雲端儲存技術優勢及其發展趨勢的探討

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雲端儲存技術優勢及其發展趨勢的探討

 

　　1.引言
　　近年來，由於資訊技術的發展，科學計算和商業計算等眾多應用領域會產生了規模相當巨大的資料，並且資料量仍在快速增加，呈海量形式發展。在科學計算方面，如物理學、天文學、生物學等領域都會產生規模龐大的資料，而且每年的資料規模達到若干PB。而在商業計算方面，Web搜尋、社會網路等需要處理的資料規模也非常龐大，例如，Google和Facebook等應用產生的資料達到PB甚至EB級。按照摩爾定律，處理器的速度每18個月就會翻一番，光纖技術的發展也大大加快了資料在網路上的傳輸速度。但是，資料存取受限於儲存介質的機械運動，使得資料存取成為制約資訊技術發展的主要瓶頸. 面對資料存放區的急劇膨脹，企業需要不斷購置大量的存放裝置來應對不斷增長的儲存需求。然而，這似乎並不能從根本解決問題。首先，存放裝置的採購預算越來越高，大多數企業難以承受如此巨大的開支。大量的異構實體儲存體資源大大增加了儲存管理的複雜性，容易造成儲存資源浪費和利用效率不高。而時下雲端運算技術的興起則使得高效低成本雲端儲存技術得以實現。
　　2.雲端運算和雲端儲存
　　（1）雲端運算
　　雲其實是網路、互連網的一種比喻說法。過去在圖中往往用雲來表示電信網，後來也用來表示互連網和底層基礎設施的抽象。
　　雲端運算定義還是挺抽象的，為此，我們可以舉一些很淺顯的例子。比如說，我們有時想倚仗電腦軟體去完成一些工作，而許多軟體是收費的，對不經常使用該軟體的使用者來說購買是非常不划算的。這時，如果能夠提供我們需要的所有軟體供我們租用，我們只需要在用時付少量“租金”即可“租用”到這些軟體服務，則為我們節省許多購買軟硬體的資金。因此，雲端運算的概念應運而生。雲端運算的最終目標是將計算、服務和應用作為一種公用設施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、瓦斯那樣使用電腦資源。在雲端運算模式下，使用者的電腦會變的十分簡單，或許不大的記憶體、不需要硬碟和各種應用軟體，就可以滿足我們的需求，因為使用者的電腦除了通過瀏覽器給“雲”發送指令和接受資料外基本上什麼都不用做便可以使用雲端服務供應商的計算資源、儲存空間和各種應用軟體。這就像串連“顯示器”和“主機”的電線無限長，變成了網路。顯示器放在使用者的面前，而主機是雲端服務供應商的伺服器叢集。在雲端運算環境下，使用者不需要購買和擁有複雜的硬體和軟體，而是只需要把錢匯給雲端運算服務提供者，就可以購買到等同的服務。這就是雲端運算。
　　（2）雲端儲存
　　雲端儲存是在雲端運算的概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過叢集應用、網格技術或Distributed File System等功能，將網路中大量各種不同類型的存放裝置通過應用軟體集合起來協同工作，共同對外提供資料存放區和業務訪問功能的一個系統。當雲端運算系統運算和處理的核心是大量資料的儲存和管理時，雲端運算系統中就需要配置大量的存放裝置，那麼雲端運算系統就轉變成為一個雲端儲存系統，所以雲端儲存是一個以資料存放區和管理為核心的雲端運算系統。
　　簡單來說，雲端儲存就是將儲存資源放到雲上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網的裝置串連到雲上方便地存取資料。
　　（3）兩者關係
　　首先，雲端儲存是在雲端運算基礎上延伸和發展出來的。其次，和雲端運算相比，雲端儲存優勢主要是配置了大型存放區空間的雲端運算系統，實現不同類型的雲端儲存電訊廠商對企業或個人提供不同的服務，另外，它不受地理位置限制具有無限擴充性、基於商業組件等。最後，在結構模型上看雲端儲存相比雲端運算多一個儲存層（後文會提到），同時也多很多與資料管理和安全有關的基礎管理功能，訪問層和應用介面層兩者是完全相同的，企業進入雲端儲存的系統有：企業遠端資料備份、企業空間租賃、企業內視頻監控等。
　　3.雲端儲存的技術優勢
　　如今傳統的SAN或NAS在容量與效能的擴充上存在瓶頸，已經不能滿足新形勢下對資料儲存高效能、高容量、易擴充的需求。而雲端運算的服務模式憑藉其低成本，大容量、高頻寬的優勢，不僅輕鬆突破了SAN的效能瓶頸，而且可以實現效能與容量的線性擴充。相比於傳統的集中儲存方式，雲端儲存系統具有以下幾點優勢。
　　（1）更容易擴容
　　相比傳統的儲存擴容，雲端儲存架構採用的是並行擴容方式，當客戶需要增加容量時，可按照需求採購伺服器，簡單增加即可實現容量的擴充：新裝置僅需安裝作業系統及雲端儲存軟體後，開啟電源接上網路，雲端儲存系統便能自動識別，自動把容量加入儲存池中完成擴充。擴容環節無任何限制。
　　（2）更易於管理
　　在以往的儲存系統管理中，管理員需要面對不同的存放裝置，不同廠商的裝置均有不同的管理介面，使得管理員要瞭解每個儲存的使用狀況（容量、負載等）的工作複雜而繁重。而且，傳統的儲存在硬碟或是儲存伺服器損壞時，可能會造成資料丟失，而雲端儲存則不會，如果硬碟壞掉，資料會自動遷移到別的硬碟，大大減輕了管理員的工作負擔。對雲端儲存來說，再多的儲存伺服器，在管理員眼中也只是一台儲存空間，每台儲存伺服器的使用狀況，通過一個統一管理介面監控，使得維護變得簡單和易操作。
　　（3）成本更低廉
　　傳統的儲存系統對硬碟的一致性要求近乎苛刻，必須同廠牌、同容量、同型號，否則系統一旦很出現問題就很難解決。而且，面對升級換代較快的IT產業，硬碟在使用2～3年後很難找到同型號產品更換。使用雲端儲存就可以避免這個問題，雲端儲存系統對存放裝置、伺服器裝置、硬碟等產品的一致性沒有要求，不同介質、容量、廠牌、型號的硬碟，都可以一起工作，既可以實現原有硬體的利舊保護投入，又可以實現新技術、新裝置的快速更新，合理搭配、最佳化選擇、可持續發展。
　　（4）資料更安全，服務不中斷
　　傳統儲存系統會因為系統升級或者硬體損壞而導致服務停止。雲端儲存系統則不同，它可透過將檔案和資料儲存在不同的儲存節點，避免了系統升級或者硬體損壞帶來的資料不可用。雲端儲存系統知道檔案存放的位置，在系統升級或者硬體損壞時，雲端儲存系統會自動將讀寫指令導向存放在另一台儲存伺服器上的檔案，保持服務的繼續，等可用的儲存伺服器上線後，檔案會再遷移回來。
　　4.雲端儲存的未來發展趨勢
　　雲端儲存已經成為未來儲存發展的一種趨勢。但隨著雲端儲存技術的發展，各類搜尋、應用技術和雲端儲存相結合的應用，還需從安全性、便攜性及資料訪問等角度進行改進。
　　（1）安全性
　　從雲端運算誕生，安全性一直是企業實施雲端運算首要考慮的問題之一。同樣在雲端儲存方面，安全仍是首要考慮的問題，對於想要進行雲端儲存的客戶來說，安全性通常是首要的商業考慮和技術考慮。但是許多使用者對雲端儲存的安全要求甚至高於它們自己的架構所能提供的安全水平。既便如此，面對如此高的不現實的安全要求，許多大型、可信賴的雲端儲存廠商也在努力滿足它們的要求，構建比多數企業資料中心安全得多的資料中心。現在使用者可以發現，雲端儲存具有更少的安全性漏洞和更高的安全環節，雲端儲存所能提供的安全性水平要比使用者自己的資料中心所能提供的安全水平還要高。
　　（2）便攜性
　　一些使用者在託管儲存的時候還要考慮資料的便攜性。一般情況下這是有保證的，一些大型服務提供者所提供的解決方案承諾其資料便攜性可媲美最好的傳統本機存放區。有的雲端儲存結合了強大的便攜功能，可以將整個資料集傳送到你所選擇的任何媒介，甚至是專門的存放裝置。
　　（3）效能和可用性
　　過去的一些託管儲存和遠程儲存總是存在著延遲時間過長的問題。同樣地，互連網本身的特性就嚴重威脅服務的可用性。最新一代雲端儲存有突破性的成就，體現在用戶端或本地裝置快取上，將經常使用的資料保持在本地，從而有效地緩解互連網延遲問題。通過本地快取，即使面臨最嚴重的網路中斷，這些裝置也可以緩解延遲性問題。這些裝置還可以讓經常使用的資料像本機存放區那樣快速反應。通過一個本地NAS網關，雲端儲存甚至可以模仿終端NAS裝置的可用性、效能和可視性，同時將資料予以遠程保護。隨著雲端儲存技術的不斷髮展，各廠商仍將繼續努力實現容量最佳化和WAN（廣域網路）最佳化，從而盡量減少資料轉送的延遲性。
　　（4）資料訪問
　　現有對雲端儲存技術的疑慮還在於，如果執行大規模資料請求或資料恢複操作，那麼雲端儲存是否可提供足夠的訪問性。在未來的技術條件下，此點大可不必擔心，現有的廠商可以將大量資料轉送到任何類型的媒介，可將資料直接傳送給企業，且其速度之快相當於複製、粘貼操作。另外，雲端儲存廠商還可以提供一套組件，在完全本地化的系統上模仿雲地址，讓本地NAS網關裝置繼續正常運行而無需重新設定。未來，如果大型廠商構建了更多的地區性設施，那麼資料轉送將更加迅捷。如此一來，即便是客戶本機資料發生了災難性的損失，雲端儲存廠商也可以將資料重新快速傳輸給客戶資料中心。
　　5.結語
　　從嚴格意義上講，雲端儲存是一種服務，而不是儲存。雲端儲存的核心是存放裝置與應用軟體相結合，通過應用軟體來實現存放裝置向儲存服務的轉變。伴隨著雲端運算廣泛應用和技術的日趨成熟，雲端儲存技術必將得到長足的進步和發展，潛在的巨大儲存需求和市場，雲端儲存技術也將仍然是最為熱門的IT領域。

　　本文來源：科學時代

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