一、云計(jì)算與云存儲(chǔ)

　　云計(jì)算是將各種計(jì)算資源和商業(yè)應(yīng)用程序以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)提供給用戶的計(jì)算服務(wù)，這些服務(wù)將數(shù)據(jù)的處理過程從個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心，將IT技術(shù)外包給云服務(wù)提供商來減少用戶在硬件、軟件和專業(yè)。

　　同云計(jì)算的存儲(chǔ)即服務(wù)（storage-as-a-service）的概念類似，云存儲(chǔ)專注于向用戶提供以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的在線存儲(chǔ)服務(wù)。用戶無需考慮存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)設(shè)備類型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置以及數(shù)據(jù)的可用性、可靠性和安全性等繁瑣的底層技術(shù)細(xì)節(jié)，只用根據(jù)需要付費(fèi)，就可以從云存儲(chǔ)服務(wù)提供商那里獲得近乎無限大的存儲(chǔ)空間和企業(yè)級(jí)的服務(wù)質(zhì)量。從目前典型的云存儲(chǔ)系統(tǒng)來看，云存儲(chǔ)統(tǒng)由位于互聯(lián)網(wǎng)上的大量存儲(chǔ)資源以及將這些存儲(chǔ)資源組織為可供用戶透明訪問的資源池的一整套資源管理與訪問控制技術(shù)所組成。

二、云存儲(chǔ)在云計(jì)算中的作用

　　云計(jì)算系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：云服務(wù)（cloud service），云計(jì)算（cloud computing），云存儲(chǔ)（cloud storage）。云計(jì)算部件主要通過利用節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力來計(jì)算用戶提交的數(shù)據(jù)，最后將滿足用戶要求的數(shù)據(jù)返回給客戶，同時(shí)客戶也可能需要將數(shù)據(jù)存放在云存儲(chǔ)部件之上。云存儲(chǔ)是云計(jì)算的基石，云計(jì)算所需的數(shù)據(jù)需要從云存儲(chǔ)上獲取，同時(shí)云計(jì)算的計(jì)算結(jié)果也需要存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)之上。另外云存儲(chǔ)還需要為云服務(wù)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，同時(shí)云服務(wù)中的很大部分需要依靠云計(jì)算的計(jì)算能力。

三、云存儲(chǔ)與云計(jì)算的安全

　　（一）云計(jì)算的安全性隱患

　　云計(jì)算給人們帶來了方便，人們可以隨時(shí)實(shí)地通過網(wǎng)絡(luò)訪問自己的數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)的工作地點(diǎn)固定的弊端。但是云計(jì)算自身也存在著一定的安全隱患，因?yàn)楹诵氖翘幵谝粋�(gè)用戶所不知道的位置。

　　1.數(shù)據(jù)方的公信力問題

　　云計(jì)算模式下，用戶需要把自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、IT業(yè)務(wù)流程等核心資源保存在第三方，并且由于虛擬化，用戶并不清楚這些資源被實(shí)際存儲(chǔ)在何處。這種情況下，需要云服務(wù)提供商具備相當(dāng)?shù)墓�信力，才可能讓用戶采用這種模式。

　　2.數(shù)據(jù)的訪問控制

　　用戶的數(shù)據(jù)存放在第三方，我們不能確定數(shù)據(jù)的信息會(huì)不會(huì)被第三方的服務(wù)商所利用。這個(gè)時(shí)候我們擔(dān)心的問題就是這些資料是不是只能我們自己使用，而別人沒有絲毫的訪問權(quán)限，這個(gè)問題不能單單的依靠服務(wù)商的職業(yè)道德來保證，下面要講的密鑰手段可以避免此類事件的發(fā)生。

　　3.網(wǎng)絡(luò)安全性

　　有網(wǎng)絡(luò)的地方就會(huì)有病毒、木馬。如果服務(wù)端受到感染，會(huì)造成不可估計(jì)的損失。對于這個(gè)問題，業(yè)界提出的應(yīng)對之策是，采用云計(jì)算技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)中的客戶端軟件異常行為進(jìn)行監(jiān)測，獲取惡意程序信息，上傳至服務(wù)器進(jìn)行自動(dòng)分析和處理，然后把病毒和木馬的解決方案分發(fā)到客戶端。

　　（二）云存儲(chǔ)的安全性保證

　　1.多副本策略

　　云存儲(chǔ)起始于Google發(fā)布的Google File System。Google的分布式文件系統(tǒng)構(gòu)建在大量的廉價(jià)的機(jī)器之上，系統(tǒng)需要忍受硬件的失效，所以硬件失效在分布式文件系統(tǒng)中是允許的。如果某一個(gè)硬件機(jī)器失效，那么存儲(chǔ)在該臺(tái)機(jī)器上的數(shù)據(jù)是無法訪問的，為了防止數(shù)據(jù)的丟失和為保證數(shù)據(jù)安全性，可以采取多副本策略。每個(gè)數(shù)據(jù)塊在整個(gè)集群之上有多個(gè)備份，備份的數(shù)量可以有用戶自己決定。這些備份根據(jù)系統(tǒng)的分布情況分布在不同的物理位置，防止一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效導(dǎo)致多個(gè)備份無法訪問。

　　2.密鑰策略

　　通常的云存儲(chǔ)是通過服務(wù)的方式由第三方提供給用戶使用，用戶不知道自己的數(shù)據(jù)存放在何處，這個(gè)時(shí)候?qū)��?shù)據(jù)是否被別人使用就用了一重疑問，為了消除用戶方的顧慮，我們可以通過加密的方式來實(shí)現(xiàn)。用戶通過一定的加密手段來對數(shù)據(jù)加密，加密的密鑰由用戶自身掌控，第三方無法直接訪問到用戶的數(shù)據(jù)，訪問時(shí)用戶通過自身的密鑰來訪問對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊。

　　3.數(shù)據(jù)的差異性保存

　　云存儲(chǔ)出來之前，用戶的數(shù)據(jù)都是存儲(chǔ)在自己的私有服務(wù)器中，為了數(shù)據(jù)的安全性，數(shù)據(jù)的保密等級(jí)是必不可少的。這種策略可以運(yùn)用到云存儲(chǔ)上面，將關(guān)鍵的數(shù)據(jù)由用戶自己保存，剩下的通用型的數(shù)據(jù)存放在云上，這樣在私有存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)上找到一個(gè)折中，可是使安全性和實(shí)用性都得到一個(gè)很好的保證。

四、云存儲(chǔ)的高效性保證

　　云存儲(chǔ)中關(guān)于數(shù)據(jù)的操作主要有寫數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)同步和負(fù)載均衡四個(gè)方面

　　（一）數(shù)據(jù)的寫入

　　在原始的數(shù)據(jù)寫入策略中，用戶需要確認(rèn)寫入數(shù)據(jù)的確切位移，而且對同一個(gè)數(shù)據(jù)的寫入而言是串行的，很明顯在分布式中這是不合適的，每時(shí)每刻系統(tǒng)都面對著巨量的訪問，原始的寫入策略需要精密的鎖控制，嚴(yán)重的影響了系統(tǒng)的性能。

　　GFS提供了一種原子的數(shù)據(jù)追加操作–記錄追加。使用記錄追加，客戶機(jī)只需要指定要寫入的數(shù)據(jù)。GFS保證至少有一次原子的寫入操作成功執(zhí)行（即寫入一個(gè)順序的byte流），寫入的數(shù)據(jù)追加到GFS指定的偏移位置上，之后GFS返回這個(gè)偏移量給客戶機(jī)。這類似于在Unix操作系統(tǒng)中，對以O(shè)_APPEND模式打開的文件，多個(gè)并發(fā)寫操作在沒有競態(tài)條件時(shí)的行為。這種并行的寫入策略極大的提高了系統(tǒng)的性能，在分布式領(lǐng)域中有著廣泛的運(yùn)用。

　　（二）數(shù)據(jù)的讀取

　　數(shù)據(jù)的讀取形式分為大規(guī)模的流式讀取和小規(guī)模的隨機(jī)讀取。大規(guī)模的流式讀取通常一次讀取數(shù)百KB的數(shù)據(jù)，更常見的是一次讀取1MB甚至更多的數(shù)據(jù)。小規(guī)模的隨機(jī)讀取通常是在文件某個(gè)隨機(jī)的位置讀取幾個(gè)KB數(shù)據(jù)。如果應(yīng)用程序?qū)π阅芊浅ｊP(guān)注，通常的做法是把小規(guī)模的隨機(jī)讀取操作合并排序，之后按順序批量讀取，這樣就避免了在文件中前后來回的移動(dòng)讀取位置。同時(shí)在讀取數(shù)據(jù)時(shí)如果數(shù)據(jù)塊兒過大還可以通過分塊兒的并行數(shù)據(jù)讀取方式來獲取數(shù)據(jù)。

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