雲計算時代的存儲技術——雲存儲

雲計算概念

雲其實是網路、互聯網的一種比喻說法。 過去在圖中往往用雲來表示電信網，後來也用來表示互聯網和底層基礎設施的抽象。 雲計算分狹義雲計算和廣義雲計算。 狹義雲計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網路以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義雲計算指服務的交付和使用模式，指通過網路以按需、易擴展的方式獲得所需服務。 如果僅下一個定義，人們仍然無法理解到底什麼是雲計算，我們舉一個很淺顯的例子。 傳統模式下，企業建立一套IT系統不僅僅需要購買硬體等基礎設施，還有買軟體的許可證，需要專門的人員維護。 當企業的規模擴大時還要繼續升級各種軟硬體設施以滿足需要。 對於企業來說，電腦等硬體和軟體本身並非他們真正需要的，它們僅僅是完成工作、提供效率的工具而已。 對個人來說，我們想正常使用電腦需要安裝許多軟體，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。 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，為我們節省許多購買軟硬體的資金。 我們每天都要用電，但我們不是每家自備發電機，它由電廠集中提供；我們每天都要用自來水，但我們不是每家都有井，它由自來水廠集中提供。 這種模式極大得節約了資源，方便了我們的生活。 面對電腦給我們帶來的困擾，我們可不可以像使用水和電一樣使用電腦資源？ 這些想法最終導致了雲計算的產生。 雲計算的最終目標是將計算、服務和應用作為一種公共設施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用電腦資源。 雲計算模式即為電廠集中供電模式。

在雲計算模式下，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服務提供者的計算資源、 存儲空間和各種應用軟體。 這就像連接「顯示器」 和「主機」的電線無限長，從而可以把顯示器放在消費者的面前，而主機放在遠到甚至電腦消費者本人也不知道的地方。 雲計算把連接「顯示器」和「主機」的電線變成了網路，把「主機」變成雲服務提供者的伺服器集群。 在雲計算環境下，使用者的使用觀念也會發生徹底的變化：從「購買產品」到「購買服務」轉變，因為他們直接面對的將不再是複雜的硬體和軟體，而是最終的服務。 使用者不需要擁有看得見、摸得著的硬體設施，也不需要為機房支付設備供電、空調製冷、專人維護等等費用，並且不需要等待漫長的供貨週期、專案實施等冗長的時間，只需要把錢匯給雲計算服務提供者，我們將會馬上得到需要的服務。 這就是雲計算，在這樣的模式下，雲存儲又是怎麼一回事，它與雲計算有怎樣的聯繫呢？

雲存儲概念

雲存儲是在雲計算（cloud computing）概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網格技術或分散式檔案系統等功能，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儲和業務訪問功能的一個系統。 當雲計算系統運算和處理的核心是大量資料的存儲和管理時，雲計算系統中就需要配置大量的存放裝置，那麼雲計算系統就轉變成為一個雲存儲系統，所以雲存儲是一個以資料存儲和管理為核心的雲計算系統。 簡單來說，雲存儲就是將儲存資源放到網路上供人存取的一種新興方案。 消費者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網的裝置方便地存取資料。 然而在方便使用的同時，我們不得不重視存儲的安全性，存儲必須具有良好的相容性，以及它在擴充性與性能聚合方面等諸多因素。 首先，作為存儲最重要的就是安全性，尤其是在雲時代，資料中心存儲著眾多使用者的資料，如果存儲系統出現問題，其所帶來的影響遠超分散存儲的時代，因此存儲系統的安全性就顯得愈發重要。 其次，在雲資料中心所使用的存儲必須具有良好的相容性。 在雲時代，計算資源都被收歸到資料中心之中，再連同配套的存儲空間一起分發給使用者，因此站在使用者的角度上是不需要關心相容性的問題的，但是站在資料中心的角度，相容性卻是一個非常重要的問題。 眾多的使用者帶來了各種各樣的需求，Windows、Linux、Unix、Mac OS,存儲需要面對各種不同的作業系統，如果給每種作業系統更夠配備專門的存儲的話，無疑與雲計算的精神背道而馳，因此，雲計算環境中， 首先要解決的就是相容性問題。 再次，存儲容量的擴展能力。

由於要面對數量眾多的使用者，存儲系統需要存儲的檔將呈指數級增長態勢，這就要求存儲系統的容量擴展能夠跟得上資料量的增長，做到無限擴容，同時在擴展過程中最好還要做到簡便易行，不能影響到資料中心的整體運行， 如果容量的擴展需要複雜的操作，甚至停機，這無疑會極大地降低資料中心的運營效率。 最後，雲時代的存儲系統需要的不僅僅是容量的提升，對於性能的要求同樣迫切，與以往只面向有限的使用者不同，在雲時代，存儲系統將面向更為廣闊的使用者群體，使用者數量級的增加使得存儲系統也必須在吞吐性能上有飛速的提升， 只有這樣才能對請求作出快速的反應，這就要求存儲系統能夠隨著容量的增加而擁有線性增長的吞吐性能，這顯然是傳統的存儲架構無法達成的目標，傳統的存儲系統由於沒有採用分散式的檔案系統，無法將所有訪問壓力平均分配到多個存儲節點， 因而在存儲系統與計算系統之間存在著明顯的傳輸瓶頸，由此而帶來單點故障等多種後續問題，而集群存儲正是解決這一問題，滿足新時代要求的千金良方。

雲存儲技術與傳統存儲技術

傳統的存儲技術是把所有資料都當作對企業同等重要和同等有用來進行處理，所有的資料整合到單一的存儲體系之中，以滿足業務持續性需求。 但是在面臨大資料難題時顯得捉襟見肘：

1）成本激增。 在大型專案中，前端圖像資訊採集點過多，單台伺服器承載量有限，就造成需要配置幾十台，甚至上百台伺服器的狀況。 這就必然導致建設成本、管理成本、維護成本、能耗成本的急劇增加；

2）磁片碎片問題。 由於視頻監控系統往往採用回滾寫入方式，這種無序的頻繁讀寫操作，導致了磁片碎片的大量產生。 隨著使用時間的增加，將嚴重的影響整體存儲系統的讀寫性能，甚至導致存儲系統被鎖定為唯讀，而無法寫入新的視頻資料；

3）性能問題。 由於資料量的激增，資料的索引效率也變得越來越為人們關注。 而動輒上TB的資料。 甚至是幾百TB的資料，在索引時往往需要花上幾分鐘的時間。

作為最新的存儲技術，與傳統存儲相比，雲存儲具有以下優點：

1）管理方便。 其實這一項也可以歸納為成本上的優勢。 因為將大部分資料移轉到雲存儲上去後，所有的升級維護任務都是由雲存儲服務提供者來完成，節約了企業存儲系統管理員上的成本壓力。 還有就是雲存儲服務強大的可擴充性，當企業使用者發展壯大後，突然發現自己先前的存儲空間不足，就必須要考慮增加存儲伺服器來滿足現有的存儲需求。 而雲存儲服務則可以很方便的在原有基礎上擴展服務空間，滿足需求；

2）成本低。 就目前來說，企業在資料存儲上所付出的成本是相當大的，而且這個成本還在隨著資料的暴增而不斷增加。 為了減少這一成本壓力，許多企業將大部分資料轉移到雲存儲上，讓雲存儲服務提供者來為他們解決資料存儲的問題。 這樣就能花很少的價錢獲得最優的資料存儲服務；

3）量身定制。 這個主要是針對于私有雲。 雲服務提供者專門為單一的企業客戶提供一個量身定制的雲存儲服務方案，或者可以是企業自己的IT機構來部署一套私有雲服務架構。 私有雲不但能為企業使用者提供最優質的貼身服務，而且還能在一定程度上降低安全風險。

傳統的存儲模式已經不再適應當代資料暴增的現實問題，如何讓新興的雲存儲發揮它應有的能力，在解決安全、相容等問題上，我們還需要不斷的努力，就目前而言，雲計算時代已經到來，作為其核心的雲存儲必將成為未來存儲技術的必然趨勢。