云存儲(cloud storage)這個概念一經(jīng)提出，就得到了眾多廠商的支持和關注。Amazon在兩年前就推出的Elastic Compute Cloud(EC2：彈性計算云)云存儲產(chǎn)品，旨在為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)服務形式同時提供更強的存儲和計算功能。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡服務提供商CDNetworks和業(yè)界著名的云存儲平臺服務商 Nirvanix發(fā)布了一項新的合作，并宣布結(jié)成戰(zhàn)略伙伴關系，以提供業(yè)界目前唯一的云存儲和內(nèi)容傳送服務集成平臺。

半年以前，微軟就已經(jīng)推出了提供網(wǎng)絡移動硬盤服務的Windows Live SkyDrive Beta測試版。近期，EMC宣布加入 道里可信基礎架構項目，致力于云計算環(huán)境下關于信任和可靠度保證的全球研究協(xié)作，IBM也將云計算標準作為全球備份中心的3億美元擴展方案的一部分。

云存儲變得越來越熱，大家眾說紛”云”，而且各有各的說法，各有各的觀點，那么到底什么是云存儲?

云狀的網(wǎng)格結(jié)構

云存儲在云計算 (cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念。云計算是是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的發(fā)展，是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過云計算技術，網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和”超級計算機”同樣強大的網(wǎng)絡服務。

云存儲的概念與云計算類似，它是指通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。如果這樣解釋還是難以理解，那我們可以借用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構來解釋云存儲。

相信大家對局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)都已經(jīng)非常了解了。在常見的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，我們?yōu)榱四芨玫厥褂镁钟蚓W(wǎng)，一般來講，使用者需要非常清楚地知道網(wǎng)絡中每一個軟硬件的型號和配置，比如采用什么型號交換機，有多少個端口，采用了什么路由器和防火墻，分別是如何設置的。系統(tǒng)中有多少個服務器，分別安裝了什么操作系統(tǒng)和軟件。各設備之間采用什么類型的連接線纜，分配了什么 xml:lang=IP地址和子網(wǎng)掩碼。

但當我們使用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)時，我們只需要知道是什么樣的接入網(wǎng)和用戶名、密碼就可以連接到廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，并不需要知道廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)中到底有多少臺交換機、路由器、防火墻和服務器，不需要知道數(shù)據(jù)是通過什么樣的路由到達我們的電腦，也不需要知道網(wǎng)絡中的服務器分別安裝了什么軟件，更不需要知道網(wǎng)絡中各設備之間采用了什么樣的連接線纜和端口。

廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)對于具體的使用者是完全透明的，我們經(jīng)常用一個云狀的圖形來表示廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

雖然云狀的圖形中包含了許許多多的交換機、路由器、防火墻和服務器，但對具體的廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)用戶來講，這些都是不需要知道的。這個云狀圖形代表的是廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)帶給大家的互聯(lián)互通的網(wǎng)絡服務，無論我們在任何地方，都可以通過一個網(wǎng)絡接入線纜和一個用戶、密碼，就可以接入廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，享受網(wǎng)絡帶給我們的服務。

參考云狀的網(wǎng)絡結(jié)構，創(chuàng)建一個新型的云狀結(jié)構的存儲系統(tǒng)系統(tǒng)，這個存儲系統(tǒng)由多個存儲設備組成，通過集群功能、分布式文件系統(tǒng)或類似網(wǎng)格計算等功能聯(lián)合起來協(xié)同工作，并通過一定的應用軟件或應用接口，對用戶提供一定類型的存儲服務和訪問服務。

當我們使用某一個獨立的存儲設備時，我們必須非常清楚這個存儲設備是什么型號，什么接口和傳輸協(xié)議，必須清楚地知道存儲系統(tǒng)中有多少塊磁盤，分別是什么型號、多大容量，必須清楚存儲設備和服務器之間采用什么樣的連接線纜。為了保證數(shù)據(jù)安全和業(yè)務的連續(xù)性，我們還需要建立相應的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)和容災系統(tǒng)。除此之外，對存儲設備進行定期地狀態(tài)監(jiān)控、維護、軟硬件更新和升級也是必須的。

如果采用云存儲，那么上面所提到的一切對使用者來講都不需要了。云狀存儲系統(tǒng)中的所有設備對使用者來講都是完全透明的，任何地方的任何一個經(jīng)過授權的使用者都可以通過一根接入線纜與云存儲連接，對云存儲進行數(shù)據(jù)訪問。

云存儲簡易架構圖

經(jīng)?？吹饺藗冊谡務撛拼鎯Γ菦]看過實際的圖，人們很難想象到底云存儲是什么模樣，下面就是一個云存儲的簡易架構圖

橘色的存儲節(jié)點(storage node)負責存放文件，藍色的控制節(jié)點(control node)則是作為文件索引，并負責監(jiān)控存儲節(jié)點間容量及負載的均衡，這2個部分合起來便組成一個云存儲。存儲節(jié)點與控制節(jié)點都是單純的服務器，只是存儲節(jié)點的硬盤多一些，存儲節(jié)點服務器不需要具備 RAID 的功能，只要能安裝 Linux 即可，控制節(jié)點為了保護數(shù)據(jù)，需要有簡單的 RAID level 01的功能。每個存儲節(jié)點與控制節(jié)點至少有2片網(wǎng)卡(千兆、萬兆卡都可以，有些也支持 infiniband)，一片網(wǎng)卡 internal 負責內(nèi)部存儲節(jié)點與控制節(jié)點的溝通、數(shù)據(jù)遷移，一片 external 負責對外應用端的數(shù)據(jù)讀寫，一片千兆卡，讀可以達到100MB，寫可以達到70MB，如果你覺得對外一片網(wǎng)卡不夠，也可以多裝幾片。

上面灰色的方塊(NFS、HTTP、FTP、WebDav)是應用端，左上角的灰色方塊(mgmt console)是一臺PC，負責云存儲中存儲節(jié)點的管理。對應用端看來，云存儲只是個文件系統(tǒng)，而且一般來說支持標準的協(xié)議，例如 NFS、HTTP、FTP、WebDav等等，所以很容易把舊有的系統(tǒng)與云存儲結(jié)合，應用端不需要作什么改變。

云存儲不是要取代現(xiàn)有的盤陣，而是為了應付高速成長的數(shù)據(jù)量與帶寬而產(chǎn)生的新形態(tài)存儲系統(tǒng)，因此云存儲在設計時通常會考慮以下三點

1. 容量、帶寬的擴容是否簡便

擴容是不能停機，會自動將新的存儲節(jié)點容量納入原來的存儲池，不需要做繁復的設定

2. 帶寬是否線形增長

使用云存儲的客戶，很多是考慮未來帶寬的增長，因此云存儲產(chǎn)品設計的好壞會產(chǎn)生很大的差異，有些十幾個節(jié)點便達到飽和，這樣對未來帶寬的擴容就有不利的影響，這一點要事先弄清楚，否則等到發(fā)現(xiàn)不符合需求時，已經(jīng)買了幾百TB，后悔就來不及了

3. 管理是否容易

不說 google 有五萬臺存儲服務器，即使國內(nèi)也有很多客戶有超過500臺存儲的，若不使用云存儲來統(tǒng)一管理，管理500臺存儲是一個巨大的工作，一不小心就可能導致某些應用的崩潰，因此云存儲的應用是一個必然的趨勢，當用戶把應用遷移到云存儲，他管理的就是一臺存儲，而不是 500臺甚至五萬臺存儲。管理一臺存儲不容易出錯，分別管理五萬臺要不出錯就很難了

上面我介紹的是一個純軟件的云存儲解決方案，有的產(chǎn)品是硬件的解決方案，他們把橘色的存儲節(jié)點和藍色的控制節(jié)點，放在一臺設備上，這樣做的缺點是成本比較高，客戶也不能夠按照自己的需求，任意選擇適合自己規(guī)格的硬件，例如讀寫性能、網(wǎng)卡、硬盤容量等等，因此我個人觀點覺得軟件的解決方案會成為最后的贏家，因為以云存儲使用者的角度來看，他們對成本的要求很高、也不希望放棄他們原有的硬件投入，這些都是硬件的解決方案無法滿足的。

云存儲的結(jié)構模型

與傳統(tǒng)的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而是一個網(wǎng)絡設備、存儲設備、服務器、應用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)、和客戶端程序等多個部分組成的復雜系統(tǒng)。各部分以存儲設備為核心，通過應用軟件來對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問服務。

云存儲系統(tǒng)的結(jié)構模型由 4層組成。

一、存儲層

存儲層是云存儲最基礎的部分。存儲設備可以是FC光纖通道存儲設備，可以是NAS和 iSCSI等IP存儲設備，也可以是 SCSI或SAS等 DAS存儲設備。云存儲中的存儲設備往往數(shù)量龐大且分布多不同地域，彼此之間通過廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者 FC光纖通道網(wǎng)絡連接在一起。

存儲設備之上是一個統(tǒng)一存儲設備管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)存儲設備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件設備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護。

二、基礎管理層：

基礎管理層是云存儲最核心的部分，也是云存儲中最難以實現(xiàn)的部分?；A管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計算等技術，實現(xiàn)云存儲中多個存儲設備之間的協(xié)同工作，使多個的存儲設備可以對外提供同一種服務，并提供更大更強更好的數(shù)據(jù)訪問性能。

CDN內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會被未授權的用戶所訪問，同時，通過各種數(shù)據(jù)備份和容災技術和措施可以保證云存儲中的數(shù)據(jù)不會丟失，保證云存儲自身的安全和穩(wěn)定。

三、應用接口層：

應用接口層是云存儲最靈活多變的部分。不同的云存儲運營單位可以根據(jù)實際業(yè)務類型，開發(fā)不同的應用服務接口，提供不同的應用服務。比如視頻監(jiān)控應用平臺、IPTV和視頻點播應用平臺、網(wǎng)絡硬盤引用平臺，遠程數(shù)據(jù)備份應用平臺等。

四、訪問層：

任何一個授權用戶都可以通過標準的公用應用接口來登錄云存儲系統(tǒng)，享受云存儲服務。云存儲運營單位不同，云存儲提供的訪問類型和訪問手段也不同。