引言
“云”是當今計算機領域里最為熱門的一個關鍵詞，作為一種互聯網的比喻，“云”已經深入到人們生活的各個方面。作為當今數字信息技術的三大基石之一的存儲技術，是現代信息社會的基礎，為云計算等多項技術提供基礎數據的支持。據相關機構研究表明，現今全球的信息總量已經超過了1000EB，磁盤技術的發展，使得硬盤具有更大容量，如今新推出的SATA硬盤已普遍具有了TB級的容量，但對于云計算這種信息服務模式，單個硬盤容量已顯然不足以支持云計算服務模式對海量數據的存儲需求，從而使得存儲設備成為了云計算在性能的擴展上的瓶頸。
另外，現今社會對數據及其存儲系統的依賴性越來越強，一旦發生自然或者人為損壞，造成了存儲系統的數據丟失，對人們的正常工作、生活將產生沉重打擊，因此存儲設備的數據備份和數據恢復是當前社會關注的熱點問題。云存儲從本質上來說是一個分布式存儲系統，它將數據保存在多個遠端服務器中，這樣本地存儲設備或者某個遠端服務器出現故障，存儲信息出現丟失，另外存儲設備中的備份數據將會自動提到恢復作用，從而增強了存儲系統的可靠性。移動辦公是辦公模式的發展趨勢，傳統的存儲方式只能將數據、文本等辦公資料存儲在移動介質中，這種模式不僅攜帶不便，而且易丟失。云存儲模式下，所有的辦公資料都將存儲在遠端的服務器中，不論在室內或者室外辦公，所有的資料都將方便獲取，且不需要辦公者自身攜帶，安全保密性也可得到提高。本文將對云存儲這種新式存儲模式進行初步探討。
1 云存儲概述
1.1云存儲的定義
云存儲是指通過集群網絡技術或分布式存儲系統，將網絡中大量不同類型存儲設備通過一定方式進行集成，共同提供數據存儲服務。云存儲是云計算的存儲部分，本質上是為大數據量運算時提供存儲和管理。關于云存儲，全球網絡存儲工業協會給出的定義是：通過網絡提供可配置的虛擬化的存儲及相關數據的服務。云存儲的內涵是存儲自動化和存儲虛擬化，目標是接近100%的使用存儲空間。
圖1云存儲系統結構模型圖
簡而言之，云存儲就是將數據資源放到網絡上，隨時供用戶存取的一種新興存儲模式。從用戶角度來說，云存儲不是面對某一個具體的存儲設備，而是一種數據訪問服務，是面對由各種各樣的存儲設備和服務器構成的集合體。用戶可以在任何時間、地方，透過任意網絡連接的方式，方便地存取所需要的數據。近年來，有多家商業軟件公司推出了自己的云存儲產品和服務，包括Microsoft的Azure、Google的GFS、Amazon的S3等等。
1.2云存儲的特點
本質上，云存儲不在是一種存儲，而是一種建立在互聯網基礎上的服務，具有海量存儲、易擴容、統一管理、成本低廉、隨意讀取、資源共享等特性。對于用戶來說，云存儲的設備是完全透明的，通過網絡與云端服務器連接，用戶就可以實現對數據的訪問。由于云存儲是基于商業組件的，用戶只需向存儲服務提供商提出申請，就可擁有自己的數據存儲中心，節約了昂貴的基礎設施投資，存儲服務提供商可按需收費，而用戶可跨不同應用，不受具體地理位置的限制使用存儲資源。總結一下，云存儲具有下列幾個典型特點：
（1）低成本。由存儲服務提供商為用戶提供數據存儲服務，用戶只需通過網絡終端連接云服務，即可在任何位置訪問數據資源，用戶不需要提供任何存儲介質，節省了購買服務器和維護人員的開銷。
（2）高可靠性。一般而言，存儲服務提供商都具掌握專業的數據存儲能力，通過數據快照、鏡像存儲鏡像以及數據自動同步等措施來保障存儲服務的高可靠性，避免用戶數據丟失，另外存儲服務提供商有嚴格管理機制，利用數字加密等技術防止數據被篡改和被攻擊，還配置了專業人員對數據進行維護管理，從某種意義上說，云存儲比本地存儲更可靠。
（3）可訂購性。服務提供商是面對所有類型的用戶提供多種不同的云存儲服務，用戶可以根據自身需求進行定制云服務，并按照不同服務內容付費。
（4）高容量性。存儲服務提供商都擁有規模巨大的服務器，如Google擁有100多萬臺服務器，微軟、IBM也擁有十多萬臺，一些企業內部私有的云存儲也有數百臺服務器，這些數量眾多的服務器提供了海量的容量空間，用戶不用擔心存儲空間不足，避免了因數據增長不得不刪除數據，可以說用戶可獲得無限存儲空間，無需擔心存儲資源枯竭。
（5）易于集中管理。云存儲將散在各地的信息集中起來存儲，避免數據重復，可實現動態查重，便于管理，只要經過授權，用戶可在任何時間地點隨時取用數據，無需專門配置人員維護數據，減少了管理難度。
2 云存儲的結構
云存儲系統通常可劃分為4層：存儲層、基礎管理層、應用接口層、訪問層。結構模型如圖1所示。
2.1存儲層
存儲層是一種分布式存儲系統，本質上是一種服務，是云存儲基礎。存儲層有多種選擇，如FC光纖通道存儲設備、NAS、iSCS、等。存儲層中的存儲設備分布于不同地域且數量龐大，彼此通過光纖連接在一起。存儲層主要功能是連接融合不同存儲設備，實現設備及其數據的集中統一管理，實現邏輯虛擬化、動態擴容。
2.2基礎管理層
基礎管理層是云存儲系統的技術難點，是存儲的核心部分。基礎管理層通過網格計算、分布式文件系統及其相關技術，實現存儲設備的協同工作，對外提供統一存儲服務。在存儲數據時，云存儲分布式文件系統將文件按照一定大小分割成數據塊，并為每個數據塊創建副本，一個節點中數據失效時，可通過自動復制副本來恢復數據，保證了數據的安全。
基礎管理層還可以加入數據加密、權限管理等管理技術，以防止惡意攻擊，保證云存儲中的數據正確的用戶訪問權限，保證云存儲的穩定和安全。
2.3應用接口層
應用接口層為實際應用與云存儲的基礎服務層之間提供交互功能。根據實際需求，云存儲服務商可以根據用戶的不同需求，提供不同的應用服務，具體來說就是開發不同的應用服務接口。常見接口比如IPTV服務、在線備份服務、網絡硬盤服務等。同時在這一層也可實現用戶認證和對訪問的控制。
2.4訪問層
用戶應用公用接口登陸云存儲系統，登錄時需經過授權，授權之后的用戶才能使用服務，根據用戶需求的不同，云存儲服務提供的訪問類型會有所不同。以谷歌成熟的云存儲系統GFS(GoogleFileSystem)為例，說明上述的云存儲結構。GFS系統構架圖如圖2所示。
圖2 GFS系統構架圖
在GFS系統中，使用文件在服務器上的存放路徑作為標識，文件按照一定層次組織在系統中存儲。GFS系統的整體構架由主服務器和相配套的塊服務器構成，其中主服務器作為文件元數據的存儲介質，包括文件名、塊名、文件到塊的映射，以及塊副本位置。主服務器還管理副本塊的分配與回收以及塊的移動等。
客戶端利用Google提供的API接口對數據進行訪問：讀數據時，首先通過主服務器的元數據獲取數據塊的位置，在從塊服務器上讀取數據。這樣避免了因大量讀操作對主服務器帶來的擁擠；寫數據時，客戶端向主服務器請求塊服務器，主服務器向客戶端回復塊的標識符和副本的位置，客戶機得到主服務器授權后將數據推送所有的副本上。
3云存儲的應用
3.1云存儲產品介紹
根據面向用戶的不同以及云存儲服務商提供服務類型不同，云存儲服務的應用模式可分為企業應用模式和個人應用模式。
3.1.1企業云存儲
（1）空間租賃服務：企業的基礎數據量巨大，且數據在不斷增長，企業自身可以通過投入資金購買硬件設備存儲數據，這種方式不僅花費大，且需要投入人力成本對數據存儲系統進行維護。云存儲服務商可為各企業提供功能強大且便捷的空間租賃服務，通過高性能大容量云存儲系統，以滿足企業對數據的存儲需求。
（2）遠程數據備份：企業往往需要充足的空間用來存儲企業自身的數據，由于這些數據十分寶貴，極具價值，在存儲的同時需要對數據進行備份，以便數據恢復，企業不斷增加數據量，對數據安全性提出了更高要求。企業可通過云存儲服務對已備份的數據進行恢復，在企業數據發生丟失的時候，就可保證數據的安全。
（3）視頻監控系統：這一系統主要是通過云存儲的服務，實現視頻監控功能，具體來說就是在遍布全國的云存儲系統中，嵌入視頻監控，并將視頻監控的實時數據儲存在云存儲系統中，在通過相應的監控軟件調用和管理視頻數據。
3.1.2個人云存儲
（1）網絡磁盤：主要實現個人用戶的數據存儲和備份的網絡化，用戶可將數據存儲在在線云存儲系統中，并通過網絡對數據進行管理。
（2）在線編輯：主要為個人用戶在線文檔編輯服務，個人通過網絡即可實現文檔的編輯，在個人終端無需安裝編輯軟件，編輯的文檔存儲在云系統的個人空間中，通過網絡用戶即可實現文檔的傳輸與共享功能，對文檔進行修改和管理。
（3）在線游戲：為用戶提供在線游戲服務，通過云存儲系統構建一個龐大的超能游戲服務器群，所有玩家在一個游戲服務器組之下集中管理，實現更多的功能，最大限度提升性能，使其具有更好的游戲體驗。
4 結束語
隨著云存儲技術的發展，越來越多的用戶開始享受云存儲服務。云存儲能夠使用戶享受強大的數據訪問服務，實現數據的隨意讀取、統一管理、實時擴容、超強安全及海量存儲功能。云存儲服務提供商在保證了用戶數據的高安全可靠性的同時，讓用戶感受到便捷服務的。作為一種先進的服務技術，云存儲有著無可比擬的優勢。但現在云存儲系統資源的利用率不高，管理較復雜，且云存儲的應用依賴于網絡通訊的性能，并且可靠性、安全性依然存在若干問題，這些問題及未完全解決的技術將是云存儲下一步發展的研究重點。
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本文標題：基于網絡的云存儲模式的分析探討
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