近年來(lái)，云計(jì)算無(wú)疑是最熱門(mén)的技術(shù)話(huà)題之一。自Amazon的AWS(Amazon Web Services)出現(xiàn)以來(lái)，越來(lái)越多的人和企業(yè)開(kāi)始關(guān)注云計(jì)算這種新的計(jì)算模式，并被認(rèn)定為是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　云端存儲(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生

　　在傳統(tǒng)模式下，為了提高信息交互的效率，數(shù)據(jù)通常集中在本地存儲(chǔ)和處理。企業(yè)建立一套IT系統(tǒng)不僅僅需要購(gòu)買(mǎi)硬件、帶寬等基礎(chǔ)設(shè)施，還需要有專(zhuān)門(mén)的人員對(duì)IT系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。由于需要存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)量不斷增加，企業(yè)數(shù)據(jù)中心空間日益匱乏，所以企業(yè)不得不花費(fèi)大量的資金用于購(gòu)買(mǎi)各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的設(shè)備，并且負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本。

　　對(duì)于企業(yè)來(lái)講，計(jì)算和存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施以及軟件本身并不是他們需要直接面對(duì)的，他們需要的是由此提供的服務(wù)以完成業(yè)務(wù)需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，使得大量的數(shù)據(jù)存放在非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器上，企業(yè)與個(gè)人用戶(hù)無(wú)需再投入昂貴的硬件購(gòu)置成本，只需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)購(gòu)買(mǎi)租賃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算力，企業(yè)根據(jù)需求訪(fǎng)問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)成為了可能。這也使得應(yīng)用系統(tǒng)能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)的云計(jì)算模式應(yīng)運(yùn)而生。

　　從概念上看，云計(jì)算實(shí)質(zhì)是一種分布式計(jì)算，其目標(biāo)是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將超大規(guī)模的計(jì)算與存儲(chǔ)資源整合起來(lái)，并以可信服務(wù)的形式按需提供給用戶(hù)，其中高性能的云存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)的基本條件，幾乎在所有的基于云計(jì)算服務(wù)的應(yīng)用程序中都需要高性能的云存儲(chǔ)來(lái)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)處理的需求。

　　同云計(jì)算和存儲(chǔ)即服務(wù)(Storage-as Service)的概念類(lèi)似，云存儲(chǔ)專(zhuān)注于向用戶(hù)提供以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的在線(xiàn)存儲(chǔ)服務(wù)。用戶(hù)無(wú)需考慮存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)設(shè)備類(lèi)型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置以及數(shù)據(jù)的可用性、可靠性和安全性等繁瑣的底層技術(shù)細(xì)節(jié)，根據(jù)需要付費(fèi)就可以從云存儲(chǔ)服務(wù)提供商那里獲得近乎無(wú)限大的存儲(chǔ)空間和企業(yè)級(jí)的服務(wù)質(zhì)量。

　　云存儲(chǔ)將傳統(tǒng)的本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)遷移到互聯(lián)網(wǎng)上，成為幾乎可無(wú)限擴(kuò)展的、高可靠性的在線(xiàn)存儲(chǔ)方式，以Amazon、Google、IBM為代表的云技術(shù)廠(chǎng)商將云存儲(chǔ)概念變成了具有巨大商業(yè)價(jià)值的實(shí)際應(yīng)用。

　　多種云存儲(chǔ)平臺(tái)探索

　　Amazon云存儲(chǔ)平臺(tái)Amazon提供了一種稱(chēng)為彈性計(jì)算云(Amazon EC2，Amazon Elast ic Compute Cloud)的服務(wù)。借助Amazon EC2，用戶(hù)可創(chuàng)建操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和配置設(shè)置等機(jī)器映像，然后上載至Amazon簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)(AmazonS3，Amazon Smiple Storage Service)并注冊(cè)。由Amazon提供用戶(hù)所需要的計(jì)算能力，用戶(hù)按照其計(jì)算和所消耗的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)付費(fèi)。針對(duì)EC2，Amazon此后推出了彈性塊存儲(chǔ)(EBS，Elast ic Block Storage)產(chǎn)品，同時(shí)提供存儲(chǔ)和計(jì)算的能力。用戶(hù)可以將EBS轉(zhuǎn)移到Amazon的S3存儲(chǔ)服務(wù)上。

　　Google的云存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)際上是針對(duì)Google特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而定制的。針對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模超大的特點(diǎn)，Google提出了一整套基于分布式并行集群方式的基礎(chǔ)架構(gòu)，利用軟件的能力來(lái)處理集群中經(jīng)常發(fā)生的節(jié)點(diǎn)失效問(wèn)題。從最初幾年開(kāi)始，Google連續(xù)很多年在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究領(lǐng)域的最頂級(jí)會(huì)議與雜志上發(fā)表論文，揭示其內(nèi)部的分布式數(shù)據(jù)處理方法，向外界展示其使用的云計(jì)算核心技術(shù)包括：Google建立在集群之上的文件系統(tǒng)Google File System，針對(duì)Google云存儲(chǔ)應(yīng)用程序的特點(diǎn)提出的Map/Reduce編程模式，分布式的鎖機(jī)制Chubby以及Google開(kāi)發(fā)的模型簡(jiǎn)化的大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)庫(kù)BigTable等創(chuàng)新嘗試。

　　IBM在早前推出了云存儲(chǔ)的服務(wù)，它針對(duì)那些擁有2-3個(gè)Windows服務(wù)器或者擁有小型數(shù)據(jù)中心的商業(yè)用戶(hù)。IBM云存儲(chǔ)是一種典型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在眾多虛擬化服務(wù)器當(dāng)中，提供第三方的支持和服務(wù)。通過(guò)云存儲(chǔ)，IBM為用戶(hù)提供遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)保護(hù)以及郵件管理服務(wù)。

　　云存儲(chǔ)的發(fā)展與對(duì)策

　　隨著云計(jì)算和云存儲(chǔ)概念和技術(shù)的不斷成熟，企業(yè)數(shù)據(jù)中心正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變的新的變革。小型企業(yè)通過(guò)將數(shù)據(jù)中心向云存儲(chǔ)端轉(zhuǎn)移，可以很好地控制數(shù)據(jù)中心成本；而大型企業(yè)除了租用公共云存儲(chǔ)服務(wù)以外，也開(kāi)始著手建立自己的私云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心。在云計(jì)算的發(fā)展中，各個(gè)公司、企業(yè)所處的角色不同，因而制定了不同的發(fā)展策略與規(guī)劃。

　　云計(jì)算服務(wù)提供商建立云計(jì)算和云存儲(chǔ)中心國(guó)外巨頭位處云端，它們是云計(jì)算服務(wù)提供商，Google、Amazon、IBM與微軟以及Sun公司這樣的信息巨頭積極地加入這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，Amazon在早年向開(kāi)發(fā)者開(kāi)放了名為彈性計(jì)算機(jī)云的服務(wù)，讓小軟件公司可以按需購(gòu)買(mǎi)Amazon數(shù)據(jù)中心的處理能力。Sun公司推出黑盒子計(jì)劃，該計(jì)劃基于云計(jì)算理論建立，稱(chēng)為未來(lái)的數(shù)據(jù)中心。

　　眾所周知，從Gmail開(kāi)始，Google一直試圖通過(guò)以互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶(hù)計(jì)算能力與服務(wù)，以開(kāi)源的姿態(tài)推廣它的云計(jì)算平臺(tái)，顛覆微軟締造的桌面為王的時(shí)代，挑戰(zhàn)微軟的權(quán)威。面對(duì)Google的挑戰(zhàn)，微軟試圖以卡耐基—梅隆大學(xué)、麻省理工大學(xué)、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克萊分校、馬里蘭州大學(xué)和華盛頓大學(xué)等6所大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)研究者提供資金與設(shè)備，推動(dòng)云計(jì)算的研究，使公司推出數(shù)據(jù)中心與因特網(wǎng)運(yùn)行更為貼近的計(jì)算機(jī)與軟件產(chǎn)品組合。

　　中小企業(yè)從云計(jì)算供應(yīng)商處租用計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，對(duì)不想創(chuàng)建或維護(hù)自有基礎(chǔ)架構(gòu)或應(yīng)用的中小企業(yè)和創(chuàng)業(yè)者來(lái)說(shuō)，云計(jì)算意味著巨大的商業(yè)機(jī)遇，他們可以借助云計(jì)算在更高的層面上和大企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。他們不需要去買(mǎi)價(jià)格高昂的硬件，而是從云計(jì)算供應(yīng)商那里租用計(jì)算能力。

　　在避免了硬件投資的同時(shí)，公司的技術(shù)部門(mén)也無(wú)須為忙亂不堪的技術(shù)維護(hù)而頭痛，節(jié)省下來(lái)的時(shí)間可以進(jìn)行更多的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。另外，他們只需要通過(guò)付費(fèi)使用服務(wù)提供商在Internet上提供的各種計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云計(jì)算的中心，安全問(wèn)題一直被重點(diǎn)關(guān)注。云用戶(hù)和提供商需要避免數(shù)據(jù)丟失和被竊，云用戶(hù)希望提供商以確保無(wú)論自己的數(shù)據(jù)物理上存儲(chǔ)在哪里都受到保護(hù)，同樣，云提供商也需要保護(hù)其用戶(hù)的敏感數(shù)據(jù)。為了解決云存儲(chǔ)中數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題，提高云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的防護(hù)能力，應(yīng)根據(jù)分布式文件中可能存在的安全威脅和安全需求，來(lái)制定相應(yīng)的安全策略以便在計(jì)算機(jī)中實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制。

　　同時(shí)，為了重視數(shù)據(jù)保密性、專(zhuān)有性，大型企業(yè)可以構(gòu)建私有云。有些大型企業(yè)非常重視應(yīng)用程序或集成數(shù)據(jù)的保密性和專(zhuān)有性，一般不會(huì)冒險(xiǎn)將其信息放在公共云上。因?yàn)楣苍坪茈y滿(mǎn)足嚴(yán)格的法規(guī)遵從要求，并且其公開(kāi)性可能會(huì)造成監(jiān)管方面的問(wèn)題。企業(yè)建立自己的內(nèi)部云(亦稱(chēng)私有云)，以增強(qiáng)IT對(duì)業(yè)務(wù)的相應(yīng)能力，并減少成本。

　　所謂私有云，是指位于企業(yè)自建數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的具有云功能的基礎(chǔ)架構(gòu)，它避開(kāi)了與Amazon等公共云提供商有關(guān)的安全性和不確定性等問(wèn)題，同時(shí)又提供了靈活部署和易于擴(kuò)展，既確保了安全又不乏創(chuàng)新。

　　云計(jì)算帶來(lái)一種變革，由Google、IBM這樣的專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司來(lái)搭建計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、運(yùn)算中心，用戶(hù)通過(guò)一根網(wǎng)線(xiàn)借助瀏覽器就可以很方便訪(fǎng)問(wèn)，把云做為資料存儲(chǔ)以及應(yīng)用服務(wù)的中心，憑借這種實(shí)用的商業(yè)模式，云計(jì)算逐漸受到業(yè)界越來(lái)越多的重視。

　　云計(jì)算的觀(guān)念是把力量聯(lián)合起來(lái)，給其中的每一個(gè)成員使用，使得資源共享最大化。云計(jì)算的終極目的在于完全開(kāi)放的大規(guī)模分布式，它不但用于計(jì)算，更是用于存儲(chǔ)。

　　■南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 周寧寧等

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