云存储技术介绍及应用发展分析

1 云存储概况

1．1云存储的定义

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。

云存储的两个层面

云存储的两个层面是作为云计算支撑的存储计算，主要涉及分布式存储(如分布式文件系统、IPSAN、数据同步、复制)、数据存储(如重复数据删除、数据压缩、数据编码)和数据保护(如RAID、CDP、快照、备份与容灾)等技术领域，如图8-30所示，

和云安全技术一样，云存储技术也需要利用现有的所有存储技术针对云计算三层架构的各个环节采用适当的存储技术，才能取得最佳效果，例如，对应不同需求，有时应该使用数据库技术但有时却应该使用LDAP技术，有些性能要求高的系统不能使用SAN或NAS，需直接使用基于RPC或Socket技术的并发文件系统，有些应用使用SAN成本太高等，这里不再做深入介绍。如图8-31所示是一个采用NetApp FAS、思科 UCS和 VMWare vShpere 4技术打造的存储系统，对上述两种云存储技术和应用都有促进作用。

由于业内没有统一的标准，各厂商的技术发展路线也不尽相同，因此相对于云计算，云存储概念存在更多的多义和模糊现象。结合云存储技术发展背景及主流厂商的技术方向，可以得出如下定义：云存储不是指某一个具体的设备，而是

指一个由许许多多个存储设备和服务器所构成的集合体。使用者使用云存储，并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。云存储的核心是应用软件与存储设备相结合，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。

1.2云存储的优势：

面对数据量的急剧增长，大数据时代的到来，传统存储技术面临建设成本高、运维复杂、扩展性有限等问题，主要体现在以下几个方面：

(1)开放性不足：盘阵存储标准化程度低，组件的更换常常导致系统故障或者硬件的升级，这些组件通常是由制造商专门开发用于此系统，不能轻易的利用市场上通用部件。

(2)成本较高：盘阵造价昂贵，导致系统建设成本居高不下；

(3)扩展性较差：传统盘阵单点扩展存在容量上限和接口带宽等限制，面对PB级的海量存储需求，传统的SAN或NAS在容量和性能的扩展上无法满足。

在此背景下，成本低廉、提供高可扩展性的云存储技术日益得到关注，本文将详细介绍存储的新技术——云存储的特征定义、相关技术发展现状及国际标准

情况，并针对各类云存储技术，分析其对于电信运营商的适合应用场景及应用建议。

1．3云存储系统的特征

云存储系统应具有以下通用特征：

(1)高可扩展性：云存储系统可支持海量数据处理，资源可以实现按需扩展；

(2)低成本：云存储系统应具备高性价比的特点，低成本体现在两方面，更低的建设成本和更低的运维成本；

(3)无接入限制：相比传统存储，云存储强调对用户存储的灵活支持，服务域内存储资源可以随处接入，随时访问。

(4)易管理：少量管理员可以处理上千节点和PB级存储，更高效的支撑大量上层应用对存储资源的快速部署需求。

就较低的整体存储成本而言，使用云存储技术的好处对非结构化数据来说是令人无法拒绝的。云存储技术是以服务为基础，无需购买、管理和维护存储硬件设备，依靠这项服务，即使不能消除，也能大大减少数据中心和存储管理人员方面的成本。云存储克服了昂贵的技术更新，这通常是在最初购买后的三至五年里开始的，要么需要具有最先进的技术，要么只需说服购买昂贵的旧阵列支持合同。

云存储技术通过消除传统数据存储预期的增长容量和负载而配置的大量存储空间，以达到数据空间接近100%的利用率。除了节省整体成本外，云存储的可扩展性、透明的支持基础能力和高峰负荷都是其最吸引人的特征。

1．4云存储的分类

在存储资源获取接口上，云存储和传统存储在功能上并无差异，二者的区别体现在云存储可以按需提供易管理、高可扩展、高性价比的存储资源。根据存储的数据类型不同和应用需求不同，云存储系统可分为以下3种类型：

(1)公共云存储

公共云存储服务是云存储可选项之一，其服务供应商的数量增长迅速，包括美国电话电报公司、亚马逊、铁山、微软、Nirvani、Rackspace托管服务提供商等众多公司。他们的存储基础设施通常包括直接附加驱动的低成本存储节点和负责管理跨节点内容分布的基于对象的存储体。公共云数据通常是通过互联网协议被访问，大多以表述性状态转移(REST)，很少是通过简单对象访问协议(SOAP)。弹性和冗余性是通过一个对象在至少两个节点上存储来实现的。目前是按照每个月每10亿字节收取1美元的基础上，根据不同的服务提供商，可能有额外的数据传输量费用和入网费。

公共云存储是专为大规模多租户而设计，能为每个客户提供数据隔离、访问与安全性的服务。公共云存储的内容类型其范围包括，从静态非核心应用数据、需要可用的归档内容到数据备份以及灾难性恢复数据。公共云存储不太适合一直存在变化的活动性内容。企业目前主要关注的是使用公共云存储时其安全性以及在某种程度上的性能。

(2)内部云存储

内部或私有云存储在数据中心的专用基础设施上运行，因此，能完全满足安全性和性能这两个主要关注点，并在其他方面提供了与公共云存储一样的好处。虽然较大规模的企业可能会使用多租户装置来隔离部门之间或办公多地的访问，但内部存储云通常是针对单一租户。不像公共云存储，内部云存储的可扩展性条件更普通一些，因此它的产品更有可能在后台设有传统的存储硬件设备。举一个例子，惠普(HP)公司的CloudStart是把惠普刀片系统矩阵(BladeSystem Matrix)，一种惠普StorageWorks企业虚拟阵列(EVA)家庭阵列和云服务自动化(CSA)软件结合成内部云存储基础设施。惠普CloudStart本身不是一个私有云存储产品，因为它缺乏服务为基础的关键要素。相反，它是有利的基础设施，被用于惠普、惠普合作伙伴乃至那些用它作为一个全面管理、即用即付云存储产品的企业。

日立数据系统私有文件分层云存储服务就是私有云存储产品的一个例子。利用日立内容平台(HCP)，它驻留在客户的数据中心，但由日立公司拥有和管理。除了最初的安装费，客户随用随付。同样，依靠这种技术，Nirvanix公司的hNode 在数据中心内提供了一个全面管理、即用即付的内部云产品，这种技术为Nirvanix的存储分发网络(SDN)提供了动力。

(3)混合云存储

拥有混合云存储环境的用户可以管理内外部资源。因为混合云方案通常提供一个现场设备，他们还可提供本地高速缓存和内存，重复数据删除以及为IT设备数据加密。

然而，混合云解决方案必须满足某些关键的要求来使混合云存储进行工作。他们必须表现得和同类存储一样几乎透明，并有适当维持活动的功能和现场使用频繁的数据，而且同时能将非活动数据移动到云。这些云的类型依靠企业的实际情况来决定具体的数据何时被移动到云或何时从云中退出。

1．5公共云、私有云与混合云的对比：

下面的图表对云存储的一个简要对比。