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云計算環(huán)境下的存儲技術(shù)研究
摘 要：云計算技術(shù)是當今信息化發(fā)展的重要方向之一，是各行業(yè)在信息化發(fā)展的重要應用領(lǐng)域，研究云計算技術(shù)有著(zhù)重要的意義，本文從云計算技術(shù)的定義著(zhù)手，探析了云計算技術(shù)的現狀、相關(guān)服務(wù)，以及云計算的核心技術(shù)和制約因素，目的是為業(yè)內人士提高對云計算技術(shù)的認識，加快云計算核心技術(shù)的發(fā)展，加強對云計算規范的統一化，使云計算平臺能夠應用到社會(huì )的各個(gè)領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：云計算技術(shù);海量數據挖掘;分布式處理;云計算服務(wù)
一、云技術(shù)技術(shù)的定義
對于云計算的定義一直以來(lái)沒(méi)有一個(gè)統一的定義， 狹義的云計算指的是廠(chǎng)商通過(guò)分布式計算和虛擬化技術(shù)搭建數據中心或超級計算機，以免費或按需租用方式向技術(shù)開(kāi)發(fā)者或者企業(yè)客戶(hù)提供數據存儲、分析以及科學(xué)計算等服務(wù)。廣義的云計算指廠(chǎng)商通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器集群，向各種不同類(lèi)型客戶(hù)提供在線(xiàn)軟件服務(wù)、硬件租借、數據存儲、計算分析等不同類(lèi)型的服務(wù)。通俗來(lái)講，云計算是將計算任務(wù)分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟硬件服務(wù)[1]。
從不同的方面，對云計算有不同的理解，從資源方面講，云相當于無(wú)限的軟硬件資源，可以隨時(shí)擴展，隨時(shí)隨地被訪(fǎng)問(wèn)。從用戶(hù)的角度看，用戶(hù)可以借助于各種智能設備和網(wǎng)絡(luò )傳輸方式、按需使用軟硬件資源，從提供的服務(wù)來(lái)看，云計算技術(shù)是計算系統的公用事業(yè)化，像使用水電一樣使用軟硬件資源。
二、云計算技術(shù)的產(chǎn)生
云計算技術(shù)的產(chǎn)生是受“電廠(chǎng)”模式的啟發(fā)，“電廠(chǎng)”模式即為電廠(chǎng)集中供電模式，我們每天都用電，但是我們不是必須自己購買(mǎi)發(fā)電機去發(fā)電，同理，我們每天都喝水，但是不需要我們自己去打井，而是來(lái)自自來(lái)水公司的水。云計算技術(shù)是一個(gè)公用事業(yè)的概念，就是將主要的計算資源都集中到公共的云計算中心，并且遵守公開(kāi)的協(xié)議，類(lèi)似于電力的220v/110v和通信的7號信令，企業(yè)和個(gè)人都能非常方便的使用[2]。這種模式因為在規模上面有極大的優(yōu)勢，使得其運營(yíng)成本非常低，而且因為主要由本國大型的電信企業(yè)運營(yíng)，使得它們能得到用戶(hù)充分地信任。云計算機技術(shù)改變了人們的使用觀(guān)念，由原來(lái)的直接購買(mǎi)軟硬件變?yōu)榘葱栀徺I(mǎi)服務(wù)，減輕了個(gè)人維護軟硬件資源的開(kāi)銷(xiāo)，也可以按需定制自己的私有云服務(wù)。
三、云計算技術(shù)的現狀
云計算技術(shù)受到各大IT巨頭的青睞，Amazon、Google、IBM等各大公司推出自己的云計劃和云產(chǎn)品。例如Amazon使用彈性計算云(EC2)和簡(jiǎn)單存儲服務(wù)(S3)為企業(yè)提供計算和存儲服務(wù)。Google組建了超過(guò)100萬(wàn)臺服務(wù)器提供了功能強大的搜索引擎服務(wù)。IBM推出了“藍云”計算平臺，為客戶(hù)帶來(lái)即買(mǎi)即用的云計算平臺，微軟也推出了windows Azure操作系統。
四、云計算環(huán)境下的數據存儲體系構建
4.1 服務(wù)器架構
云存儲體系構建之前，應當先構建云存儲服務(wù)器架構，它是云計算IAAS 中重要組成部分，可通過(guò)多樣化的架構技術(shù)實(shí)現，常見(jiàn)的是附網(wǎng)存儲(NAS)以及存儲區域網(wǎng)(SAN)。NAS 屬于分布式架構系統的文件存儲系統，是一種松散結合型集群，實(shí)踐中可有效滿(mǎn)足以云存儲為主體的環(huán)境要求，而且在該系統集群中，任何一個(gè)節點(diǎn)都是相對獨立的實(shí)體。在此系統中，最小單位即為文件。當文件被保存在該集群之中時(shí)，其數據信息會(huì )被有效地保存在集群中的特定節點(diǎn)上，雖然文件副本很多，也可能會(huì )被重新定位到另外的節點(diǎn)上，從而形成冗余，但該節點(diǎn)提供的文件單實(shí)例卻是唯一的。
實(shí)踐中可以看到，SAN 為集群架構塊存儲系統的一種，即為緊密結合型集群系統。當文件請求產(chǎn)生時(shí)，每一個(gè)節點(diǎn)都會(huì )訪(fǎng)問(wèn)該文件中的不同數據塊，并對用戶(hù)的請求進(jìn)行及時(shí)的處理。
4.2 主要服務(wù)
4.2.1 云服務(wù)
云計算的主要服務(wù)形式有：SaaS(Software as a Service)， PaaS(Platform as a Service)， IaaS(Infrastructure as a Service)。
4.2.2 基礎設施服務(wù)(IaaS)
IaaS提供硬件基礎設施服務(wù)，它將內存、I/O設備、存儲和計算能力整合成一個(gè)虛擬的資源池提供硬件相關(guān)服務(wù)，例如：Amazon租用虛擬服務(wù)器(AWS)就是基礎設施服務(wù)。IaaS的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)不需要考慮硬件上的開(kāi)銷(xiāo)和維護，降低了硬件成本，只需要按需租用第三方提供的硬件設備。
4.2.3 平臺即服務(wù)(PaaS)
PaaS服務(wù)商將開(kāi)發(fā)平臺和服務(wù)器平臺等資源提供給用戶(hù)，用戶(hù)根據自己的需要在平臺上開(kāi)發(fā)應用程序的平臺，PaaS實(shí)質(zhì)上是將Internet上的資源作為可編程接口提供給用戶(hù)，這種服務(wù)完全顛覆了用戶(hù)自己搭建、部署、運營(yíng)基礎平臺的觀(guān)念，用戶(hù)獲得了更多的可編程資源，為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了便利，提高了開(kāi)發(fā)效率，節約了開(kāi)發(fā)成本。
4.2.4 軟件即服務(wù)(SaaS)
SaaS是指服務(wù)商向用戶(hù)提供應用軟件服務(wù)或者提供訂制應用軟件服務(wù)。用戶(hù)只需要接入Internet，可隨時(shí)隨地通過(guò)瀏覽器接入遠程服務(wù)器使用軟件，用戶(hù)無(wú)需下載安裝相應的應用軟件，比如：Zoho office、Google Apps等屬于SaaS服務(wù)。這就減輕了用戶(hù)對軟件人力、財力上的維護費用，特別是對于對硬件需求比較高的軟件，避免了用戶(hù)對硬件的顧慮。目前Salesforce.com是提供SaaS服務(wù)最有名的公司。
4.3 核心技術(shù)
云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò )存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。其主要技術(shù)包括以下幾個(gè)方面的內容：
4.3.1 海量數據的存儲的挖掘
云存儲將網(wǎng)絡(luò )中各種存儲設備通過(guò)應用軟件連接起來(lái)協(xié)同工作，向外提供數據存儲和訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)，大量的數據存儲在不同的服務(wù)器和存儲設備構成的集合上，采用分布式數據存儲方式進(jìn)行管理。具體來(lái)說(shuō)。主要是Google的BT(BigTable)數據管理技術(shù)和Hadoop團隊開(kāi)發(fā)的開(kāi)源數據管理模塊HBase[3]。
4.3.2 分布式處理技術(shù)
云計算平臺包括了大量的服務(wù)器，在服務(wù)器集群中包括了一個(gè)主服務(wù)器和大量從屬服務(wù)器，主服務(wù)器和大量從服務(wù)器相互協(xié)調進(jìn)行工作，使用戶(hù)只需登錄到一臺服務(wù)器上，就能實(shí)現訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器集群中的資源，并且能實(shí)現負載均衡，保證大量用戶(hù)隨時(shí)隨地高速的訪(fǎng)問(wèn)和使用云平臺中的資源。
4.3.3 虛擬化技術(shù)
虛擬化技術(shù)包括存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò )虛擬化，通過(guò)虛擬化技術(shù)可以實(shí)現底層硬件資源和軟件的相分離[4]，采用虛擬資源的聚合和裂分模式進(jìn)行資源的管理，使用戶(hù)只要登錄到云技術(shù)平臺，不但像操作本地機器的一樣訪(fǎng)問(wèn)資源，并且保證了資源訪(fǎng)問(wèn)的高速、實(shí)時(shí)、可靠性。
五、云計算技術(shù)發(fā)展的制約因素
5.1 數據的安全和隱私的保護
云計算技術(shù)在提供了發(fā)展平臺的同時(shí)，數據的安全和隱私的保護方面將是面臨的最大隱患。大量的公共信息資源分布在多個(gè)服務(wù)器上，加大了云計算平臺的風(fēng)險。因此對于云計算使用者和服務(wù)者提出了嚴峻的考驗，是影響云計算平臺安全性的關(guān)鍵因素。針對這一問(wèn)題，我們就要采用先進(jìn)的信息安全技術(shù)來(lái)保證信息共享的安全性。另外，國家要建立健全相關(guān)的法律法規體系，對于泄露隱私的人，要受到相應的懲罰，甚至要受到法律的制裁。
5.2 云計算平臺標準的不一致
云計算現在還處于發(fā)展期，在相關(guān)領(lǐng)域還沒(méi)有完全形成統一的技術(shù)與標準。標準不一致，云計算平臺很難進(jìn)行大規模的擴展和應用。一方面，云計算技術(shù)自身沒(méi)有建立和形成一致的規范和標準，不利于用戶(hù)的認可和推廣[5]。另一方面，云計算技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域也沒(méi)有形成共同的技術(shù)標準和數據規范，在行業(yè)的信息化管理系統中，軟件公司根據不同的情況設置不同的標準和規范，制約了云計算平臺的擴展和完善，使軟件公司開(kāi)發(fā)的軟件無(wú)法聚合到云計算平臺中，難以形成城市化的云服務(wù)器集群。使云計算平臺在規范化和產(chǎn)業(yè)化面上臨著(zhù)巨大阻力。
參考文獻：
[1]李喬，鄭嘯.云計算研究現狀綜述[J].計算機科學(xué)，2011，38(4)：32-37.
[2]路高輝.基于云計算的個(gè)人學(xué)習環(huán)境構建研究[D].河南：河南師范大學(xué)，2013：1-57.
[3]劉正偉，文中領(lǐng)，張海濤.云計算和云數據管理技術(shù)[J].計算機研究與發(fā)展，2012(49)：26-31.
[4]陳全，鄧倩妮.云計算及其關(guān)鍵技術(shù)[J].計算機應用，2009，29(9)：2562-2568.
[5]張峰. 云計算應用服務(wù)模式探討[J].信息技術(shù)與信息化，2012(2)：81-83.
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