1 云存儲(chǔ)概念

    何為云存儲(chǔ)呢?“百存儲(chǔ)”是在云計(jì)算技術(shù)上發(fā)展的一種新存儲(chǔ)技水解決方案，利用集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，把網(wǎng)絡(luò)中各種不同類(lèi)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)服務(wù)的功能。我們也可以大致這樣來(lái)理解:在云計(jì)算發(fā)展的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作為核心的云服務(wù)形式。顯然，對(duì)于企業(yè)而言，云存儲(chǔ)技術(shù)可以很好解決大量的、復(fù)雜的存儲(chǔ)和訪問(wèn)問(wèn)題。

    云存儲(chǔ)平臺(tái)的出現(xiàn)，讓我們不再關(guān)心存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)空間情況，也不必知曉存儲(chǔ)服務(wù)器的安全與穩(wěn)定情況，由此帶來(lái)的是減少了對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的管理及維護(hù)過(guò)程，更省去傳統(tǒng)數(shù)據(jù)備份的問(wèn)題。我們只需要將數(shù)據(jù)發(fā)往云端即可實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)。

2 云存儲(chǔ)的體系架構(gòu)

    2.1云網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

    眾所周知，云計(jì)算是在分布式處理(( Distributed Com-puting)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計(jì)算((JridComputing)上發(fā)展形成的，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。這種技術(shù)，將處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)乃至億計(jì)的信息，形成和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”一樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

    網(wǎng)絡(luò)，通常由兩個(gè)部分組成:內(nèi)部的百狀路由和云狀外部的邊緣主機(jī)。因此，廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)對(duì)我們是完全透明的，進(jìn)而常用一個(gè)云狀的圖形來(lái)表示它們。云狀的圖形中包絡(luò)廠眾多的交換機(jī)、路由器、防火墻……等等。這個(gè)云狀圖形代表的透明化，旨在告訴我們，在任何地方都可以通過(guò)很多方式接入網(wǎng)絡(luò)，獲取我們所需的服務(wù)。

    利用現(xiàn)有的百狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)建一個(gè)云狀結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)，它由眾多存儲(chǔ)設(shè)備組成。通過(guò)服務(wù)器集群功能、分布式文件系統(tǒng)、網(wǎng)格計(jì)算等功能組織起來(lái)協(xié)同工作，并提供相應(yīng)的應(yīng)用軟件(應(yīng)用接口)，使用戶方便進(jìn)行云存儲(chǔ)服務(wù)和云訪問(wèn)服務(wù)。

    很明顯，這樣一來(lái)，云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的所謂設(shè)備對(duì)用戶而言將是透明的。同樣告訴我們通過(guò)各種方式與云端的云存儲(chǔ)連接，即可完成對(duì)云存儲(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

    2. 2云存儲(chǔ)系統(tǒng)的一般架構(gòu)

    云存儲(chǔ)的一般架構(gòu)如圖1所示。

圖1 云存儲(chǔ)的一般架構(gòu)

    在圖1中，淺色存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)(storage node)負(fù)責(zé)存放文件，深色的控制節(jié)點(diǎn)(control node)則是作為文件索引，它負(fù)責(zé)監(jiān)控存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間容量與負(fù)載的均衡，這兩部分合起來(lái)便組成一個(gè)云存儲(chǔ)。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與控制節(jié)點(diǎn)都是單純的服務(wù)器，只是存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的硬盤(pán)多一些(因?yàn)榇鎯?chǔ)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是實(shí)際的數(shù)據(jù)實(shí)體)。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器無(wú)需RAID功能，只需安裝Linux即可。但是，由于控制節(jié)點(diǎn)要保護(hù)數(shù)據(jù)，故簡(jiǎn)單的RAID level O1功能也是必須要有的。

    每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與控制節(jié)點(diǎn)至少有兩個(gè)網(wǎng)卡:一個(gè)網(wǎng)卡Internal負(fù)責(zé)對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與控制節(jié)點(diǎn)的通信、數(shù)據(jù)移動(dòng);一個(gè)網(wǎng)卡External負(fù)責(zé)對(duì)外應(yīng)用端的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。例如，一個(gè)千兆卡，讀可達(dá)100MB，寫(xiě)可以達(dá)到70MB。當(dāng)然，若對(duì)外一個(gè)網(wǎng)卡不夠用的話，我們可多裝幾個(gè)網(wǎng)卡。

    圖1中的灰色的方塊(NFS, HTTP,FTP,WebDav)是應(yīng)用端，左上角的灰色方塊(Mgmt Console)是一臺(tái)PC管理控制臺(tái)，負(fù)責(zé)云存儲(chǔ)中存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的管理。從應(yīng)用端(用戶云終端)看來(lái)，云存儲(chǔ)就是個(gè)文件系統(tǒng)，且支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議(例如NFS,HTTP,FTP, WebDav等)，于是，我們能夠很方便將本地終端原有的系統(tǒng)與云存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合，即應(yīng)用終端不需要作本質(zhì)的變化。

    2. 3云存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)模型

    云存儲(chǔ)是集網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問(wèn)接口、接入網(wǎng)、客戶端程序等各部分組件構(gòu)建的復(fù)雜系統(tǒng)，其各組件均以存儲(chǔ)設(shè)備為中心，利用應(yīng)用軟件來(lái)對(duì)外存取數(shù)據(jù)。其結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

圖2云存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)層次模型

    可以看出，云存儲(chǔ)系統(tǒng)模型從下往上主要由4層構(gòu)成:存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層、訪問(wèn)層。

3 企業(yè)應(yīng)用

    相對(duì)企業(yè)用戶而言，務(wù)必知曉每個(gè)應(yīng)用所對(duì)于存儲(chǔ)的性能、容量上的要求。例如。英特爾就主張依據(jù)各個(gè)企業(yè)用戶的不同業(yè)務(wù)應(yīng)用方式而選擇何種云存儲(chǔ)架構(gòu)。

    圖3以性能和容量?jī)蓚�(gè)維度對(duì)云存儲(chǔ)需求模式進(jìn)行劃分。性能要求最高的為企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)(OLTP和OLAP應(yīng)用)，其次為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，而從容量角度來(lái)看，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求空間最大的當(dāng)屬服務(wù)器與客戶端的文件備份和歸檔，其次則為對(duì)象存儲(chǔ)和高性能計(jì)算、大型分析工具。這樣，企業(yè)用戶即可根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的實(shí)際情況來(lái)決定采用何種存儲(chǔ)架構(gòu)方案。

    云存儲(chǔ)架構(gòu)方案的出現(xiàn)，是企業(yè)用戶對(duì)于資源存儲(chǔ)與利用高效的追求，作為企業(yè)選擇云存儲(chǔ)方案，應(yīng)著重考慮自身業(yè)務(wù)應(yīng)用的現(xiàn)況并預(yù)測(cè)今后業(yè)務(wù)應(yīng)用的趨勢(shì)。綜合這些現(xiàn)實(shí)來(lái)選擇適合自身的云存儲(chǔ)架構(gòu)體系。而發(fā)展是:服務(wù)器和存儲(chǔ)走向融合，融合后的存儲(chǔ)服務(wù)器將在石存儲(chǔ)架構(gòu)方案中承載更多的東西。

圖3企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用方式?jīng)Q定云存儲(chǔ)架構(gòu)方案

4 云存儲(chǔ)架構(gòu)方案實(shí)例

    圖4為EMC公司的Atmos云存儲(chǔ)方案架構(gòu)，該Atmos架構(gòu)為用戶提供付費(fèi)即用戶托管服務(wù)。目前選擇該解決方案的用戶有50%為云服務(wù)提供商，20%為媒體用戶。比如，AT&T公司就是EMC公司的Atmos云存儲(chǔ)方案架構(gòu)的客戶之一。

圖4 EMC Atmos云存儲(chǔ)架構(gòu)

    該架構(gòu)可以根據(jù)應(yīng)用模式來(lái)決定云存儲(chǔ)解決方案，由不同應(yīng)用來(lái)部署不同的存儲(chǔ)，有效運(yùn)用存儲(chǔ)與服務(wù)器融合的優(yōu)勢(shì)。另外，EMC在此云存儲(chǔ)架構(gòu)方案中與英特爾緊密合作(例如，運(yùn)用英特爾的“至強(qiáng)處理器E7”進(jìn)行服務(wù)器與存儲(chǔ)的高速融合)。

    EMC Atmos云存儲(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)利用X86平臺(tái)良好的開(kāi)放性、易擴(kuò)展性、高性能等特點(diǎn)，再利用服務(wù)器與存儲(chǔ)日趨融合的優(yōu)勢(shì)，把應(yīng)用部署于融合、分層的云存儲(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)容量和效能的有效平衡，使用戶切身體會(huì)到云存儲(chǔ)優(yōu)越性。

5 云存儲(chǔ)架構(gòu)應(yīng)考慮的問(wèn)題

    云存儲(chǔ)架構(gòu)方案選擇應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題:

    (1)容量、帶寬的擴(kuò)容問(wèn)題。應(yīng)該考慮擴(kuò)容而不能停機(jī)，自動(dòng)將新存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)容量納入原有存儲(chǔ)池，不做頻繁的設(shè)定。

    (2）帶寬的線形增長(zhǎng)問(wèn)題。應(yīng)充分考慮將來(lái)帶寬增長(zhǎng)趨勢(shì)，要事先調(diào)查，是否符合帶寬需求，要進(jìn)行通盤(pán)考慮。

    (3)云存儲(chǔ)管理問(wèn)題口云存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大趨勢(shì)，當(dāng)單個(gè)用戶把本地應(yīng)用轉(zhuǎn)移到云存儲(chǔ)端，管理工作事實(shí)上就是自身業(yè)務(wù)的一臺(tái)存儲(chǔ)，而不是很多臺(tái)存儲(chǔ)，所以不容易出錯(cuò)。問(wèn)題在于分別管理成千上萬(wàn)臺(tái)不出錯(cuò)就很難了，所以，在選擇架構(gòu)方案中必須考慮管理操作中容易出現(xiàn)的問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

    本文探討的問(wèn)題都是筆者在學(xué)習(xí)云存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)中的一點(diǎn)點(diǎn)體會(huì)，現(xiàn)在很多企業(yè)，甚至很多高校，都實(shí)行了云計(jì)算技術(shù)下的云存儲(chǔ)，比如:電子科技大學(xué)就運(yùn)用了單位數(shù)據(jù)的云遷移，有效保證了數(shù)據(jù)的安全與可靠性。當(dāng)然，很多IT界的同行都很關(guān)心數(shù)據(jù)的隱私安全性問(wèn)題，甚至認(rèn)為將大量的數(shù)據(jù)應(yīng)用到云端存儲(chǔ)，這些集群服務(wù)器萬(wàn)一遭到攻擊怎么辦?其實(shí)，關(guān)于隱私性問(wèn)題，關(guān)鍵在于國(guó)家法律法規(guī)的健全和監(jiān)督，在于企業(yè)為用戶托管服務(wù)中的誠(chéng)信問(wèn)題;還有就是黑客攻擊問(wèn)題，這需要云安全技術(shù)必須同步跟進(jìn)。

    我們相信，云存儲(chǔ)技術(shù)作為新興的存儲(chǔ)技術(shù)和其他云計(jì)算技術(shù)一樣，必將引領(lǐng)我們的生活、工作、學(xué)習(xí)走上全新的革命，云計(jì)算技術(shù)的前景是美好的。

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本文標(biāo)題：基于企業(yè)級(jí)“云存儲(chǔ)”架構(gòu)方案的探究

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