云存儲(chǔ)技術(shù)_什么是云存儲(chǔ)

　　云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念，是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(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)。 當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。

　　云存儲(chǔ)的兩個(gè)層面

????????云存儲(chǔ)的兩個(gè)層面是作為云計(jì)算支撐的存儲(chǔ)計(jì)算，主要涉及分布式存儲(chǔ)(如分布式文件系統(tǒng)、IPSAN、數(shù)據(jù)同步、復(fù)制)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(如重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)編碼)和數(shù)據(jù)保護(hù)(如RAID、CDP、快照、備份與容災(zāi))等技術(shù)領(lǐng)域，如圖8-30所示，這在第6章中已有所介紹。

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　　和云安全技術(shù)一樣，云存儲(chǔ)技術(shù)也需要利用現(xiàn)有的所有存儲(chǔ)技術(shù)針對(duì)云計(jì)算三層架構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)采用適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)技術(shù)，才能取得最佳效果，例如，對(duì)應(yīng)不同需求，有時(shí)應(yīng)該使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)但有時(shí)卻應(yīng)該使用LDAP技術(shù)，有些性能要求高的系統(tǒng)不能使用SAN或NAS，需直接使用基于RPC或Socket技術(shù)的并發(fā)文件系統(tǒng)，有些應(yīng)用使用SAN成本太高等，這里不再做深入介紹。如圖8-31所示是一個(gè)采用NetApp FAS、思科 UCS和 VMWare vShpere 4技術(shù)打造的存儲(chǔ)系統(tǒng)，對(duì)上述兩種云存儲(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用都有促進(jìn)作用。

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　　云存儲(chǔ)架構(gòu)

???????? 分為兩類：一種是通過(guò)服務(wù)來(lái)架構(gòu);另一種是通過(guò)軟件或硬件設(shè)備來(lái)架構(gòu)。

　　傳統(tǒng)的系統(tǒng)利用緊耦合對(duì)稱架構(gòu)，這種架構(gòu)的設(shè)計(jì)旨在解決HPC(高性能計(jì)算、超級(jí)運(yùn)算)問(wèn)題，現(xiàn)在其正在向外擴(kuò)展成為云存儲(chǔ)從而滿足快速呈現(xiàn)的市場(chǎng)需求。下一代架構(gòu)已經(jīng)采用了松弛耦合非對(duì)稱架構(gòu)，集中元數(shù)據(jù)和控制操作，這種架構(gòu)并不非常適合高性能HPC，但是這種設(shè)計(jì)旨在解決云部署的大容量存儲(chǔ)需求。各種架構(gòu)的摘要信息如下：

　　緊耦合對(duì)稱(TCS)架構(gòu)

　　構(gòu)建TCS系統(tǒng)是為了解決單一文件性能所面臨的挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)限制了傳統(tǒng)NAS系統(tǒng)的發(fā)展。HPC系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢(shì)迅速壓倒了存儲(chǔ)，因?yàn)樗鼈冃枰膯我晃募蘒/O操作要比單一設(shè)備的I/O操作多得多。業(yè)內(nèi)對(duì)此的回應(yīng)是創(chuàng)建利用TCS架構(gòu)的產(chǎn)品，很多節(jié)點(diǎn)同時(shí)伴隨著分布式鎖管理(鎖定文件不同部分的寫(xiě)操作)和緩存一致性功能。這種解決方案對(duì)于單文件吞吐量問(wèn)題很有效，幾個(gè)不同行業(yè)的很多HPC客戶已經(jīng)采用了這種解決方案。這種解決方案很先進(jìn)，需要一定程度的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)才能安裝和使用。

　　松弛耦合非對(duì)稱(LCA)架構(gòu)

　　LCA系統(tǒng)采用不同的方法來(lái)向外擴(kuò)展。它不是通過(guò)執(zhí)行某個(gè)策略來(lái)使每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道每個(gè)行動(dòng)所執(zhí)行的操作，而是利用一個(gè)數(shù)據(jù)路徑之外的中央元數(shù)據(jù)控制服務(wù)器。集中控制提供了很多好處，允許進(jìn)行新層次的擴(kuò)展：

　　● 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以將重點(diǎn)放在提供讀寫(xiě)服務(wù)的要求上，而不需要來(lái)自網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息。

　　● 節(jié)點(diǎn)可以利用不同的商品硬件CPU和存儲(chǔ)配置，而且仍然在云存儲(chǔ)中發(fā)揮作用。

　　● 用戶可以通過(guò)利用硬件性能或虛擬化實(shí)例來(lái)調(diào)整云存儲(chǔ)。

　　● 消除節(jié)點(diǎn)之間共享的大量狀態(tài)開(kāi)銷也可以消除用戶計(jì)算機(jī)互聯(lián)的需要，如光纖通道或infiniband，從而進(jìn)一步降低成本。

　　● 異構(gòu)硬件的混合和匹配使用戶能夠在需要的時(shí)候在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)規(guī)模的基礎(chǔ)上擴(kuò)大存儲(chǔ)，同時(shí)還能提供永久的數(shù)據(jù)可用性。

　　● 擁有集中元數(shù)據(jù)意味著，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行深層次應(yīng)用程序歸檔，而且在控制節(jié)點(diǎn)上，元數(shù)據(jù)經(jīng)常都是可用的。

云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型由4層組成：

1.存儲(chǔ)層

存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)最基礎(chǔ)的部分。存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，可以是NAS和 iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是 SCSI或SAS等 DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備往往數(shù)量龐大且分布多不同地域。彼此之間通過(guò)廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。

存儲(chǔ)設(shè)備之上是一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)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.基礎(chǔ)管理層

基礎(chǔ)管理層是云存儲(chǔ)最核心的部分，也是云存儲(chǔ)中最難以實(shí)現(xiàn)的部分?；A(chǔ)管理層通過(guò)集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能。

CDN內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶所訪問(wèn)，同時(shí)，通過(guò)各種數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)和措施可以保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，保證云存儲(chǔ)自身的安全和穩(wěn)定。

3.應(yīng)用接口層

應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)最靈活多變的部分。不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)類型，開(kāi)發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)。比如視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、IPTV和視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)應(yīng)用平臺(tái)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺(tái)等。

4.訪問(wèn)層

任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來(lái)登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位不同，云存儲(chǔ)提供的訪問(wèn)類型和訪問(wèn)手段也不同。