系統(tǒng)。對于使用者而言云存儲不是指某個具體的設備，而是指一個由許多存儲設備和服務器所構(gòu)成的集合體。云中的設備對使用者是完全透明的，云存儲提供的是一種黑匣子服務，一經(jīng)授權用戶即可對云存儲進行數(shù)據(jù)訪問。云存儲服務模型是以云計算為基礎架構(gòu)，通過集群應用、網(wǎng)絡技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)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(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的系統(tǒng)。

1云存儲體系結(jié)構(gòu)及其關鍵技術

云存儲系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)自底向上分為四層，分別是存儲層、管理層、接口層和訪問層。底層存儲層是最基礎部分，它由多種存儲設備、網(wǎng)絡設備和存儲管理系統(tǒng)組成，負責對底層設備的管理維護、狀態(tài)監(jiān)控等。管理層是核心部分，采用集群管理技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、備份容災等功能。接口層是基于云存儲開發(fā)應用的關鍵部分，該層提供統(tǒng)一的協(xié)議和編程接口。訪問層是基于云存儲開發(fā)的應用程序的入口，授權用戶通過應用接口登錄云存儲系統(tǒng)，共享云存儲服務。云存儲架構(gòu)模型如圖1所示：

在云存儲的發(fā)展過程中產(chǎn)生了很多關鍵技術，并將這些關鍵技術進行融合，關鍵技術包括存儲虛擬化技術、分布式存儲技術、P2P存儲技術、存儲加密技術、重復數(shù)據(jù)刪除技術、內(nèi)容分發(fā)技術、數(shù)據(jù)備份技術等。其中存儲虛擬化技術是云存儲的關鍵和核心，它是通過存儲虛擬化方法，將系統(tǒng)中異構(gòu)的存儲設備映射為一個統(tǒng)一的存儲資源池，該資源池對用戶而言是完全透明的。分布式存儲技術是指運用網(wǎng)絡存儲技術、分布式文件系統(tǒng)、網(wǎng)格存儲技術等多種技術，實現(xiàn)多種存儲設備的協(xié)同工作。P2P存儲技術是在對等網(wǎng)絡環(huán)境下通過功能對等的方式將存儲節(jié)點組成一個存儲網(wǎng)絡，各節(jié)點還可以通過統(tǒng)一的路由協(xié)議進行通信。與傳統(tǒng)存儲類似，數(shù)據(jù)備份在云存儲系統(tǒng)中同樣重要。目前常用的數(shù)據(jù)備份技術有：冷備份技術和熱備份技術、寫前拷貝技術、快照技術、鏡像技術、RAID技術等等。

2云存儲技術實踐及其應用

2011年美國亞馬遜公司宣布推出數(shù)字內(nèi)容云存儲服務。亞馬遜是老牌云計算提供商，很早建立了自己的云體系并開放云存儲個人業(yè)務。據(jù)估算Amazon EC2約有7100個服務器機架，按每個機架64個刀片服務器計算，總數(shù)量將高達454400臺。亞馬遜的云服務不僅是一種存儲體系，更可以作為網(wǎng)絡服務的依托平臺，讓用戶獨立創(chuàng)建個人云服務。蘋果公司也緊鑼密鼓地推出云存儲服務，蘋果的iCloud讓云存儲進入全面戰(zhàn)爭狀態(tài)。iCloud是一種云服務，它可以存儲多種內(nèi)容，包括音樂、電子書、照片等等。蘋果用戶只要用AppleID進行登錄，便可在所有iOS設備上聯(lián)網(wǎng)訪問，iCloud還將用戶的重要數(shù)據(jù)每天備份一次。iCloud蘋果云憑借完善的終端體系和緊密的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，一次設定使用終生，無須使用瀏覽器，也無須頻繁地登入登出，還可以讓不同平臺的蘋果設備同時接入使用。iCloud將用戶所有的所有文件都放在同一個地方，無需了解自己的存儲空間，也無需管理，真正做到了最簡。2010年Google發(fā)布了Google Storage for Developers，2011年5月，Google宣布完全開放Storage存儲。聯(lián)想是國內(nèi)較早提供云存儲服務的知名企業(yè)，但其業(yè)務主限于商用，聯(lián)想網(wǎng)盤是較早上線的一款面向存儲消費者的產(chǎn)品。然而國內(nèi)用戶更多地是選擇使用國外的免費工具，如Dropbox、WindowsLive Mesh等。金山公司早在2007年就成立了云存儲實驗室，金山快盤也是其典型的云存儲應用，用戶只需在計算機上安裝金山快盤軟件，它就會在計算機硬盤上生成一個虛擬盤符，用戶只要把需要備份與同步的文件放在里面，就能實現(xiàn)本地計算機與遠程服務器的同步與共享。金山快盤是中國首家多終端同步網(wǎng)盤。

事實證明，云存儲已經(jīng)悄悄地滲透到人類生活的方方面面，包括教育教學、醫(yī)療、休閑娛樂等等。競爭和創(chuàng)新會不斷刺激產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更簡單、功能更強大、價格更低廉的云存儲產(chǎn)品。作為一項嶄新的技術，云存儲已成為國內(nèi)外業(yè)界的新貴。

總之，云存儲系統(tǒng)以傳統(tǒng)的分布式存儲技術為基礎，實現(xiàn)了數(shù)字資源的海量存儲，本文從云存儲的概念展開，主要探討了云存儲相關技術及其應用實踐。云存儲是大勢所趨，將來也許會成為企業(yè)存儲的最終歸宿，將來也許人類會像離不開水和電一樣離不開云。但是由于云存儲技術還在初步發(fā)展階段，還有諸如經(jīng)濟實用性、安全性等很多問題亟待我們?nèi)パ芯拷鉀Q。

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[3]趙書蘭.典型Hadoop云計算[M].電子工業(yè)出版社，2013:1-8.

[4]徐成俊,徐娜,章恒,等.云計算實用技術指南[M].甘肅人民出版社，2013:144-150.