云计算时代的存储技术——云存储

1 云计算概念

    云其实是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算分狭义云计算和广义云计算。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。如果仅下一个定义，人们仍然无法理解到底什么是云计算，我们举一个很浅显的例子。传统模式下，企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施，还有买软件的许可证，需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说，计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的，它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说，我们想正常使用电脑需要安装许多软件，而许多软件是收费的，对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。如果能够提供我们需要的所有软件供我们租用，我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务，为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电，但我们不是每家自备发电机，它由电厂集中提供；我们每天都要用自来水，但我们不是每家都有井，它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源，方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰，我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源?这些想法最终导致了云计算的产生。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。

    在云计算模式下，用户的计算机会变的十分简单，或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件，就可以满足我们的需求，因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器” 和“主机”的电线无限长，从而可以把显示器放在使用者的面前，而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络，把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。在云计算环境下，用户的使用观念也会发生彻底的变化：从“购买产品”到“购买服务”转变，因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件，而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施，也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用，并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间，只需要把钱汇给云计算服务提供商，我们将会马上得到需要的服务。这就是云计算，在这样的模式下，云存储又是怎么一回事，它与云计算有怎样的联系呢？

2 云存储概念

    云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。 当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说，云存储就是将储存资源放到网络上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置方便地存取数据。然而在方便使用的同时，我们不得不重视存储的安全性，存储必须具有良好的兼容性，以及它在扩展性与性能聚合方面等诸多因素。首先，作为存储最重要的就是安全性，尤其是在云时代，数据中心存储着众多用户的数据，如果存储系统出现问题，其所带来的影响远超分散存储的时代，因此存储系统的安全性就显得愈发重要。其次，在云数据中心所使用的存储必须具有良好的兼容性。在云时代，计算资源都被收归到数据中心之中，再连同配套的存储空间一起分发给用户，因此站在用户的角度上是不需要关心兼容性的问题的，但是站在数据中心的角度，兼容性却是一个非常重要的问题。众多的用户带来了各种各样的需求，Windows、Linux、Unix、Mac OS，存储需要面对各种不同的操作系统，如果给每种操作系统更够配备专门的存储的话，无疑与云计算的精神背道而驰，因此，云计算环境中，首先要解决的就是兼容性问题。再次，存储容量的扩展能力。

    由于要面对数量众多的用户，存储系统需要存储的文件将呈指数级增长态势，这就要求存储系统的容量扩展能够跟得上数据量的增长，做到无限扩容，同时在扩展过程中最好还要做到简便易行，不能影响到数据中心的整体运行，如果容量的扩展需要复杂的操作，甚至停机，这无疑会极大地降低数据中心的运营效率。最后，云时代的存储系统需要的不仅仅是容量的提升，对于性能的要求同样迫切，与以往只面向有限的用户不同，在云时代，存储系统将面向更为广阔的用户群体，用户数量级的增加使得存储系统也必须在吞吐性能上有飞速的提升，只有这样才能对请求作出快速的反应，这就要求存储系统能够随着容量的增加而拥有线性增长的吞吐性能，这显然是传统的存储架构无法达成的目标，传统的存储系统由于没有采用分布式的文件系统，无法将所有访问压力平均分配到多个存储节点，因而在存储系统与计算系统之间存在着明显的传输瓶颈，由此而带来单点故障等多种后续问题，而集群存储正是解决这一问题，满足新时代要求的千金良方。

3 云存储技术与传统存储技术

    传统的存储技术是把所有数据都当作对企业同等重要和同等有用来进行处理，所有的数据集成到单一的存储体系之中，以满足业务持续性需求。但是在面临大数据难题时显得捉襟见肘：

    1）成本激增。在大型项目中，前端图像信息采集点过多，单台服务器承载量有限，就造成需要配置几十台，甚至上百台服务器的状况。这就必然导致建设成本、管理成本、维护成本、能耗成本的急剧增加；

    2）磁盘碎片问题。由于视频监控系统往往采用回滚写入方式，这种无序的频繁读写操作，导致了磁盘碎片的大量产生。随着使用时间的增加，将严重的影响整体存储系统的读写性能，甚至导致存储系统被锁定为只读，而无法写入新的视频数据；

    3）性能问题。由于数据量的激增，数据的索引效率也变得越来越为人们关注。而动辄上TB的数据。甚至是几百TB的数据，在索引时往往需要花上几分钟的时间。

    作为最新的存储技术，与传统存储相比，云存储具有以下优点：

    1）管理方便。其实这一项也可以归纳为成本上的优势。因为将大部分数据迁移到云存储上去后，所有的升级维护任务都是由云存储服务提供商来完成，节约了企业存储系统管理员上的成本压力。还有就是云存储服务强大的可扩展性，当企业用户发展壮大后，突然发现自己先前的存储空间不足，就必须要考虑增加存储服务器来满足现有的存储需求。而云存储服务则可以很方便的在原有基础上扩展服务空间，满足需求；

    2）成本低。就目前来说，企业在数据存储上所付出的成本是相当大的，而且这个成本还在随着数据的暴增而不断增加。为了减少这一成本压力，许多企业将大部分数据转移到云存储上，让云存储服务提供商来为他们解决数据存储的问题。这样就能花很少的价钱获得最优的数据存储服务；

    3）量身定制。这个主要是针对于私有云。云服务提供商专门为单一的企业客户提供一个量身定制的云存储服务方案，或者可以是企业自己的IT机构来部署一套私有云服务架构。私有云不但能为企业用户提供最优质的贴身服务，而且还能在一定程度上降低安全风险。

    传统的存储模式已经不再适应当代数据暴增的现实问题，如何让新兴的云存储发挥它应有的能力，在解决安全、兼容等问题上，我们还需要不断的努力，就目前而言，云计算时代已经到来，作为其核心的云存储必将成为未来存储技术的必然趋势。

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