云存儲架構的技術特點與發展方向

周心嫻

云存儲作為云計算重要的組成部分被越來越多的企業所使用，無論是個人數據還是企業數據，都在利用云存儲的海量存儲、彈性擴容等特點進行相關應用。

云計算被稱為是繼個人PC、互聯網之后的第三次信息化革命，不僅實現了IT技術的革新，更是IT商業模式和服務模式的一次重大變革。越來越多的商業活動幾乎都采用云計算技術作為后臺支撐，實現按需服務，按需計費。

我國對云計算產業高度重視，已把云計算產業的發展提到了國家戰略的高度，在十二五規劃中將云計算列入重點扶植的戰略新興產業。通過云計算技術縮小中小企業和大企業的IT應用差距，讓每個人能以極低的成本獲得頂尖的信息技術和服務。

隨著云計算市場規模的不斷擴大，應用場景涉及到個人數據存儲、企業數據及應用支撐、國家公共基礎設施支撐等多個領域，云計算的發展趨勢自然成為業界關注的焦點。

云存儲顧名思義就是在云上提供存儲的服務，將數據儲存到云上供企業或個體存取的解決方案。消費者可以在任何時間、任何地方透過網絡連接到云，便捷地存取數據，其相對于線下具有可用性高、擴展性強、存儲量大、按需提供等特點。云存儲一般都是由云計算服務商通過服務方式提供，數據分散存儲，對于用戶而言根本不用關心數據存儲的具體區域，使用即可。根據云存儲提供的服務類型和面向用戶的不同，云存儲服務大致可以分為個人服務（如網盤、文檔共享編輯等）和企業服務（如企業數據存儲的空間租賃服務、數據的云災備服務及云監控存儲等）。

云存儲服務商會在后臺通過存儲虛擬化技術將分散的存儲資源進行虛擬化，聚合形成存儲資源池。作為個人或者企業消費者可透過Web化的用戶界面訪問使用此存儲資源池來存放文件或對象。在某些自動化的場景中，服務商還提供透過Web服務應用程序接口（API）進行數據存儲。根據云存儲的使用場景不同，可以對云存儲進行細化分類，如視頻云存儲、文檔云存儲、災備云存儲及數據庫云存儲等。

為更好地了解和學習云存儲，必須先了解云存儲架構和其特點，云存儲的架構大致分為物理層、管理層、應用層和訪問層。

物理層

物理層也就是真正存儲數據的硬件介質，如磁盤、磁帶等，也是最基礎的部分。根據硬件自身特性的不同，存儲介質也不同，如FC光纖通道存儲設備，網絡存儲設備、直連存儲設備及IP存儲等。在目前常用的云存儲場景中，云存儲中的存儲硬件往往數量龐大且分布于不同的地理位置。可以通過虛擬化技術實現池化，通過網絡進行互聯，利用管理層的特性實現存儲設備的高可用性以及硬件設備自身的狀態監控和故障維護。

存儲管理層

云存儲的可靠性是非常高的，可以說是5個9也不為過。主要因為它具備可靠的存儲管理層，能對物理設備、區域分布等功能進行統一管理和調度，幾乎沒有單點故障的發生。存儲管理層可以說是云存儲方案中最核心的部分，也是云存儲中技術復雜性、管理復雜性最高的部分。通過集群、分布式文件系統和網格計算等技術，實現云存儲中多個存儲設備之間的協同工作，使多個的存儲設備可以對外提供同一種服務，并提供高性能的數據訪問能力。

應用接口層

應用接口層作為云存儲的潤滑層發揮著重要的重要，它融合了不同的協議和接口，為不同的應用場景提供不同類型的接入服務。云存儲并不單指硬件，更多的是軟硬件的集合體，通過應用層的協調，提供不同的應用場景的服務。比如監控應用平臺、視頻點播應用平臺、網絡硬盤應用平臺和遠程數據備份應用平臺等。

訪問層

訪問層是距離消費者最近的一層，是打通消費者與云存儲的橋梁。大家一定要記住，云存儲并非存儲，而是一種云服務，對消費者來說，不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構成的集合體。消費者使用云存儲，并不是使用某一個存儲設備，而是使用整個云存儲系統帶來的一種數據訪問服務。消費者可以通過云服務商提供的入口登錄云存儲系統，使用云存儲服務。隨著網頁技術的發展，消費者可以通過PC、移動端及智能終端實時進行數據的存取或者共享。

虛擬化

云存儲的基本特性之一就是存儲虛擬化。通過虛擬化技術將存儲資源的邏輯映像與物理存儲分開，從而提供簡化、無縫的資源虛擬視圖，簡化復雜的底層基礎架構。存儲資源通過虛擬化技術“池化”后，形成巨大的存儲池，用戶無需關心數據的具體存儲位置，只需按需索取。云存儲通過虛擬化技術將保證數據的高可用性，真正實現數據無處不在，隨處可取。

擴展性

擴展性是云存儲最基本的特點之一，它不再局限于傳統的擴展模式，如先設計、次采購再集成等步驟。而是通過良好的軟件設計，通過集群式管理模式，分布式架構基礎，可以按照消費者的實際需求進行按需索取。降低消費者的采購成本和使用成本，真正發揮云的優勢。

穩定性

為滿足用戶或企業不同場景應用的高可用性，云存儲從誕生之初就考慮了冗余特性，并在架構上考慮了高可用的要求。所有物理層分布在不同的區域，數據落盤到不同的區域，通過集群、網絡互聯等技術實現數據的實時同步，實現多副本存儲，統一接口存取。

安全性

云存儲方面的安全性一直是服務商和企業最關注的話題，再加上國家發布的《數據安全法》對數據的存儲提出了更高的要求。云服務商也在第一時間進行各種技術升級和改進，實現數據的落盤加密、數據訪問加密、數據容錯等多種手段確保用戶云上數據的安全。因為云服務商提供的服務范圍廣、類型多，所以實際上云存儲所能提供的安全性水平遠遠要比用戶本地硬盤或者企業的數據中心所能提供的安全水平要高。

便捷性

云存儲為消費者或企業提供了便捷的訪問方式，如PC、移動端或其他智能設備。只要有網絡，用戶就可以通過這些方式進行數據的存取、共享等操作。部分云服務商還可以將整個數據集傳送到用戶所選擇的任何媒介，甚至是專門的存儲設備，大大提高了數據遷移的便捷性。

隨著數字化轉型的加速部署，雙輪驅動（業務驅動數據、數據驅動業務）尤為突出。企業越來越重視客戶的體驗，通過各種方式和渠道收集用戶的體驗數據，反饋給業務甚至研發團隊。通過大數據平臺的分析，發掘價值，用于研發及業務側的決策。同時業務應用趨于移動化，最直觀地實現端到端的通道打通，相較于傳統方式，非結構化數據將越來越多的被采集和存儲。

當前我們已經從IT進入到了DT時代，甚至是OT時代。物聯網給各種終端賦予了智慧屬性，海量數據將被采集用于數字化轉型內服務的提升和質量的把控。尋找一種安全可靠、海量的存儲解決方案就變得尤為重要。

云存儲已經成為未來存儲發展的一種趨勢，隨著云存儲技術的發展，各種涉及云存儲的場景會越來越多。從大方向考慮，云存儲還需從安全性、便攜性及可用性3個角度進行改善。

安全性

隨著《數據安全法》的發布，從國家層面對數據的安全進行立法，數據的重要性和安全性被提到了一個新的高度。云服務提供商應該研讀《數據安全法》，從數據的生命周期對數據進行安全防護，而不僅僅關注云存儲自身的安全性，也要涉及數據的使用、采集等方面。

便攜性

隨著物聯網的不斷發展，云服務提供商也開始逐漸對IOT的發展進行支撐，更多的物聯網場景被滿足，如云上監控、云上點播、云上會議等等。隨著各種智能終端的普及云存儲的便捷性應不再局限于H5等Web相關的技術上，而是向嵌入式等接近硬件的方面發展，更有利地支撐物聯網的發展。同時可以嘗試通過新的手段實現數據的云上云下便捷轉移，滿足將來混合存儲模式的需要。

可用性

從企業的實際應用出發，不難發現云上數據和云下數據在網絡傳輸上還存在不同級別的延時。當下結合CDN內容分發系統可以實現網絡訪問加速的功能，提升用戶的訪問效果。利用本地高速存儲緩存機制，可以對熱數據進行臨時存儲，解決數據級延遲問題。隨著云存儲技術和網絡技術的不斷發展，各廠商仍將繼續努力實現存儲方式的優化和網絡優化，從而盡量減少數據傳輸的延遲性，為用戶實現數據云上云下無縫訪問提供更好支持。

在數字化轉型的大背景下，大數據時代已悄然到來，數據的存儲成為企業的重中之重，在大數據時代，數據量高速增長，數據存儲已經是很多產業服務、經濟建設的重要IT基礎設施。云存儲架構作為承載數據的載體，一定會隨著業務的需要和整體云的發展不斷更新。但是萬變不離其宗，所有技術架構都是為商業架構服務的。脫離業務的架構就如同人沒有骨架，無法撐起身體前進。相信云存儲架構會隨著技術的發展，越來越開源化、輕量化和更具前瞻性。再次重申，云存儲不是存儲，而是服務。