云存储系统分析与发展趋势研究

蒋晓科　符龙生　李健

摘 要：本文从云存储的基本概念出发，分析了云存储的系统运行原理，介绍了云存储的若干重要的应用领域，以及云存储面临的挑战和发展趋势。

关键词：云存储；网络磁盘；数据访问

中图分类号：TP393

随着信息技术的不断发展，在商业计算、科学计算等诸多领域产生了规模巨大的数据，并且数据量仍然在飞速的增加，数据的存储需求常常达到PB甚至EB级，如何安全、高效、低成本的存取这些数据，成为一个重大的问题，云存储技术的应用，使得高效率低成本的存取数据成为可能。

1 云存储概述

1.1 云存储的概念

云存储是一种先进的在线存储技术，用户只需要向存储服务提供商申请存储服务，就可以方便高效的存取数据，数据由存储服务提供商统一管理和维护，这样就节约了数据的存储空间，保证了数据的安全。

1.2 云存储原理

云存储的结构模型从下至上可以分为数据存储层、数据管理层、应用接口层、用户访问层四个层次，与普通存储设备不同，云存储不再仅仅是一个用来存储数据的硬件，而是一个结合了各种网络及网络设备、服务器及客户端程序的有机统一体，各个部分以数据存储层为基础，通过应用软件为用户提供存储功能和业务功能。

1.2.1 数据存储层

数据存储层是云存储的基础层，不同区域的数据被存储在这里，存储量非常庞大，依靠互联网、广域网、或者光纤通道，不同类型的数据被有机的连接在一起，最终实现了对存储设备的统一管理，可以有效进行容量扩展或是状态监控。

1.2.2 数据管理层

数据管理层是云存储的最为核心的一层，为了将底层的存储和上层的应用良好的对接起来，数据管理层的主要功能是让云存储中不同的存储设备能够协同工作，共同对外提供高性能的服务，以此来提高云存储数据的可访问性。

1.2.3 应用接口层

应用接口层是云存储中最为灵活的一层，可以根据用户需求，开发出不同类型不同功能的应用服务接口程序，提供丰富的服务，如视频监控、网络磁盘、空间租赁、数据备份等。

1.2.4 用户访问层

用户访问层是面向用户的，任何的授权用户，无需知道存储设备的各种情况，只需要通过标准的公用应用接口，就可以方便的登录和使用云存储系统。

2 云存储的应用

从云存储的结构模型来看，云存储可以实现的功能和服务决定于应用接口层，那么根据服务类型、面向用户、运营策略的不同，云存储运营商可以在应用接口层嵌入不同功能的应用软件、提供特色化的服务，这也是云存储结构模型的灵活性的体现。

2.1 网络磁盘

网络磁盘提供的是一种在线存取服务。用户向存储服务提供商申请之后，可以将自己的文件通过客户端或web的方式，进行上传或是下载。这样就实现了数据的网络化存取，网络磁盘的容量取决于存储服务提供商的运用策略。

2.2 在线文档编辑

在线文档编辑提供的是一种直接在线编辑文档格式、内容的服务，即使用户没在个人电脑上安装文档编辑软件，只需要登录自己的账号，就可以在线对自己的文档进行编辑和保存，大大提高了工作效率。

2.3 空间租赁服务

空间租赁服务使得企事业单位可以根据实际需要，向存储服务提供商租赁相应的企业级的存储空间和存储服务，以满足自身不断增长的数据存储需求。

2.4 远程备份和容灾

对于企事业单位中的重要数据，企事业单位可以选择远程自动备份和容灾服务，这样在出现不可预期的灾难时可以保障数据的安全，需要时可以迅速的恢复所有数据。

3 云存储面临的挑战和发展趋势

3.1 数据安全性

数据安全性，是云存储用户首先考虑的问题，许多私密的和重要的数据如果被破坏或损失，将给用户带来灾难性的后果。不断提高云存储系统的安全技术水平，是云存储发展的一个重要方向。

3.2 使用便携性

云存储用户只需要一个账号和密码，便可以很方便的存取数据，这是云存储便携性的体现；此外，对于云存储用户所选择的任何媒介，云存储还可以将用户所需数据集高效准确的推送。

3.3 稳定性和效率

应用客户端和本地设备高速缓存技术，把经常需要用到的数据缓存在本地，可以有效解决互联网延迟甚至网络中断问题。秒传是云存储的一大特色功能，用户在上传文件时，如果服务器上已经有了这个文件，则仅需为用户保存这一文件的链接即可，从而达到快速上传的目的。其原理是，每个文件的哈希值都是不同的，如果两个文件哈希值相同则认为这两个文件是同一个文件。秒传有效节约了空间，提升了存储效率。

3.4 数据访问和数据恢复

如果有大规模的数据访问和数据恢复的需求，云存储的访问性是一大考验，随着云存储技术的发展，云存储服务商可以快速稳定的将数据传送给用户；同时，云存储服务商可以为用户提供一套组件，高效的访问云地址，达到高效存取数据的效果。

3.5 资源池化

资源池化问题对云存储也是一个挑战，中心业务要求计算中心的内存、CPU、以及其他存储设备、网络资源等，能构成一个全局的资源池，以进行动态绑定、灵活调配。那么可以通过定义的数据中心，通过云操作系統，建立一个虚拟的数据中心基础设施，来对所有资源进行统一分配和调度。

3.6 存储设备的协同管理

云存储中所用到的存储设备数量巨大、且各自分布在不同区域，如何更有效的解决不同储存设备之间的存储虚拟化管理、多链路冗余管理、逻辑卷管理，是一个重大的问题，这些问题得不到有效解决，将使得存储设备成为云存储发展的瓶颈，并且会制约着后续扩容和升级的实现。

4 结束语

云存储提供了一种方便、高效的数据存取方案，用户可以在任何时间和任何地方，只要连接上网络，就可以方便的存取数据。随着用户对于数据存储要求的不断提高，云存储技术也在不断的进步和发展。

参考文献：

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[2]蔡佳，秦兴兴.浅谈云存储及安全性[J].计算机光盘软件与应用，2014（10）.

[3]李昆阳.云存储技术理论研究[J].计算机光盘软件与应用，2014（09）.

[4]史英杰，孟小峰.云数据管理系统中查询技术研究综述[J].计算机学报，2013（02）.

[5]陈杰.大数据场景下的云存储技术与应用[J].中兴通讯技术，2012（06）.

作者简介：蒋晓科（1984-），男，重庆人，讲师，硕士，研究方向：软件开发和高职教育理论；符龙生（1981-），男，海南人，讲师，硕士，研究方向：网络技术；李健（1985-），男，陕西人，讲师，硕士，研究方向：网络技术。

作者单位：海南经贸职业技术学院，海口 571127