摘要：因?yàn)楹Ａ看鎯?chǔ)系統(tǒng)的出現(xiàn)和分布式文件系統(tǒng)、并行文件系統(tǒng)的發(fā)展，以云計(jì)算技術(shù)做為前提，并且具有可擴(kuò)展性、成本低等特點(diǎn)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，在未來(lái)儲(chǔ)存方式上起著主要作用。本文主要敘述云存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)以及如何實(shí)現(xiàn)、包括云存儲(chǔ)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：云存儲(chǔ)；研究；機(jī)構(gòu)模型

中圖分類(lèi)號(hào)：G521 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 21-0000-02

1 云計(jì)算及云存儲(chǔ)的概念

1.1 云計(jì)算。因?yàn)槎喾N處理方式和計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用發(fā)展，巨大的計(jì)算處理程序被應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)分拆成很多個(gè)較小的子程序，再通過(guò)系統(tǒng)，而這個(gè)系統(tǒng)由很多服務(wù)器組成的，經(jīng)計(jì)算分析之后將最終結(jié)果回饋給使用者的一個(gè)過(guò)程，叫做云計(jì)算。而把計(jì)算任務(wù)分布給大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上， 讓各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取存儲(chǔ)空間、軟件服務(wù)以及計(jì)算力，這是一種新型的商業(yè)計(jì)算模型，也就是云計(jì)算機(jī)。

1.2 云存儲(chǔ)。利用集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等， 同時(shí)應(yīng)用軟件把網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類(lèi)型的存儲(chǔ)設(shè)備集合起來(lái)有機(jī)的合理的進(jìn)行工作，并且一起對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)，叫云存儲(chǔ)。（1）云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、接入網(wǎng)、客戶(hù)端程序、公用訪問(wèn)接口、存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用軟件等組成的復(fù)雜系統(tǒng)叫做云儲(chǔ)存。存儲(chǔ)設(shè)備作為其核心，而應(yīng)用軟件是用來(lái)對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)服務(wù)的。云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型包括：①存儲(chǔ)層。②基礎(chǔ)管理層。③應(yīng)用接口層。④訪問(wèn)層。（2）云存儲(chǔ)的架構(gòu)。云存儲(chǔ)其實(shí)是一種構(gòu)架，在添加標(biāo)準(zhǔn)硬件和共享標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的基礎(chǔ)上，就比較容易擴(kuò)展云性能和容量，具體通過(guò)硬件、軟件、服務(wù)來(lái)進(jìn)行構(gòu)架，并且運(yùn)用松弛耦合非對(duì)稱(chēng)架構(gòu)， 集中元數(shù)據(jù)和控制操作。松弛耦合非對(duì)稱(chēng)（LCA）架構(gòu)是運(yùn)用一個(gè)數(shù)據(jù)路徑之外的中央元數(shù)據(jù)控制服務(wù)器，運(yùn)用多種向外擴(kuò)展的方式，從而帶來(lái)了更大的擴(kuò)展層次：①儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)不再確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)信息而是直接提供讀寫(xiě)服務(wù)作為重點(diǎn)。②節(jié)點(diǎn)為了用虛擬化實(shí)例或硬件性能調(diào)整云存儲(chǔ)，而采用各種硬件 CPU 和存儲(chǔ)配置。③能節(jié)約成本的方法是，用戶(hù)計(jì)算機(jī)互聯(lián)可以用節(jié)點(diǎn)之間共享的大量狀態(tài)開(kāi)銷(xiāo)來(lái)頂替。④匹配和異構(gòu)硬件混合，不但能夠擴(kuò)大存儲(chǔ)還能保證數(shù)據(jù)的永久可用性。（3）云存儲(chǔ)的分類(lèi)。私有云/內(nèi)部云存儲(chǔ)、公共云存儲(chǔ)和混合云存儲(chǔ)是云存儲(chǔ)從使用范圍和存放位置上的分類(lèi)。

2 云存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)

GFS（Google File System）系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示

GFS 系統(tǒng)架構(gòu)

GFS系統(tǒng)架構(gòu)包括一個(gè)主服務(wù)器和大量塊服務(wù)器，所有元數(shù)據(jù)存放在主服務(wù)器中，塊服務(wù)器擁有一個(gè)唯一而不變的64位塊句柄，方便標(biāo)識(shí)，而且以塊作為L(zhǎng)inux 文件保存于硬盤(pán)上，并將塊句柄作為讀寫(xiě)塊數(shù)據(jù)的依據(jù)。

3 云存儲(chǔ)相關(guān)的技術(shù)

3.1 寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。ADSL、DDN 等寬帶通過(guò)與設(shè)備的連接來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，把云服務(wù)提供給使用者。

3.2 Web 2.0技術(shù)。分享是它的核心，PC、多媒體設(shè)備、手機(jī)等作為共享的設(shè)備，把數(shù)據(jù)、圖片、視頻音頻、文檔等資料提供給使用者。

3.3 自動(dòng)分層系統(tǒng)。ATS能把不同存儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移，比如動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)就遷移到靠上的存儲(chǔ)層，最后保存在固態(tài)盤(pán)中。

3.4 應(yīng)用存儲(chǔ)的發(fā)展應(yīng)用存儲(chǔ)不僅有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件還能把云存儲(chǔ)服務(wù)器的數(shù)量減少，同時(shí)也能減少因?yàn)榉?wù)器造成單點(diǎn)故障、數(shù)據(jù)傳輸和性能瓶頸這些過(guò)程，從而確保系統(tǒng)的高效率和穩(wěn)定性。

4 云存儲(chǔ)優(yōu)點(diǎn)及面臨的問(wèn)題

4.1 云存儲(chǔ)優(yōu)點(diǎn)①擴(kuò)展性。根據(jù)需要空間的大小，對(duì)存儲(chǔ)空間能進(jìn)行擴(kuò)展。②可靠性。云存儲(chǔ)雖然依靠云服務(wù)機(jī)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，但是因?yàn)樗窃诰€(xiàn)備份數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，所以能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和安全。③低成本。虛擬服務(wù)器價(jià)格便宜，但存儲(chǔ)性?xún)r(jià)比卻較高。

4.2 云存儲(chǔ)的安全。安全問(wèn)題是云存儲(chǔ)的最突出的問(wèn)題，多數(shù)虛擬共享物理 LUN，CPU 和內(nèi)存的時(shí)候，必須保證數(shù)據(jù)的安全性。

①云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的問(wèn)題。用戶(hù)對(duì)于實(shí)際數(shù)據(jù)的位置并不知道，所以會(huì)擔(dān)心，一旦想訪問(wèn)敏感數(shù)據(jù)，在云存儲(chǔ)出現(xiàn)異常的情況下，極有可能沒(méi)有訪問(wèn)權(quán)限。②數(shù)據(jù)隔離問(wèn)題。因?yàn)榇罅康目蛻?hù)數(shù)據(jù)被云存儲(chǔ)存儲(chǔ)了，保證有權(quán)限訪問(wèn)的用戶(hù)才能訪問(wèn)私有數(shù)據(jù)。③保護(hù)及恢復(fù)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。通過(guò)多種手段和方式全面保證主數(shù)據(jù)保和次數(shù)據(jù)的絕對(duì)安全，一旦受到損壞或者誤刪，能及時(shí)整體的準(zhǔn)確的得到恢復(fù)。

5 云存儲(chǔ)應(yīng)用

5.1 個(gè)人級(jí)云存儲(chǔ)應(yīng)用。①網(wǎng)絡(luò)磁盤(pán)，是一種在線(xiàn)存儲(chǔ)的服務(wù)，用戶(hù)要上傳和下載文件可通過(guò) Web的訪問(wèn)方式來(lái)進(jìn)行，從而使得個(gè)人的重要數(shù)據(jù)得以存儲(chǔ)和備份。②文檔在線(xiàn)編輯，比如：Google Docs用戶(hù)，直接打開(kāi) Google Docs 網(wǎng)頁(yè)就可以對(duì)文檔進(jìn)行傳送、共享和版權(quán)管理，而不需要安裝 Office 軟件。③在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)游戲，云存儲(chǔ)系統(tǒng)和云計(jì)算結(jié)合組成一個(gè)高性能的游戲服務(wù)器群，使得玩家不需要安裝游戲客戶(hù)端，而使用起來(lái)跟一臺(tái)服務(wù)器一樣方便，但卻大大提高了性能。

5.2 企業(yè)級(jí)云存儲(chǔ)的應(yīng)用。①企業(yè)空間租賃服務(wù)，企事業(yè)單位可以租賃服務(wù)，因?yàn)榭梢岳么笕萘吭?、高性能存?chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商以及數(shù)據(jù)中心來(lái)提高本企業(yè)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理服務(wù)。②企業(yè)級(jí)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)，企業(yè)可以利用大容量云、高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份軟件和數(shù)據(jù)中心來(lái)實(shí)現(xiàn)空間租賃和備份業(yè)務(wù)服務(wù)并擁有自己的遠(yuǎn)程序備份和容災(zāi)系統(tǒng)。③視頻監(jiān)控系統(tǒng)，把接入網(wǎng)與云存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，視頻圖像實(shí)時(shí)保存在云存儲(chǔ)中，并能隨時(shí)管理和調(diào)用，這就需要有一個(gè)遍布全國(guó)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)視頻監(jiān)控和回放，而用戶(hù)也能用手機(jī)、電視墻或PC來(lái)看圖像信號(hào)和實(shí)時(shí)圖像。

6 結(jié)論

具有低廉的成本、容易擴(kuò)展的性能、較高的可用性、強(qiáng)大的可靠性等優(yōu)點(diǎn)的云存儲(chǔ)服務(wù)逐漸取代了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，不過(guò)，便攜性、安全性和訪問(wèn)權(quán)限等仍然是云存儲(chǔ)的重點(diǎn)發(fā)展方向。只有在保證數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠等基礎(chǔ)上，而且也保證數(shù)據(jù)的安全性和便捷性，尤其是對(duì)訪問(wèn)權(quán)限要有相關(guān)程序，以保證私人數(shù)據(jù)絕對(duì)安全，才能使云存儲(chǔ)服務(wù)成為主流存儲(chǔ)方式。

參考文獻(xiàn)：

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