云存储关键技术
云安全主要考虑的关键技术有哪些
云安全主要考虑的关键技术有哪些随着云计算的不断发展和广泛应用，云安全成为了云计算领域的一个重要议题。
云安全的目标是保护云计算环境中的数据和应用免受恶意攻击、数据泄露和其他安全威胁。
为了实现这一目标，云安全需要依靠一系列的关键技术。
本文将介绍云安全主要考虑的关键技术。
1. 访问控制与身份认证访问控制是云安全的基础，它可以通过身份认证、授权和审计来限制用户对云环境的访问。
身份认证技术包括密码、双因素认证、生物特征识别等方式，确保只有经过认证的用户才能访问云环境。
授权机制可以根据用户的角色、权限和策略来限制用户对云资源的访问和操作。
审计技术可以追踪用户的操作记录，并监测和记录可能的安全事件。
2. 数据加密与保护数据加密是保护云环境中数据安全的重要技术之一。
数据在传输和存储过程中需要加密，以防止数据被未经授权的用户访问和窃取。
同时，云服务提供商需要使用有效的加密算法和密钥管理方法来保护用户数据的机密性和完整性。
此外，数据的备份和灾难恢复也需要采用安全的方式来保护备份数据的机密性。
3. 虚拟化安全云计算环境通常采用虚拟化技术来实现资源的隔离和共享。
然而，虚拟化技术也带来了新的安全挑战。
云环境中的虚拟机之间可能存在互相干扰的问题，恶意虚拟机可能会尝试获取其他虚拟机的敏感信息。
为了保护虚拟环境的安全，需要采取有效的虚拟机监控和隔离机制，以防止虚拟机之间的攻击和信息泄露。
4. 威胁检测与防护云计算环境中存在各种各样的威胁和攻击，如DDoS攻击、恶意软件、内部攻击等。
为了及时发现和应对这些威胁，云安全需要具备有效的威胁检测和防护机制。
这些机制包括入侵检测系统（IDS）、入侵防御系统（IPS）以及安全事件和信息管理系统（SIEM）等。
这些技术可以帮助云服务提供商快速发现异常行为、分析安全事件并采取相应的应对措施。
5. 合规性与法规遵循云计算环境中涉及到大量用户的敏感信息和个人数据，因此必须遵守相关法规和合规性要求，如GDPR（通用数据保护条例）、HIPAA（健康保险可移植性与责任法案）等。
云计算环境下的大数据可靠存储关键技术概述
云计算环境下的大数据可靠存储关键技术概述作者：杨静来源：《电脑知识与技术》2014年第32期摘要：呈指数级增长的大数据需要被可靠存储，而云计算环境下的大规模分布式存储节点和数据，极大地提升了数据丢失或失效的几率，该文从云端数据中心拓扑结构的设计、数据容灾技术的相关策略及系统节能减耗等三个方面进行了系统的阐述，为大数据的可靠存储技术研究提供了一定的参考依据。
关键词：云计算；大数据；数据容灾中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）32-7574-021 概述当代云计算数据中心的存储节点数量少则几十万多则上百万，在规模如此庞大的海量存储系统中，节点失效或磁盘损毁已然成为一种常态，此外，由于网络设备或者传输线路故障等原因导致的数据丢失或短时不可用现象也常有发生。
如果用户或企业不能随时随地存取自己所需的数据，甚至发生数据丢失的现象，将大大影响客户满意度，甚至给企业带来巨大的经济损失，因此，必须采取有效措施及相关技术策略来保证云端数据的可靠存储。
2 云端数据中心拓扑结构云端数据中心是大数据存储的基础平台，数据的可靠性及访问效率与网络节点的拓扑结构紧密相关。
按节点功能类型的不同，可将数据中心节点的拓扑结构分成三种类型[1]：①以server（服务器）为为中央节点的星型结构；②以 switch（交换机）为中央节点的星型结构；③混合结构。
三种拓扑结构的特点如下：以server为中央节点的结构将多台server通过传输介质直接互连起来，在这种结构中，server兼任switch的角色，一方面承担数据的加工处理工作，另一方面承担分组的存储转发工作，以server为中心的结构增加了服务器之间的网络带宽，摆脱了对交换机的过度依赖，提高了吞吐量；但是server之间的链路带宽的不均衡增加了布网的复杂度。
以switch为中央节点的结构将各台server通过switch进行互连，switch和server各司其职，switch负责分组的路由转发，server负责数据的存储加工，这种结构布网简单，操作方便，可扩展性强，在现代企业数据中心应用较广泛；但以交换机为中心的结构存在底层server 利用率低、switch资源浪费较为严重、网络带宽容量有限、灵活性差等缺点。
云计算实现高效资源共享的关键技术
云计算实现高效资源共享的关键技术云计算是一种基于互联网的新型计算模式，它通过虚拟化技术将底层硬件资源进行抽象，并提供灵活、可扩展的服务。
云计算的快速发展为企业和个人带来了许多便利，其中实现高效资源共享是其核心目标之一。
要实现高效资源共享，云计算依赖于多个关键技术。
一、虚拟化技术虚拟化技术是云计算实现高效资源共享的基石之一。
通过将物理资源（如服务器、存储设备）进行虚拟化，将其划分为多个虚拟资源，进而实现资源的灵活分配和共享。
虚拟化技术包括服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化等，它们共同构建了一个基础设施层，为上层应用提供了稳定可靠的资源支持。
二、分布式存储技术分布式存储技术是云计算实现高效资源共享的重要手段之一。
云计算中的存储需要面对海量数据的管理和存储需求，传统的集中式存储已无法满足这样的需求。
分布式存储技术以分布式系统为基础，将数据进行切片和分散存储，实现数据的高可靠性和高并发访问，同时也提供了灵活的存储资源管理方式，满足不同用户的需求。
三、虚拟网络技术虚拟网络技术是云计算实现高效资源共享的重要组成部分。
云计算中的虚拟网络允许用户在云上搭建自己的网络环境，并实现与其他资源的互联。
虚拟网络技术通过网络虚拟化技术将物理网络进行抽象和隔离，为用户提供独立性和灵活性。
同时，虚拟网络技术还能够实现网络资源的高效利用和动态调整，提升整体网络性能。
四、弹性计算技术弹性计算技术是云计算实现高效资源共享的重要保障。
云计算中的弹性计算能够根据用户的需求动态调整计算资源的分配，以满足高并发和大规模计算的需求。
弹性计算技术允许用户按需使用计算资源，并将多个物理服务器进行资源池化，通过自动负载均衡和自动伸缩等机制，高效地进行资源的调度和管理。
五、安全与隐私保护技术安全与隐私保护技术是云计算实现高效资源共享的必要条件。
由于云计算中的资源共享存在多租户的特点，必须保障用户的数据安全和隐私不受侵犯。
安全与隐私保护技术包括数据加密、访问控制、身份认证和安全监控等，它们通过构建安全的云计算架构和实施严格的安全策略，保护用户数据不受非法访问和泄露。
云存储服务的数据安全技术研究
云存储服务的数据安全技术研究一、引言随着信息技术的发展和普及，越来越多的企业和个人选择采用云存储服务来存储数据。
与传统的本地存储相比，云存储服务具有便捷、高效、节约资源等优点，因此得到了越来越广泛的应用。
然而，在享受云存储服务的便利性和高性价比的同时，我们也面临着一系列的隐私和安全问题，如数据泄漏、篡改、丢失等。
因此，在云存储服务的数据安全技术方面进行深入研究显得尤为重要和必要。
二、云存储服务数据安全技术概述云存储服务的数据安全技术包括数据加密技术、身份验证技术、数据完整性保护技术、访问控制技术、物理安全技术等多个方面。
其中，数据加密技术是云存储服务的核心技术之一，它能够保证云存储中的数据不被非授权用户访问、篡改和窃取。
目前，广泛应用的加密算法有对称密钥加密算法和非对称密钥加密算法。
在实际操作中，可以将两者结合起来使用，提高数据的加密强度和安全性。
三、云存储服务数据加密技术应用1. 数据加密技术的实现方法在实现数据加密技术方面，通常采用的方法有数据加密前端和数据加密后端两种。
前者称为客户端加密技术，后者称为服务器端加密技术。
客户端加密技术需要用户在上传数据之前进行加密处理，将加密后的数据上传到云存储服务器。
服务器端加密技术是指云存储服务提供商在数据上传到服务器之后立即进行加密处理。
相比而言，客户端加密技术更能够保护数据的安全性，但也比较繁琐。
而服务器端加密技术则更便捷，但是存在一定的安全隐患。
2. 加密算法选择在实际应用中，如何选择合适的加密算法也是关键的。
在选择加密算法时，需要考虑算法的加密强度、加密速度和加密密钥体积等多个方面。
除此之外，还需要考虑算法的安全性容易被攻击的风险，以及业务性能和管理的成本。
四、云存储服务数据完整性保护技术在云存储服务中，数据完整性保护技术是指对云存储中的数据进行完整性验证的技术。
数据完整性验证通常包括两个过程：数据完整性检查和数据完整性校验。
在数据完整性检查时，云存储服务会比对原始数据与存储的数据是否相符。
云存储系统设计的关键技术
备份 、 资源服务 、 数据 共享与协作 、 增 值服 务 的数 据 管理 平 台。 引入 分 布 式对 象存 储技 术 ，采 用本 地 缓 存 技 术和 Ｐ ２ Ｐ 技 术，有 着完 善
的数 据 安 全保 护措 施 。
数据删 除技术 ，该 技术 可将数据 的传 输和存储
代价 降低为原来 的 １ ／ ５～ １ ／ ２ ０ 。
Ｄ ａ ｔ ａ Ｂ ａ ｓ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ● 数据库技术
云存储 系统设计 的关键技术
文／ 彭 玉华
本系统结 构设计是 支持大规模 并发用户 ， 该 系统是基 于海量存储 系统 ， 为用 户提 供 网络数 据 存储 、数据
网络传输代价和存储成本 。本项 目引入一种基
提供 自动负载均衡 ，提供服务 的高可用性 ，支 于重复数据删 除的数据存储组织方式 ，在数据 持海量数据 的可靠存储 。整套系统拟 采用基于 传输和存储 的过程 中自动 引入冗余检测和重复 动态三方架构的存储服务体系结构实现 。
３ ． １ 存 储 客 户 端 代 理 和 用 户接 口层
访 问层 。 该 层 完成 存储 资源 的注册 、监控 和 负载 调度 功能。负责对存储 中的用户资源 、存储服 组织或校 园，可运行于广域 网或局域 网，用户 限于 区域 内的人员 ， 服务节 点包括本地管理器 、 首先 ，我们 来探 讨一 下数 据存 储层 的 问 务 器，存储管理节点服务器进行登记 ，对存储 私有云存储节点 。 题 ，数据存 储层 作为云存储系统架构来说是最 服务 的使 用状况进行动态监管 ；对新接入的用 ５ 总 结 底层 的部分 。其 中包含 了两个部分 ，一是统一 户进 行资源配置和资源人 口定位。负责对服务 存储层 ，二是存储设备 。这两个部分讲村社设 器 负载进 行监控 ，管理任务的动态迁移 ，维护 云 存储 系统用 户很 容易 增加 存储 容量 ， 备相 互连接构成 了存储设备的系统基础 。这一 部分 的主要作用有三点 ：１ ． 集 中管理 ；２ ． 状态
关于云存储系统的六大技术分析
关于云存储系统的六大技术分析云存储系统是一种基于云计算技术的存储解决方案，它可以提供大规模的、高可靠性的存储服务。
云存储系统涵盖了多个技术领域，以下是关于云存储系统的六大技术分析。
1.数据存储技术：数据存储是云存储系统的核心技术之一、在云存储系统中，数据被存储在分布式的存储设备上，以实现高可靠、高可扩展性的存储服务。
这种分布式存储技术可以保证数据的冗余备份，以提供数据的可靠性。
常见的数据存储技术包括分布式文件系统、对象存储等。
2.数据传输技术：数据传输是云存储系统中的一项重要技术。
由于互联网的发展，数据的传输已经成为了一个非常重要的环节。
数据传输技术可以通过调整网络传输协议、优化网络拓扑结构、增加网络带宽等方式来提高数据的传输效率和稳定性。
在云存储系统中，数据传输技术的发展可以帮助用户更快速、可靠地将数据存储到云端或从云端中获取数据。
3.数据加密技术：由于云存储系统中用户的数据存储在云端，因此数据的安全性是一个重要的问题。
数据加密技术可以保护用户的数据免受未经授权的访问。
这包括对数据在传输过程中的加密，以及对数据在存储过程中的加密。
数据的加密技术通常包括对称加密和非对称加密等方式，可以有效地保护用户的数据隐私。
4.数据备份和恢复技术：在云存储系统中，数据备份和恢复是非常重要的技术。
数据备份可以提供数据的冗余备份，当发生数据损坏或丢失的情况时，可以从备份中恢复数据。
备份技术可以通过多副本存储、增量备份等方式实现数据的备份。
而数据恢复技术包括快速恢复、增量恢复等方式，可以使用户快速恢复丢失的数据。
5.数据一致性技术：在云存储系统中，数据一致性是一个关键问题。
由于云存储系统可能存储了大量的数据，而这些数据往往需要在多个节点上进行读写操作。
数据一致性技术可以确保多个节点上的数据是一致的，防止数据的不一致性对用户造成的问题。
常见的数据一致性技术包括分布式事务、分布式锁等。
6.性能优化技术：为了提供高效可靠的云存储服务，性能优化技术是不可或缺的。
云存储技术的流程与实现方法
云存储技术的流程与实现方法随着数字化时代的到来，数据的存储量不断增加，云存储技术由此应运而生。
云存储技术是指将数据存储在云端服务器上，通过网络进行访问和管理的技术。
为了更好地掌握云存储技术的流程与实现方法，本文将对其进行详细阐述。
一、云存储技术流程云存储技术的流程主要包括数据的上传、存储、下载和删除等步骤。
具体如下：1. 数据上传数据上传是指将本地数据传输到云端服务器的过程。
上传数据的方法有多种，比如HTTP协议、FTP协议、AWS S3等。
其中，HTTP协议是最常用的传输协议之一，因为它允许通过互联网传输数据，并且安全性较高。
2. 数据存储数据存储是指将上传的数据存储到云端服务器上的过程。
数据存储的方式有多种，例如对象存储、文件存储、块存储等。
对象存储是目前应用最广泛的一种存储方式，它将数据封装成对象进行存储，并通过访问对象的唯一标识符来读取数据。
3. 数据下载数据下载是指将云端存储的数据下载到本地电脑或移动设备上的过程。
数据下载的方式有多种，比如HTTP协议、FTP协议、AWS S3等。
其中，HTTP协议是最常用的下载协议之一，因为它可以通过互联网快速传输数据，并且安全性较高。
4. 数据删除数据删除是指将不再需要的数据从云端服务器上删除的过程。
数据删除的方式有多种，例如删除云端服务器上的对象、文件或块等。
需要注意的是，删除操作是不可逆的，因此在进行删除之前需要仔细确认。
二、云存储技术实现方法云存储技术的实现方法主要包括以下几个方面：1. 云存储平台选择云存储平台的选择是实现云存储技术的关键步骤。
在选择云存储平台时需要考虑以下因素：（1）平台是否稳定可靠，能否保证数据的安全性和可靠性；（2）平台所提供的服务是否满足需求，包括存储容量、上传下载速度、数据传输费用等；（3）平台所采用的存储方式是否符合应用需求，例如对象存储、文件存储等。
2. 数据管理与维护数据管理与维护是实现云存储技术中的重要工作。
浅谈云存储环境下的容灾关键技术
中图分类号 ：Ｔ ３ ９３ Ｐ０ ．
文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — ５ ９（ １） ５ ｏ５ － ２ ０７ ９９ ２ ２ ０ 一 １ ６ ０ ０
云储存 （ ｌｕ ｔ ｒ ｇ ）的基本概 念是 云计 算 （ ｌ ｕ 机 的端 口数 量 、路 由器 的 型 号 、防火 墙 的类 型 、各 种 数 据 的 设 Ｃ ｏ ｄ ｓｏ ａ ｅ Ｃｏｄ ｃ ｍ ｕ ｉｇ ｏ ｐ ｔ ｎ ）概念上延伸和发展 出来的一个全新 的理念 ，云计 置、系统中服务器 的数量 、硬件系统 、操作规程 、设备连接线 算 在 信 息 领 域 之 中 有 着 重 要 的 地 位 ，其 是 分 布 式 处 理 路、Ｉ Ｐ地址、子掩码、共享信息等 问题。 （Ｄ ｓ ｒ ｂ ｔ ｄ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ） 并 行 式 处 理 （Ｐ ｒ ｌｅ ｉ ｔ ｉｕ ｅ ｐ ｏ ｅ Ｓｎ 、 ａａ ｌ１ 二、容灾系统研究现状 ｐ ｏ ｅ ｓｎ ）、 网 格 计 算 处 理 （Ｇ ｉ ｃｍ ｕ ｉ ｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｒ ｄ ｏ ｐ ｔ ｎ ａ ｄ 对于早期的容灾系统来讲 ， 其应用的范围十分有限 ， 通常 ｐ ｏ ｅ ｓｎ ） 应 用 的发 展 。云 储 存 是 通 过 整 个 网 络 ，将 及 其 被称之为本地容灾系统 ， ｒ ｃ ｓ ｉｇ 等 只是在本地范围之内进行 容灾服务器 因此 ， 虽然这个本地容灾系统能够容忍硬件毁坏等 问 复杂与繁多的计算处理程序 自动分解成为无数子程序 ， 并将这 的应用 。 些 子 程 序 由多 个 服 务 器 所 组 成 的 庞 大 系 统 ， 经 过 计 算 分 析 之 题 的出现 ， 但是对于火灾 、 建筑倒塌等 自然灾害却没有解决 的 后 ， 处理结果回传 给用户。通过云计算 ，能够将网络上的所 有 效 方法 。 将 有信息在非常短 的时间之 内， 处理数 以万计 的信息 ， 通过云储 随着科学技术 的不 断发展 与进步 ， 容灾技术也在不 断的得 存 ，能够将这些大量 的信息储存在 网络之 中，以此来提供给用 到更新与改进 ，并逐渐 的出现 了异地容 灾系统。 种系统的产 这 户 的 需要 。 ． 生，有效的解决 了上述问题 ， 于各种 自然灾 害能够有 效的进 对 随着科学技术的不断发展与进 步， 计算机与互联 网的快速 行避免 ， 但是仍然有着不妥之处，就是这种异地容灾系统降低 普及 ， 各种信息都在越来越多的存储在计算机之中， 逐渐 的形 了数 据 恢 复 的 速 度 ， 作 的 效 率 明显 降 低 。 了 有 效 的 对 这 些 工 为 成 了大量信息汇集在计算机存储系统上 。 这种 现象的出现， 使 问题予 以克服 ，出现 了云存储环境下的容灾技术 ， 并在各个行 得数据的管理达到 了前所未有的高度 ， 并且将信 息储存 的成 本 业 之 中得 到 了广 泛 的应 用 。 有效减低 ， 但是在许多优点汇集的过程 中， 同样 出现了诸多的 通 过 上 诉 的分 析 ， 在 当前 我 国 科 学 技 术 发 展 的现 实 情 况 问题 ， 关 数 据 的 安 全 性 所 受 到 的 威 胁 也 在 不 断 增 加 。 存 储 下， 相 在 还存在着三个较为显著的 问题 ： 一是在现有 的容 灾系统中 ， 过程 中， 数据 的丢失对各行各业都产生 了极大的影响 。 容灾技 面对 大量 的备份数据 ， 管理 系统还 不够 完善 ； 二是面对大规模 术 是在 二十世 纪九十年代 出现 的，并以惊人 的速度迅速 崛起 ， 的数据容灾， 其灵活性和效率不高 ： 三是在数据加密保护方面 ， 不少大 型企业先后提 出了 自己的容 灾方 案， 这些方案 的应用在 还存在着很大的安全隐患。 三 、云 存 储 环 境 下 的 容 灾 关 键 技 术 定程度 上保证 了应 用系统的可恢 复性 ， 但是 由于形式较为单 不能够 有效的满 足各 个行 业对 容灾能力的需求。 实际应 在 （ ）云存储环境下的容灾关键技术 中的映射技术 一 用的过程中， 如果不能够有 效的保证数据在备份 的时候相对 安 云存储 环境下 的容 灾关键技术 中的映射 技术是 实现 信息 全，那 么就会 比没有 备份还要危 险，但是 ，一系列的加密工作 存储 的核心技术 ，追踪映射 技术十分关键 ，在通常情况下 ，云 会导致容灾技术得不到有效 的发挥 ，并且会产生制约的效果 ， 存储 环境 下的处理程序和管理设备程序之 间会 形成 映射 关系， 因此 ， 就需要一种技术能够完全的解决掉这些现实 问题 。 云储 这种 管理 能够直接 的影 响到容灾 系统 的应用 。 一是数据 自动迁 存的 出现 ， 极大 限度 的解决 了这些现实 问题 ， 并且给容灾技术 移，这种 方法 的应用是一种事件触发 的，并且触 发事件还包括 的应 用 给 予 了充 分 的保 障 。 了磁盘容量的扩展、缩小 ，磁盘的损坏、维修，磁盘的饱和 、 云 存 储 技 术 填充等一系列事件，一 旦这 个事件被 触发之后，相关文件就会 云存储 与云计算 比较相似 ，其所 指的都是通过 网格 技术 、 根据系统的指令直接进行映射 ，就是所谓的 白行保存 、复制 、 分布文件 、 中使用 等功能汇 集在 …起 进行 应用。其应 用原理 粘贴 、删除；二是磁盘透 明替换 ，这种方法的应用是使用者要 集 一 就是将网络中的大量信 息存 储在 计算机之中， 能够在 需要的时 先 创 建 一 个 云 存 储 环 境 ， 这 样 一 个 环 境 下 将 相 关 的 映 射 数 在 候 在 最 短 的 时 间 内获 取 相 关 信 息 ， 且对 疑难 问题 进 行 及 时 的 在容灾服务器上进行 多个副本 的备份 ， 并 并且在备份的过程 中不 解答 。 对于云存储来讲 ， 我们可 以从其Ｊ 一义上的概念上进行理 断的创 建副本 ，防止磁盘 出现损坏之 后无法还 原； 是磁盘容 三 解， 通过互联 网与局 域网的结构来分析 云储 存。所谓的云存 量调整 ， 这种方法在应用 的时候有两种情 况， 一种 是对容量进 储 ，就是 以云状 的网络结构对信息进行储存 ，在通常情况下 ， 行 扩充，在 这种情况 出现 的时候，主要是 由于磁盘 已经满载， 人们对其 的了解都 是通过局域 网和互联 网。 需要进行新磁盘的加载，然后对磁盘的容量进行修改 ， 另一种 在常见 的局域 网系统 中， 如果我们需要有效 的将局域 网进 是对容量进行缩 减， 这种情况 出现的时候 ， 在 直接将多余的磁 行高效 的操作 ， 在通 常情况下 ， 就需要使用者清楚 的知道 网络 盘拆掉就可 以，并不需要进行容量 的修改工作 。 中 的硬 件 与软 件 的 型 号 和配 置 ， 并 且 还 需 要 知 道 其 网 络 地 址 、 （ ）云存储环境下 的容灾关键技术 中的缓存技 术 二 应用 的交换机 型号、交换机 的端 口数量 、路 由器 的型号、防火 云存储 环境下 的容灾关键技 术中 的缓存 技术是存 储分 墙 的类 型、 各种数据的设置、 系统中服务器的数量、 硬件系统 、 机 构 的核 心 技 术 ， 种 技 术 的核 心 思 想 所 指 的 就 是 通 过 准 确 的 这 操作规程、设备连接线路 、Ｉ Ｐ地址 （ 通常情况 下，所应用 的 计算 ， 将缓存有效的应用到容灾系统之 中。 缓存在通 常情况下 ， 都是 １２ １８ ０ １ 、子掩码 （ ５ ． ５ ． ５ ． ） ９ ．６．． ） ２ ５ ２ ５ ２ ５ ０ 、共享信 息等 主要是用来 实现数据 的快速备份恢 复， 并且在一定 的过程 中进 等。 但是在应用互联网的过程中 ， 使用者只需要知道在进行联 行 相关频率的恢 复。 云存储环境下 的容 灾关键技 术的缓存算 在 网过程 中的用户名和密码 ， 就能够较为简单的将计算机接入到 法，主要有 以下两个方面 ：一是本地容灾磁盘饱和计算 ，这种 网络之 中，并不需要知道 网络地 址、应用 的交换机型号 、交换 算法是将单位时间 内数据的恢复次数进行统计 ， 然后将次数最
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容错和诊断
• 高可用性 快速恢复 块复制 主节点复制 • 数据完整性 • 诊断工具
亚马逊
亚马逊网络服务
• Amazon Web Services Simple Storage Service Elastic Compute Cloud Simple Queuing Service SimpleDB
GFS设计理念
• 组件失效不再被认为是意外，而是被看做正常的现象。 • 按照传统的标准来看，GFS的文件非常巨大。数G的文件 非常寻常。 • 在Google大部分文件的修改，不是覆盖原有数据，而是 在文件尾追加新数据。对文件的随机写是几乎不存在的。 一般写入后，文件就只会被读，而且通常是按顺序读。 • 应用程序和文件系统API的协同设计（简化设计），提高 了整个系统的灵活性。
∗ 三、应用存储的发展 云存储不仅仅是存储，更多的是应用。应用存储是 一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备，它 不仅具有数据存储功能，还具有应用软件功能，可以看 作是服务器和存储设备的集合体。应用存储技术的发展 可以大量减少云存储中服务器的数量，从而降低系统建 设成本，减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈， 减少数据传输环节，提供系统性能和效率，保证整个系 统的高效稳定运行。
云存储关键技术
∗ 二、 WEB2.0技术 Web2.0 技术的核心是分享。只有通过web2.0技 术，云存储的使用者才有可能通过 PC、手机、移动 多媒体等多种设备，实现数据、文档、图片和视音 频等内容的集中存储和资料共享。Web2.0技术的发 展使得使用者的应用方式和可得服务更加灵活和多 样。
云存储关键技术
一致性模型
由于客户端缓存块位置，所以在信息刷新前，他们有可能从一个失效 的副本读取数据。时间窗口由缓存的超时以及文件的下一次打开时间 决定，文件打开后会清除缓存中与文件有关的所有块信息。而且由于 GFS的文件大多数都是只进行追加的，所以一个失效的副本通常返回 一个提前结束的块而不是过期的数据。读取者重新尝试并联络主服务 器后，就会立刻得到当前的块位置。 成功操作很久以后，组件的失效当然也可以损坏或者毁掉数据。GFS 用主服务器和块服务器之间的定期握手来找到失效的块服务器，用校 验和来检测数据的损坏。一旦发现问题，数据会尽快从有效的副本中 恢复出来。只有一个块的所有副本在GFS做出反应之前，全部丢失， 这个块才会不可逆转的丢失，而通常GFS的反应是在几分钟内的。即 使在这种情况下，块不可用，而不是损坏：应用程序会收到清晰的错 误信息而不是损坏的数据
云存储关键技术
∗ 六、存储虚拟化技术、存储网络化管理技术 云存储中的存储设备数量庞大且分布在多不同地域，如何实现 不同厂商、不同型号甚至于不同类型（如FC存储和 IP存储）的多 台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理将 会是一个巨大的难题，这个问题得不到解决，存储设备就会是整 个云存储系统的性能瓶颈，结构上也无法形成一个整体，而且还 会带来后期容量和性能扩展难等问题。云存储中的存储设备数量 庞大、分布地域广造成的另外一个问题就是存储设备运营管理问 题。虽然这些问题对云存储的使用者来讲根本不需要关心，但对 于云存储的运营单位来讲，却必须要通过切实可行和有效的手段 来解决集中管理难、状态监控难、故障维护难、人力成本高等问 题。因此，云存储必须要具有一个高效的类似与网络管理软件一 样的集中管理平台，可实现云存储系统中设有存储设备、服务器 和网络设备的集中管理和状态监控。
首个云存储标准CDMI
∗ 2009年4月成立SNIA云存储技术工作组。 ∗ 2009年7月提出云存储数据管理接口标准—CDMI。 ∗ CDMI CDMI定义了应用程序将用于在云中创建、搜索、更 新和删除数据组件的功能接口。客户端将可以发现 云存储服务的功能，并利用CDMI来管理封装器和其 中的数据。 ∗ 2010年4月，奥兰多SNW网络存储世界大会，正式批 准CDMI 1.0。
云存储关键技术
∗ 四、集群技术、网格技术和分布式文件系统 云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协 同工作的集合体，任何一个单点的存储系统都不是云存 储。既然是由多个存储设备构成的，不同存储设备之间 就需要通过集群技术、分布式文件系统和网格计算等技 术，实现多个存储设备之间的协同工作，使多个的存储 设备可以对外提供同一种服务，并提供更大更强更好的 数据访问性能。如果没有这些技术的存在，云存储就不 可能真正实现，所谓的云存储只能是一个一个的独立系 统，不能形成云状结构。
接口
∗ GFS提供了一个类似传统文件系统的接口，虽然它并没有 实现类似POSIX的标准API。文件在目录中按照层次组织， 用路径名来标识。GFS支持常用的操作，如创建，删除， 打开，关闭，读和写文件。 ∗ GFS有快照和记录追加操作。快照操作可以用很低的成本 创建文件或者目录树的拷贝。记录追加操作可以在保证 原子性的前提下，允许多个客户端同时在一个文件上追 加数据。这对于实现多路结果合并以及"生产者-消费者" 模型非常有好处，多个客户端可以同时在一个文件上追 加数据，而不需要任何额外的锁定。
主服务器的操作
∗ ∗ ∗ ∗ ∗
名称空间管理和锁 副本布置 创建，重新复制，负载均衡 垃圾回收 过期副本检测
名称空间管理和锁
• GFS没有一个用来列出目录内全部文件的，每个目录的数据结 构。而且不支持同一文件或者目录的别名（Unxi术语中的符号 链接或者硬链接）。 GFS展现名称空间的逻辑就像一个全路径 映射到元数据的查找表。 • 每个主服务器操作运行之前都需要获得一系列的锁。例如，如 果操作包含/d1/d2/.../dn/leaf，首先获得目录/d1，/d1/d2，...， /d1/d2/.../dn的读取锁，以及全路径/d1/d2/.../dn/leaf的读写锁。 • 因为名称空间可以有许多节点，所以读写锁需要的时候才会被 分配，一旦不再使用就会被删除。
云存储关键技术
∗ 五、数据压缩、加密技术 数据压缩技术、重复数据删除技术、数据加密 技术 。数据加密技术保证云存储中的数据不会被未 授权的用户所访问，同时，通过各种数据备份和容 灾技术保证云存储中的数据不会丢失，保证云存储 自身的安全和稳定。如果云存储中的数据安全得不 到保证，想来也没有人敢用云存储，否则，保存的 数据不是很快丢失了，就是全国人民都知道了。
副本布置
∗ GFS集群是多层高度分布的。 ∗ 块副本布置策略服务于两个目标：最大化数据可靠 性和可用性，最大化网络带宽利用率。
创建，重新复制， 创建，重新复制，负载均衡
∗ （1）GFS希望把新的副本放置在低于平均硬盘使用率的块服务器。 这样平衡块服务器之间的硬盘使用率。 ∗ （2）GFS希望限制每一个块服务器上“近期”创建操作的数量。虽 然创建操作本身是廉价的，但是它总是会紧跟着沉重的写操作， 因为写入者需要写的时候才会进行创建，而在GFS的“追加一次写 多次读”的工作负载下，块一旦被成功写入就会变为只读。 ∗ （3）如上面讨论过的，GFS希望把块分布在机架之间。 ∗ 主服务器周期性地对副本进行负载均衡：它检查当前的副本分布 情况，然后移动副本以得到更好的硬盘剩余空间以及负载的均衡。 同时在这个过程中，主服务器逐渐的填满一个新的块服务器，而 不是用新块以及随之同时涌入的沉重的写通讯淹没它。
块尺寸
∗ 64MB ∗ 它减少了客户端和主服务器通讯的需求 ∗ 由于块尺寸很大，所以客户端会对一个给定的块进 行许多操作，这样就可以减少通过跟块服务器保持 较长时间的TCP连接所带来的网络负载 ∗ 它降低了主服务器需要保存的元数据的尺寸。这就 允许GFS把元数据放在内存中
元数据
∗ 主服务器保存三种主要类型的元数据： 文件和块的命名空间 文件到块的映射 每个块副本的位置 ∗ 所有的元数据都保存在主服务器的内存里
架构
单一主服务器
单一的主服务器大大简化了设计，这样主服务 器可以通过全局的信息精确确定块的位置以及进 行复制决定。然而，GFS必须减少主服务器对数据 读写的影响，避免使主服务器成为系统的瓶颈。 实际上，客户端通常在一次请求中查询多个 块，而主服务器的回应也可以包含紧跟着这些请 求块后面的块的信息。这些额外的信息实际上， 在没有代价的前提下，避免了客户端和服务器未 来的几次通讯。
云存储解决方案
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谷歌—— 亚马逊—— IBM—— Salesforce—— 联想—— 清华大学—— 兴宇中科——兴云系统
Google File System浅析
简介（ ） 简介（1）
∗ Google文件系统(Google File System - GFS)，用来满足 Google迅速增长的数据处理需求。GFS与过去的分布文件 系统拥有许多相同的目标，例如性能，可伸缩性，可靠 性以及可用性。然而，它的设计还受到对应用负载和技 术环境观察的影响，不管现在还是将来，GFS和早期文件 和早期文件 系统的假设都有明显的不同。 系统的假设都有明显的不同 ∗ 没人确切知道搜索巨人有多少台服务器，但以小可见大： 一次简简单单的搜索查询就要动用到700到1000台服务器。 根据08年初的资料，Google有36个数据中心，每个数据 中心有150个柜式服务器，每个柜含40台服务器，这样计 算起来Google拥有的服务器超过20万台，这个数字每天 还在增加。
SALESFORCE
• SaaS先驱 • 络应用软件平台
IBM
简介（ ） 简介（2）
∗ 在08年6月的Google I/O会议上，Jeffrey Dean略微透露一点Google 庞大数据中心的内部情况，在Dean眼里，1,800台的服务器集群根 本是小菜一碟。 ∗ Dean Dean说，更多的硬件并不意味着可靠性更高，你还需要在软件层 次上提高可靠性。“如果你运行1万台机器，肯定每天都会有问题 发生。”Dean用了一个计算机集群来说明硬件故障频率，他说， “在一个集群上线的第一年，会有1000台独立的机器发生故障， 数以千计的硬盘故障，一个分布式电力单元出问题， 500到1,000 台机器下线6小时；20个柜式服务器会出现问题；每次会导致40到 80台机器从网络中消失；5个柜会变得不可靠，通过其中的一半信 息包会丢失；集群需要更换一次连接的电线，每次会影响5%的机 器停止工作两天。”Dean还称，一个集群有50%的几率过热，不到 5分钟内整个服务器瘫痪，需要花1到2天时间去恢复。