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云計算環(huán)境下的存儲技術研究
摘 要：云計算技術是當今信息化發(fā)展的重要方向之一，是各行業(yè)在信息化發(fā)展的重要應用領域，研究云計算技術有著重要的意義，本文從云計算技術的定義著手，探析了云計算技術的現(xiàn)狀、相關服務，以及云計算的核心技術和制約因素，目的是為業(yè)內人士提高對云計算技術的認識，加快云計算核心技術的發(fā)展，加強對云計算規(guī)范的統(tǒng)一化，使云計算平臺能夠應用到社會的各個領域。
關鍵詞：云計算技術;海量數(shù)據(jù)挖掘;分布式處理;云計算服務
一、云技術技術的定義
對于云計算的定義一直以來沒有一個統(tǒng)一的定義， 狹義的云計算指的是廠商通過分布式計算和虛擬化技術搭建數(shù)據(jù)中心或超級計算機，以免費或按需租用方式向技術開發(fā)者或者企業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)存儲、分析以及科學計算等服務。廣義的云計算指廠商通過建立網(wǎng)絡服務器集群，向各種不同類型客戶提供在線軟件服務、硬件租借、數(shù)據(jù)存儲、計算分析等不同類型的服務。通俗來講，云計算是將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟硬件服務[1]。
從不同的方面，對云計算有不同的理解，從資源方面講，云相當于無限的軟硬件資源，可以隨時擴展，隨時隨地被訪問。從用戶的角度看，用戶可以借助于各種智能設備和網(wǎng)絡傳輸方式、按需使用軟硬件資源，從提供的服務來看，云計算技術是計算系統(tǒng)的公用事業(yè)化，像使用水電一樣使用軟硬件資源。
二、云計算技術的產生
云計算技術的產生是受“電廠”模式的啟發(fā)，“電廠”模式即為電廠集中供電模式，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，而是來自自來水公司的水。云計算技術是一個公用事業(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，并且遵守公開的協(xié)議，類似于電力的220v/110v和通信的7號信令，企業(yè)和個人都能非常方便的使用[2]。這種模式因為在規(guī)模上面有極大的優(yōu)勢，使得其運營成本非常低，而且因為主要由本國大型的電信企業(yè)運營，使得它們能得到用戶充分地信任。云計算機技術改變了人們的使用觀念，由原來的直接購買軟硬件變?yōu)榘葱栀徺I服務，減輕了個人維護軟硬件資源的開銷，也可以按需定制自己的私有云服務。
三、云計算技術的現(xiàn)狀
云計算技術受到各大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品。例如Amazon使用彈性計算云(EC2)和簡單存儲服務(S3)為企業(yè)提供計算和存儲服務。Google組建了超過100萬臺服務器提供了功能強大的搜索引擎服務。IBM推出了“藍云”計算平臺，為客戶帶來即買即用的云計算平臺，微軟也推出了windows Azure操作系統(tǒng)。
四、云計算環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲體系構建
4.1 服務器架構
云存儲體系構建之前，應當先構建云存儲服務器架構，它是云計算IAAS 中重要組成部分，可通過多樣化的架構技術實現(xiàn)，常見的是附網(wǎng)存儲(NAS)以及存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)。NAS 屬于分布式架構系統(tǒng)的文件存儲系統(tǒng)，是一種松散結合型集群，實踐中可有效滿足以云存儲為主體的環(huán)境要求，而且在該系統(tǒng)集群中，任何一個節(jié)點都是相對獨立的實體。在此系統(tǒng)中，最小單位即為文件。當文件被保存在該集群之中時，其數(shù)據(jù)信息會被有效地保存在集群中的特定節(jié)點上，雖然文件副本很多，也可能會被重新定位到另外的節(jié)點上，從而形成冗余，但該節(jié)點提供的文件單實例卻是唯一的。
實踐中可以看到，SAN 為集群架構塊存儲系統(tǒng)的一種，即為緊密結合型集群系統(tǒng)。當文件請求產生時，每一個節(jié)點都會訪問該文件中的不同數(shù)據(jù)塊，并對用戶的請求進行及時的處理。
4.2 主要服務
4.2.1 云服務
云計算的主要服務形式有：SaaS(Software as a Service)， PaaS(Platform as a Service)， IaaS(Infrastructure as a Service)。
4.2.2 基礎設施服務(IaaS)
IaaS提供硬件基礎設施服務，它將內存、I/O設備、存儲和計算能力整合成一個虛擬的資源池提供硬件相關服務，例如：Amazon租用虛擬服務器(AWS)就是基礎設施服務。IaaS的優(yōu)點是用戶不需要考慮硬件上的開銷和維護，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(PaaS)
PaaS服務商將開發(fā)平臺和服務器平臺等資源提供給用戶，用戶根據(jù)自己的需要在平臺上開發(fā)應用程序的平臺，PaaS實質上是將Internet上的資源作為可編程接口提供給用戶，這種服務完全顛覆了用戶自己搭建、部署、運營基礎平臺的觀念，用戶獲得了更多的可編程資源，為開發(fā)者帶來了便利，提高了開發(fā)效率，節(jié)約了開發(fā)成本。
4.2.4 軟件即服務(SaaS)
SaaS是指服務商向用戶提供應用軟件服務或者提供訂制應用軟件服務。用戶只需要接入Internet，可隨時隨地通過瀏覽器接入遠程服務器使用軟件，用戶無需下載安裝相應的應用軟件，比如：Zoho office、Google Apps等屬于SaaS服務。這就減輕了用戶對軟件人力、財力上的維護費用，特別是對于對硬件需求比較高的軟件，避免了用戶對硬件的顧慮。目前Salesforce.com是提供SaaS服務最有名的公司。
4.3 核心技術
云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機技術和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產物。其主要技術包括以下幾個方面的內容：
4.3.1 海量數(shù)據(jù)的存儲的挖掘
云存儲將網(wǎng)絡中各種存儲設備通過應用軟件連接起來協(xié)同工作，向外提供數(shù)據(jù)存儲和訪問業(yè)務，大量的數(shù)據(jù)存儲在不同的服務器和存儲設備構成的集合上，采用分布式數(shù)據(jù)存儲方式進行管理。具體來說。主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase[3]。
4.3.2 分布式處理技術
云計算平臺包括了大量的服務器，在服務器集群中包括了一個主服務器和大量從屬服務器，主服務器和大量從服務器相互協(xié)調進行工作，使用戶只需登錄到一臺服務器上，就能實現(xiàn)訪問服務器集群中的資源，并且能實現(xiàn)負載均衡，保證大量用戶隨時隨地高速的訪問和使用云平臺中的資源。
4.3.3 虛擬化技術
虛擬化技術包括存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化，通過虛擬化技術可以實現(xiàn)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行資源的管理，使用戶只要登錄到云技術平臺，不但像操作本地機器的一樣訪問資源，并且保證了資源訪問的高速、實時、可靠性。
五、云計算技術發(fā)展的制約因素
5.1 數(shù)據(jù)的安全和隱私的保護
云計算技術在提供了發(fā)展平臺的同時，數(shù)據(jù)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服務器上，加大了云計算平臺的風險。因此對于云計算使用者和服務者提出了嚴峻的考驗，是影響云計算平臺安全性的關鍵因素。針對這一問題，我們就要采用先進的信息安全技術來保證信息共享的安全性。另外，國家要建立健全相關的法律法規(guī)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(xiàn)在還處于發(fā)展期，在相關領域還沒有完全形成統(tǒng)一的技術與標準。標準不一致，云計算平臺很難進行大規(guī)模的擴展和應用。一方面，云計算技術自身沒有建立和形成一致的規(guī)范和標準，不利于用戶的認可和推廣[5]。另一方面，云計算技術在相關領域也沒有形成共同的技術標準和數(shù)據(jù)規(guī)范，在行業(yè)的信息化管理系統(tǒng)中，軟件公司根據(jù)不同的情況設置不同的標準和規(guī)范，制約了云計算平臺的擴展和完善，使軟件公司開發(fā)的軟件無法聚合到云計算平臺中，難以形成城市化的云服務器集群。使云計算平臺在規(guī)范化和產業(yè)化面上臨著巨大阻力。
參考文獻：
[1]李喬，鄭嘯.云計算研究現(xiàn)狀綜述[J].計算機科學，2011，38(4)：32-37.
[2]路高輝.基于云計算的個人學習環(huán)境構建研究[D].河南：河南師范大學，2013：1-57.
[3]劉正偉，文中領，張海濤.云計算和云數(shù)據(jù)管理技術[J].計算機研究與發(fā)展，2012(49)：26-31.
[4]陳全，鄧倩妮.云計算及其關鍵技術[J].計算機應用，2009，29(9)：2562-2568.
[5]張峰. 云計算應用服務模式探討[J].信息技術與信息化，2012(2)：81-83.
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