存储是我们每天都在打交道的对象,目前,云存储更是风靡全球。为增进大家对云存储的认识,本文将对云存储的实现前提以及云存储架构予以介绍。

 


一、云存储实现前提

(一)宽带网络的发展

真正的云存储系统将会是一个多区域分布、遍布全国、甚至于遍布全球的庞大公用系统,使用者需要通过ADSL、DDN等宽带接入设备来连接云存储。只有宽带网络得到充足的发展,使用者才有可能获得足够大的数据传输带宽,实现大量容量数据的传输,真正享受到云存储服务,否则只能是空谈。

 

(二) WEB2.0技术

Web2.0 技术的核心是分享。只有通过web2.0技术,云存储的使用者才有可能通过 PC、手机、移动多媒体等多种设备,实现数据、文档、图片和视音频等内容的集中存储和资料共享。

 

(三)应用存储的发展

云存储不仅仅是存储,更多的是应用。应用存储是一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备,它不仅具有数据存储功能,还具有应用软件功能,可以看作是服务器和存储设备的集合体。应用存储技术的发展可以大量减少云存储中服务器的数量,从而降低系统建设成本,减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈,减少数据传输环节,提供系统性能和效率,保证整个系统的高效稳定运行。

 

(四)集群技术、网格技术和分布式文件系统

云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协同工作的集合体,任何一个单点的存储系统都不是云存储。

 

既然是由多个存储设备构成的,不同存储设备之间就需要通过集群技术、分布式文件系统和网格计算等技术,实现多个存储设备之间的协同工作,多个存储设备可以对外提供同一种服务,提供更大更强更好的数据访问性能。如果没有这些技术的存在,云存储就不可能真正实现,所谓的云存储只能是一个一个的独立系统,不能形成云状结构。

 

(五)CDN内容分发、P2P技术、数据压缩技术

CDN内容分发、P2P技术、数据压缩技术、重复数据删除技术、数据加密技术

 

CDN内容分发系统、数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问,同时,通过各种数据备份和容灾技术保证云存储中的数据不会丢失,保证云存储自身的安全和稳定。如果云存储中的数据安全得不到保证,想来也没有人敢用云存储,否则,保存的数据不是很快丢失了,就是全国人民都知道了。

 

(六)存储虚拟化技术、存储网络化管理技术

云存储中的存储设备数量庞大且分布多在不同地域,如何实现不同厂商、不同型号甚至于不同类型(如FC存储和 IP存储)的多台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理将会是一个巨大的难题,这个问题得不到解决,存储设备就会是整个云存储系统的性能瓶颈,结构上也无法形成一个整体,而且还会带来后期容量和性能扩展难等问题。

 

云存储中的存储设备数量庞大、分布地域广造成的另外一个问题就是存储设备运营管理问题。虽然这些问题对云存储的使用者来讲根本不需要关心,但对于云存储的运营单位来讲,却必须要通过切实可行和有效的手段来解决集中管理难、状态监控难、故障维护难、人力成本高等问题。因此,云存储必须要具有一个高效的类似与网络管理软件一样的集中管理平台,可实现云存储系统中所有存储设备、服务器和网络设备的集中管理和状态监控。

 


二、云存储的优势

(1)存储管理可以实现自动化和智能化,所有的存储资源被整合到一起,客户看到的是单一存储空间;

(2)提高了存储效率,通过虚拟化技术解决了存储空间的浪费,可以自动重新分配数据,提高了存储空间的利用率,同时具备负载均衡、故障冗余功能;

(3)云存储能够实现规模效应和弹性扩展,降低运营成本,避免资源浪费;

 

云存储技术在安防领域应用存在的问题:

受限于安防视频监控自身业务的特点,监控云存储和现有互联网云计算模型会有区别,如安防用户倾向于视频信息存储在本地、政府视频监控应用比较敏感、视频信息的隐私问题、视频监控对网络带宽消耗较大等问题。

 

三、云存储架构

架构方法分为两类:一种是通过服务来架构;另一种是通过软件或硬件设备来架构。

 

传统的系统利用紧耦合对称架构,这种架构的设计旨在解决HPC(高性能计算、超级运算)问题,正在向外扩展成为云存储从而满足快速呈现的市场需求。下一代架构已经采用了松弛耦合非对称架构,集中元数据和控制操作,这种架构并不非常适合高性能HPC,但是这种设计旨在解决云部署的大容量存储需求。各种架构的摘要信息如下:

 

1. 紧耦合对称(TCS)架构

构建TCS系统是为了解决单一文件性能所面临的挑战,这种挑战限制了传统NAS系统的发展。HPC系统所具有的优势迅速压倒了存储,因为它们需要的单一文件I/O操作要比单一设备的I/O操作多得多。业内对此的回应是创建利用TCS架构的产品,很多节点同时伴随着分布式锁管理(锁定文件不同部分的写操作)和缓存一致性功能。这种解决方案对于单文件吞吐量问题很有效,几个不同行业的很多HPC客户已经采用了这种解决方案。这种解决方案很先进,需要一定程度的技术经验才能安装和使用。

 

2. 松弛耦合非对称(LCA)架构

LCA系统采用不同的方法来向外扩展。它不是通过执行某个策略来使每个节点知道每个行动所执行的操作,而是利用一个数据路径之外的中央元数据控制服务器。集中控制提供了很多好处,允许进行新层次的扩展:

 

● 存储节点可以将重点放在提供读写服务的要求上,而不需要来自网络节点的确认信息。

 

● 节点可以利用不同的商品硬件CPU和存储配置,而且仍然在云存储中发挥作用。

 

● 用户可以通过利用硬件性能或虚拟化实例来调整云存储。

 

● 消除节点之间共享的大量状态开销也可以消除用户计算机互联的需要,如光纤通道或infiniband,从而进一步降低成本。

 

● 异构硬件的混合和匹配使用户能够在需要的时候在当前经济规模的基础上扩大存储,同时还能提供永久的数据可用性。

 

● 拥有集中元数据意味着,存储节点可以旋转地进行深层次应用程序归档,而且在控制节点上,元数据经常都是可用的。