淺談云計(jì)算中的虛擬化與云存儲技術(shù)

◆張 淵

（中國國土資源航空物探遙感中心 北京 100083）

淺談云計(jì)算中的虛擬化與云存儲技術(shù)

◆張 淵

（中國國土資源航空物探遙感中心 北京 100083）

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)逐漸進(jìn)入大家的視野之內(nèi)，云計(jì)算在國內(nèi)外信息技術(shù)領(lǐng)域都是重點(diǎn)研究課題與發(fā)展對象。本文通過對云計(jì)算和云存儲等概念的介紹，簡單闡述在云計(jì)算領(lǐng)域中，云存儲和虛擬化技術(shù)，對于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值等，目的在于在基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)中更加合理利用網(wǎng)絡(luò)與存儲資源，深化云存儲技術(shù)的研究與應(yīng)用。

云計(jì)算; 云存儲; 虛擬化

1 云計(jì)算的發(fā)展及概況

云計(jì)算，作為第三次IT變革的代表名詞，現(xiàn)在已經(jīng)大范圍的進(jìn)入了我們的生活當(dāng)中。如果說個人計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)變革給人類帶來的是信息化聯(lián)通方面的改革的話，云計(jì)算就是對人類生活和商業(yè)模式上的徹底改革。“云”，代表互聯(lián)網(wǎng)，在云計(jì)算模式中，用戶可以更加便捷，快速的訪問資源，按照自己的需求來訪問資源池，在此過程中，不需要過多的投入，只需要少量且簡單的管理工作，就可以，而且與服務(wù)供應(yīng)商的交互極少，增加了效率[1]。

云存儲在云計(jì)算（cloud computing）概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念。在云計(jì)算模式下，客戶不再是購買產(chǎn)品實(shí)物，而是通過購買服務(wù)，來完成自己的需求。簡單的說，客戶只需要清楚自己需要什么樣的服務(wù)即可，不用在乎這些服務(wù)來自哪里，或者產(chǎn)品之間的性價(jià)比等因素。云計(jì)算是通過互聯(lián)網(wǎng)直接讓客戶隨時(shí)隨地的使用自己所定制的服務(wù)，具有跨地域限制、打破計(jì)算量限制等特點(diǎn)，所以這種模式，被形象的成為“云”。

2 云存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型

云存儲與傳統(tǒng)的信息記錄設(shè)備相比，最大的特點(diǎn)就是云存儲的功能不單單是信息記錄，而是通過互聯(lián)網(wǎng)，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、信息記錄設(shè)備、服務(wù)程序、應(yīng)用軟件、訪問、接入等功能整合到一起的復(fù)雜系統(tǒng)。云存儲以信息記錄功能為主要業(yè)務(wù)核心，通過自身的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)，與外部客戶群體產(chǎn)生業(yè)務(wù)存儲與訪問服務(wù)。這種服務(wù)架構(gòu)模式自下而上分別為存儲層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和訪問層[2]。

2.1 存儲層

存儲層是云存儲的基本部分，相當(dāng)于云存儲的心臟部分，其他的功能與應(yīng)用都是圍繞此部分來設(shè)計(jì)的。各個存儲設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，存儲設(shè)備可以是FC光纖通道存儲設(shè)備，也可以是NAS和iSCSI等IP存儲設(shè)備。管理這些存儲設(shè)備的，是一個名為“存儲設(shè)備管理”的系統(tǒng)，它的任務(wù)就是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)儲設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)。

2.2 基礎(chǔ)管理層

基礎(chǔ)管理層，就是云存儲的大腦部分，云存儲的大部分功能，都是以管理層為前提來完成的，這部分也最難實(shí)現(xiàn)?；A(chǔ)管理層，通過自身設(shè)定好的規(guī)則，來完成文件之間的集群、交互、文件分布和計(jì)算等功能，協(xié)調(diào)多個云存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作任務(wù)。同時(shí)，基礎(chǔ)管理層還要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)之間的備份，保證云存儲中數(shù)據(jù)的安全等等[3]。

2.3 應(yīng)用接口層

云存儲相比以往的存儲設(shè)備，最大的優(yōu)勢就是能為客戶提供不同的應(yīng)用接口，比如提供視頻監(jiān)視的平臺、IPTV和視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺等。

2.4 訪問層

任何一個授權(quán)用戶都可以通過公用應(yīng)用接口登錄云存儲系統(tǒng)，享受云存儲服務(wù)。不同的云存儲運(yùn)營單位提供的訪問類型和訪問手段也不盡相同。

3 云計(jì)算中的虛擬化

在信息化全面發(fā)展的今天，越來越多的企業(yè)，也開始重視信息化平臺業(yè)務(wù)，“數(shù)據(jù)”，就是現(xiàn)代企業(yè)信息化平臺的核心組成部分。說到數(shù)據(jù)，就不得不提到對數(shù)據(jù)的高效利用和靈活管理問題，這兩項(xiàng)，恰恰是云計(jì)算技術(shù)中的關(guān)鍵課題之一[4]。虛擬化是將物理資源統(tǒng)一抽象成虛擬資源。這是一種將實(shí)物轉(zhuǎn)換為抽象化的存儲模式。這種抽象的方式與實(shí)現(xiàn)方式、地理位置、底層資源的物理配置有關(guān)。虛擬化可使有限的硬件和軟件資源按需重新規(guī)劃分配，擴(kuò)大了硬件容量，簡化了軟件配置過程和資源的訪問與管理，提高硬件與軟件的綜合效率和應(yīng)用能力。當(dāng)這種虛擬化技術(shù)，以服務(wù)的形式提供給用戶時(shí)，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)獲得非常優(yōu)越的計(jì)算能力，并對此服務(wù)和計(jì)算能力自由取用，按需付費(fèi)。

4 云計(jì)算中云存儲的概念

云計(jì)算是分布式處理（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的發(fā)展，它通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，將計(jì)算處理的數(shù)據(jù)，拆分成無數(shù)個小的計(jì)算模塊，經(jīng)過多方位的快速運(yùn)算后，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶[5]。通過云計(jì)算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云存儲，是一種服務(wù)模式，對于使用者而言，云存儲并非是單純的商品，而是一種數(shù)據(jù)訪問的服務(wù)，是經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)中，眾多存儲設(shè)備和服務(wù)器架構(gòu)而成的一個系統(tǒng)的組合[6]。云存儲，簡單來說，是一種配備了大容量存儲空間的據(jù)計(jì)算系統(tǒng)，在云計(jì)算的基礎(chǔ)之上，又添加了為客戶提供存儲功能的存儲層，同時(shí)兼顧數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)管理等類似于服務(wù)存儲的功能，與云計(jì)算的訪問接口大致相同。所以嚴(yán)格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務(wù)。云存儲的核心是應(yīng)用軟件與存儲設(shè)備相結(jié)合，通過應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲設(shè)備向存儲服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

5 云存儲的價(jià)值

云存儲，其價(jià)值在于能在有限的服務(wù)器空間上，做到近乎是無限的擴(kuò)展，毫不夸張的說，甚至可以將1MB的空間當(dāng)做1GB來使用。有一個經(jīng)典實(shí)例，可以說明云存儲的價(jià)值所在：早在2004年時(shí)候，谷歌公司就推出了Gmail服務(wù)，此項(xiàng)服務(wù)可以為谷歌的每一個用戶，提供高達(dá)1GB的存儲空間。而在當(dāng)時(shí)，作為計(jì)算機(jī)行業(yè)的巨頭，微軟公司的Hotmail，僅僅只能為客戶提供20MB的存儲空間。就是因?yàn)槲④浌井?dāng)時(shí)并沒有云存儲技術(shù)，如果強(qiáng)和與谷歌抗?fàn)帲蔡峁?GB的存儲空間的話，就必須擴(kuò)容服務(wù)器，為每一個用戶提前預(yù)留好空間，重復(fù)利用率不但低下，而且成本非常高。谷歌當(dāng)時(shí)掌握了云存儲動態(tài)共享技術(shù)，所以，在谷歌的用戶沒有使用到1GB的存儲空間時(shí)，并沒有占用服務(wù)器的資源，重復(fù)利用率和傳統(tǒng)存儲模式相比，高達(dá)2500%。這還是在當(dāng)時(shí)的比例，實(shí)際上就現(xiàn)在的云存儲技術(shù)而言，比例基本屬于無法計(jì)算的。這便是云存儲的價(jià)值所在。

6 云存儲未來發(fā)展趨勢

從現(xiàn)在看來，云存儲必將成為未來存儲行業(yè)的領(lǐng)頭羊，甚至是存儲行業(yè)發(fā)展的一種趨勢[7]?，F(xiàn)階段，云存儲廠商正在致力于將各方面的應(yīng)用技術(shù)與云存儲相結(jié)合，以此來為廣大客戶群體提供更加細(xì)致和人性化的服務(wù)。雖然云存儲的種種優(yōu)點(diǎn)表明自身的可發(fā)展性，但是想要真正的取代現(xiàn)有的存儲技術(shù)與設(shè)備，還需要從安全性、便攜性及數(shù)據(jù)訪問等角度進(jìn)行發(fā)展。

7 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,云服務(wù)也將被提升到前所未有的高度,基于云計(jì)算的虛擬化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)已經(jīng)成為云技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。相信在不久的將來，云計(jì)算技術(shù)，會改變?nèi)祟惉F(xiàn)在的學(xué)習(xí)、生活、工作方式,極大的提高人類的工作效率。

[1]王鵬.云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]石利平.淺析基于Web的云存儲技術(shù)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2010.

[3]陳全，鄧倩妮.云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2009.

[4]盧大勇，陸琪，姚繼鋒.伯克利云計(jì)算白皮書（節(jié)選）[J].高性能計(jì)算發(fā)展與應(yīng)用，2009.

[5]李德毅，孟海軍.隸屬云和隸屬云發(fā)生器[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2009.

[6]吳吉義，章劍林，傅建慶，平玲娣.基于Kademlia的云存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)冗余方案研究[J].電信科學(xué)，2011.

[7]王昊鵬，劉旺盛.虛擬化技術(shù)在云計(jì)算中的應(yīng)用初探[J].電腦知識與技術(shù)，2008.