云存储架构的技术特点与发展方向

周心娴

云存储作为云计算重要的组成部分被越来越多的企业所使用，无论是个人数据还是企业数据，都在利用云存储的海量存储、弹性扩容等特点进行相关应用。

云计算被称为是继个人PC、互联网之后的第三次信息化革命，不仅实现了IT技术的革新，更是IT商业模式和服务模式的一次重大变革。越来越多的商业活动几乎都采用云计算技术作为后台支撑，实现按需服务，按需计费。

我国对云计算产业高度重视，已把云计算产业的发展提到了国家战略的高度，在十二五规划中将云计算列入重点扶植的战略新兴产业。通过云计算技术缩小中小企业和大企业的IT应用差距，让每个人能以极低的成本获得顶尖的信息技术和服务。

随着云计算市场规模的不断扩大，应用场景涉及到个人数据存储、企业数据及应用支撑、国家公共基础设施支撑等多个领域，云计算的发展趋势自然成为业界关注的焦点。

云存储顾名思义就是在云上提供存储的服务，将数据储存到云上供企业或个体存取的解决方案。消费者可以在任何时间、任何地方透过网络连接到云，便捷地存取数据，其相对于线下具有可用性高、扩展性强、存储量大、按需提供等特点。云存储一般都是由云计算服务商通过服务方式提供，数据分散存储，对于用户而言根本不用关心数据存储的具体区域，使用即可。根据云存储提供的服务类型和面向用户的不同，云存储服务大致可以分为个人服务（如网盘、文档共享编辑等）和企业服务（如企业数据存储的空间租赁服务、数据的云灾备服务及云监控存储等）。

云存储服务商会在后台通过存储虚拟化技术将分散的存储资源进行虚拟化，聚合形成存储资源池。作为个人或者企业消费者可透过Web化的用户界面访问使用此存储资源池来存放文件或对象。在某些自动化的场景中，服务商还提供透过Web服务应用程序接口（API）进行数据存储。根据云存储的使用场景不同，可以对云存储进行细化分类，如视频云存储、文档云存储、灾备云存储及数据库云存储等。

为更好地了解和学习云存储，必须先了解云存储架构和其特点，云存储的架构大致分为物理层、管理层、应用层和访问层。

物理层

物理层也就是真正存储数据的硬件介质，如磁盘、磁带等，也是最基础的部分。根据硬件自身特性的不同，存储介质也不同，如FC光纤通道存储设备，网络存储设备、直连存储设备及IP存储等。在目前常用的云存储场景中，云存储中的存储硬件往往数量庞大且分布于不同的地理位置。可以通过虚拟化技术实现池化，通过网络进行互联，利用管理层的特性实现存储设备的高可用性以及硬件设备自身的状态监控和故障维护。

存储管理层

云存储的可靠性是非常高的，可以说是5个9也不为过。主要因为它具备可靠的存储管理层，能对物理设备、区域分布等功能进行统一管理和调度，几乎没有单点故障的发生。存储管理层可以说是云存储方案中最核心的部分，也是云存储中技术复杂性、管理复杂性最高的部分。通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，使多个的存储设备可以对外提供同一种服务，并提供高性能的数据访问能力。

应用接口层

应用接口层作为云存储的润滑层发挥着重要的重要，它融合了不同的协议和接口，为不同的应用场景提供不同类型的接入服务。云存储并不单指硬件，更多的是软硬件的集合体，通过应用层的协调，提供不同的应用场景的服务。比如监控应用平台、视频点播应用平台、网络硬盘应用平台和远程数据备份应用平台等。

访问层

访问层是距离消费者最近的一层，是打通消费者与云存储的桥梁。大家一定要记住，云存储并非存储，而是一种云服务，对消费者来说，不是指某一个具体的设备，而是指一个由许许多多个存储设备和服务器所构成的集合体。消费者使用云存储，并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。消费者可以通过云服务商提供的入口登录云存储系统，使用云存储服务。随着网页技术的发展，消费者可以通过PC、移动端及智能终端实时进行数据的存取或者共享。

虚拟化

云存储的基本特性之一就是存储虚拟化。通过虚拟化技术将存储资源的逻辑映像与物理存储分开，从而提供简化、无缝的资源虚拟视图，简化复杂的底层基础架构。存储资源通过虚拟化技术“池化”后，形成巨大的存储池，用户无需关心数据的具体存储位置，只需按需索取。云存储通过虚拟化技术将保证数据的高可用性，真正实现数据无处不在，随处可取。

扩展性

扩展性是云存储最基本的特点之一，它不再局限于传统的扩展模式，如先设计、次采购再集成等步骤。而是通过良好的软件设计，通过集群式管理模式，分布式架构基础，可以按照消费者的实际需求进行按需索取。降低消费者的采购成本和使用成本，真正发挥云的优势。

稳定性

为满足用户或企业不同场景应用的高可用性，云存储从诞生之初就考虑了冗余特性，并在架构上考虑了高可用的要求。所有物理层分布在不同的区域，数据落盘到不同的区域，通过集群、网络互联等技术实现数据的实时同步，实现多副本存储，统一接口存取。

安全性

云存储方面的安全性一直是服务商和企业最关注的话题，再加上国家发布的《数据安全法》对数据的存储提出了更高的要求。云服务商也在第一时间进行各种技术升级和改进，实现数据的落盘加密、数据访问加密、数据容错等多种手段确保用户云上数据的安全。因为云服务商提供的服务范围广、类型多，所以实际上云存储所能提供的安全性水平远远要比用户本地硬盘或者企业的数据中心所能提供的安全水平要高。

便捷性

云存储为消费者或企业提供了便捷的访问方式，如PC、移动端或其他智能设备。只要有网络，用户就可以通过这些方式进行数据的存取、共享等操作。部分云服务商还可以将整个数据集传送到用户所选择的任何媒介，甚至是专门的存储设备，大大提高了数据迁移的便捷性。

随着数字化转型的加速部署，双轮驱动（业务驱动数据、数据驱动业务）尤为突出。企业越来越重视客户的体验，通过各种方式和渠道收集用户的体验数据，反馈给业务甚至研发团队。通过大数据平台的分析，发掘价值，用于研发及业务侧的决策。同时业务应用趋于移动化，最直观地实现端到端的通道打通，相较于传统方式，非结构化数据将越来越多的被采集和存储。

当前我们已经从IT进入到了DT时代，甚至是OT时代。物联网给各种终端赋予了智慧属性，海量数据将被采集用于数字化转型内服务的提升和质量的把控。寻找一种安全可靠、海量的存储解决方案就变得尤为重要。

云存储已经成为未来存储发展的一种趋势，随着云存储技术的发展，各种涉及云存储的场景会越来越多。从大方向考虑，云存储还需从安全性、便携性及可用性3个角度进行改善。

安全性

随着《数据安全法》的发布，从国家层面对数据的安全进行立法，数据的重要性和安全性被提到了一个新的高度。云服务提供商应该研读《数据安全法》，从数据的生命周期对数据进行安全防护，而不仅仅关注云存储自身的安全性，也要涉及数据的使用、采集等方面。

便携性

随着物联网的不断发展，云服务提供商也开始逐渐对IOT的发展进行支撑，更多的物联网场景被满足，如云上监控、云上点播、云上会议等等。随着各种智能终端的普及云存储的便捷性应不再局限于H5等Web相关的技术上，而是向嵌入式等接近硬件的方面发展，更有利地支撑物联网的发展。同时可以尝试通过新的手段实现数据的云上云下便捷转移，满足将来混合存储模式的需要。

可用性

从企业的实际应用出发，不难发现云上数据和云下数据在网络传输上还存在不同级别的延时。当下结合CDN内容分发系统可以实现网络访问加速的功能，提升用户的访问效果。利用本地高速存储缓存机制，可以对热数据进行临时存储，解决数据级延迟问题。随着云存储技术和网络技术的不断发展，各厂商仍将继续努力实现存储方式的优化和网络优化，从而尽量减少数据传输的延迟性，为用户实现数据云上云下无缝访问提供更好支持。

在数字化转型的大背景下，大数据时代已悄然到来，数据的存储成为企业的重中之重，在大数据时代，数据量高速增长，数据存储已经是很多产业服务、经济建设的重要IT基础设施。云存储架构作为承载数据的载体，一定会随着业务的需要和整体云的发展不断更新。但是万变不离其宗，所有技术架构都是为商业架構服务的。脱离业务的架构就如同人没有骨架，无法撑起身体前进。相信云存储架构会随着技术的发展，越来越开源化、轻量化和更具前瞻性。再次重申，云存储不是存储，而是服务。