全面了解云存储丨让你面对公有云、私有云、混合云不再纠结

说起“云存储”,可能更多人的理解是云端存储器,这样的理解难免有失偏颇。那么,我们不禁要思考,到底应该如何定义“云存储”呢?还有你在面对“公有云”、“私有云”和“混合云”时如何精准选择呢?我们快一起看一下吧!

一、云存储

1.1 云存储的概念

云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术,是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。

1.2 云存储不是单纯的存储,而是一种服务

云存储不是存储,而是服务。就如同云状的广域网和互联网一样,云存储对使用者来讲,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。使用者在使用云存储,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。所以严格来讲,云存储不是存储,而是一种服务。

二、云存储服务运用的前提/背景

任何事物的发展都不是偶然性的,所以云存储服务也是基于以下六项技术的前提下,才能得到更好的发挥和应用。

2.1 第一项技术:宽带网络的发展

真正的云存储系统将会是一个多区域分布、遍布全国、甚至于遍布全球的庞大公用系统,使用者需要通过ADSL、DDN等宽带接入设备来连接云存储。只有宽带网络得到充足的发展,使用者才有可能获得足够大的数据传输带宽,实现大量容量数据的传输,真正享受到云存储服务,否则只能是空谈。

2.2 第二项技术:WEB2.0技术

Web2.0 技术的核心是分享。只有通过web2.0技术,云存储的使用者才有可能通过 PC、手机、移动多媒体等多种设备,实现数据、文档、图片和视音频等内容的集中存储和资料共享。

2.3 第三项技术:应用存储的发展

云存储不仅仅是存储,更多的是应用。应用存储是一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备,它不仅具有数据存储功能,还具有应用软件功能,可以看作是服务器和存储设备的集合体。应用存储技术的发展可以大量减少云存储中服务器的数量,从而降低系统建设成本,减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈,减少数据传输环节,提供系统性能和效率,保证整个系统的高效稳定运行。

2.4 第四项技术:集群技术、网格技术和分布式文件系统

云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协同工作的集合体,任何一个单点的存储系统都不是云存储。

既然是由多个存储设备构成的,不同存储设备之间就需要通过集群技术、分布式文件系统和网格计算等技术,实现多个存储设备之间的协同工作,多个存储设备可以对外提供同一种服务,提供更大更强更好的数据访问性能。如果没有这些技术的存在,云存储就不可能真正实现,所谓的云存储只能是一个一个的独立系统,不能形成云状结构。

2.5 第五项技术:CDN内容分发、P2P技术、数据压缩技术

CDN内容分发、P2P技术、数据压缩技术、重复数据删除技术、数据加密技术

CDN内容分发系统、数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问,同时,通过各种数据备份和容灾技术保证云存储中的数据不会丢失,保证云存储自身的安全和稳定。如果云存储中的数据安全得不到保证,想来也没有人敢用云存储,否则,保存的数据不是很快丢失了,就是全国人民都知道了。

2.6 第六项技术:存储虚拟化技术、存储网络化管理技术

云存储中的存储设备数量庞大且分布多在不同地域,如何实现不同厂商、不同型号甚至于不同类型(如FC存储和 IP存储)的多台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理将会是一个巨大的难题,这个问题得不到解决,存储设备就会是整个云存储系统的性能瓶颈,结构上也无法形成一个整体,而且还会带来后期容量和性能扩展难等问题。

云存储中的存储设备数量庞大、分布地域广造成的另外一个问题就是存储设备运营管理问题。虽然这些问题对云存储的使用者来讲根本不需要关心,但对于云存储的运营单位来讲,却必须要通过切实可行和有效的手段来解决集中管理难、状态监控难、故障维护难、人力成本高等问题。因此,云存储必须要具有一个高效的类似与网络管理软件一样的集中管理平台,可实现云存储系统中设有存储设备、服务器和网络设备的集中管理和状态监控。

三、云存储的工作原理

3.1 云计算简析

云计算是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分析之后将处理结果回传给用户。

3.2 云存储和云计算的联系

如同我们上文提到的,云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和衍生发展出来的一个新的概念。所以云存储的概念与云计算类似,它是运用集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统,保证数据的安全性,并节约存储空间。

3.3结论:云计算工作原理

通过云计算技术,网络服务提供者可以在数秒之内,处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和”超级计算机”同样强大的网络服务。简单来说,云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。

四、云存储的网络结构

4.1 常规的存储设备

设备中往往包含了许许多多的交换机、路由器、防火墙和服务器,但对具体的广域网、互联网用户来讲,这些都是不需要知道的。这个云状图形代表的是广域网和互联网带给大家的互联互通的网络服务,

当我们使用某一个独立的存储设备时,我们必须非常清楚这个存储设备是什么型号,什么接口和传输协议,必须清楚地知道存储系统中有多少块磁盘,分别是什么型号、多大容量,必须清楚存储设备和服务器之间采用什么样的连接线缆。为了保证数据安全和业务的连续性,我们还需要建立相应的数据备份系统和容灾系统。除此之外,对存储设备进行定期地状态监控、维护、软硬件更新和升级也是必须的。

4.2云存储和常规存储设备对比

如果采用云存储,那么上面所提到的一切对使用者来讲都不需要了。云状存储系统中的所有设备对使用者来讲都是完全透明的,任何地方的任何一个经过授权的使用者都可以通过一根接入线缆与云存储连接,对云存储进行数据访问。

4.3云存储系统的结构模型

云存储系统的结构模型由4层组成:

(1)第一层:存储层

存储层是云存储最基础的部分。存储设备可以是FC光纤通道存储设备,可以是NAS和 iSCSI等IP存储设备,也可以是 SCSI或SAS等 DAS存储设备。云存储中的存储设备往往数量庞大且分布多不同地域。彼此之间通过广域网、互联网或者FC光纤通道网络连接在一起。

存储设备之上是一个统一存储设备管理系统,可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理,以及硬件设备的状态监控和故障维护。

(2)第二层:.基础管理层

基础管理层是云存储最核心的部分,也是云存储中最难以实现的部分。基础管理层通过集群、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,并提供更大更强更好的数据访问性能。

CDN内容分发系统、数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问,同时,通过各种数据备份和容灾技术和措施可以保证云存储中的数据不会丢失,保证云存储自身的安全和稳定。

(3)第三层:应用接口层

应用接口层是云存储最灵活多变的部分。不同的云存储运营单位可以根据实际业务类型,开发不同的应用服务接口,提供不同的应用服务。比如视频监控应用平台、IPTV和视频点播应用平台、网络硬盘应用平台,远程数据备份应用平台等。

(4)第四层:访问层

任何一个授权用户都可以通过标准的公用应用接口来登录云存储系统,享受云存储服务。云存储运营单位不同,云存储提供的访问类型和访问手段也不同。

五、云存储平台常见八大问题

现在,全国各地,云存储时尚就像一阵龙卷风席卷着互联网行业,从实施混合云到制定数据迁移策略,灾难恢复服务(DRaaS)和物联网 (IoT)云存储等技术越来越受到关注。公有云与私有云的辩论肆虐的同时,却促使混合云吸引更多的用户。我们大概了解了云存储之后,接下来进入本文的重点,云存储平台常见八大问题:

5.1 问题一:如何选择云迁移策略?

将数据迁移至云存储中时,制定一个符合自身需求的策略很重要。随着数据迁移至云存储平台,有一些因素需要考虑,例如:你是否迁移了归档数据?他们具有不同的宕机需求。除非发生在传说中的“通用型”云产品上,否则必须制定基于你的特定用例的迁移计划

5.2 问题二:物联网(IoT最佳存储系统么?

对于这个问题的答案,显然是:“Yes!”

物联网文件可能会很小,但是组成它们的非结构化数据的总量可能会导致严重缓慢的存储。块存储和文件存储更适合结构化数据,IOT应用一般前端有与各种IoT设备交互的部分,后端则会有复杂的数据分析处理系统。对企业而言,可以考虑把前端放在公有云上,这样利用了公有云上丰富的IoT网关和增值服务等,而考虑到数据的安全性和隐私,则可以把后端处理系统部署在企业内部私有云上,从而既保证了应用交互的灵活与敏捷,又得到了数据的安全与隐私。

5.3 问题三:公有与私有云各自优缺点是什么?

当选择云存储平台时,你可能常常陷入面对如何选择“公有云”和“私有云”两难的境地。

这两者都具有云存储的好处:他们具有一定的扩展性、弹性,而且如何能够合理运用的话,成本可控性好,成本较低。当然,就像人无完人一样,他们也各自有都具有不足之处。

1公有云

公有云则具有即付即用的灵活性,服务的标准化,迅速的弹性伸缩等特点,以及不需考虑资产维护,只是费用支出,所以资产转变成费用

2私有云

私有云安全可控是一个很重要的特点。私有云一般会按照企业特有的安全规范去构建,其管理也与企业业务流程密切相连;它可以根据业务需要进行高度定制优化,与业务耦合度高以达到高效运营,同时具有较高稳定性和安全性,但扩展灵活度不够。

3)结论:

但在共享环境里,公有云的安全和隐私总是人们担心的话题之一。

作为公有云用户,可能还在担心特定的服务质量,安全性也不在我们的可控范围,管理工作负载可能很复杂,而且是一项长期的成本投入。这都将是你犹豫的原因,所以私有云有些时候也不仅仅只是一顿野餐。

5.4 问题四:混合云如何使用?

当你被作为企业代表或者个人来寻找合适的云储存服务时,可能你会发现因为上一个问题,“公有云”和“私有云”都不是我们想要寻找的,这时候“混合云”就闪亮登场了。混合云越来越受欢迎,这并不奇怪,当考虑到公有或私有云基础架构的问题时。如果你有兴趣部署混合云,这听起来混合云是不是更像一个中介。

混合云实现涉及到异构系统的连接与整合,而且跟具体业务场景相关,技术实现都需要比较高的复杂度。通常需要考虑以下5大因素:

  • (1)不同服务目录的整合(Service Catalog Integration);

  • (2)不同服务的统一编排与管理(Unified Service Orchestration & Management);

  • (3)不同云服务之间的安全连接(Brokerage & Secure Connection);

  • (4)统一的DevOps流程与工具(Unified DevOpsProcesses and Tools);

  • (5)同一的业务支持服务与门户(Single BSS & Portal)。

使用方法:常见的方法是自己DIY,允许你自己构建环境,但这却并不是适合所有人。并不是很多企业都具有资源或能力,从一开始来来构建混合云,所以首先要将这个考虑进去。

5.5 问题五:企业云备份提供商需要考虑哪些?

当选择云备份提供商时,重要的是首先要查看你自己的需求。随着厂商不断提供企业级选择和不同类型的服务,云备份市场变得越来越拥挤。通过筛选出你的优先选项,你可以缩小范围,找出企业最好的选择。可以从以下几个方面考虑:

1开发测试生产部署(Dev/prod economy)

对一个应用而言,其开发测试过程一般需要灵活快捷的环境搭建,而且期间经常重构,这时公有云是个不错选择,而一旦正式上线,则希望运行在安全稳定的环境中,那时就会考虑私有云。这种情况下,同一workload,不同阶段相互之间相对独立,没有直接联系,但通过构建混合云,利用DevOps流程与工具,就可同时获得公有云灵活快捷和私有云安全稳定的好处。

2容量短时扩充或调峰(Capacity Adaption)

在这个场景下,应用部署在私有云里,在某一特定时间,应用访问或使用突然增加,而企业无法很快添置硬件扩展私有云容量(往往也不需要)去适应这变化时,就可通过公有云弥补暂时的容量不足,达到调峰目的。比如,在月末或季末,企业财务系统通常都需要计算生成大量各种报表,这时就可以短暂租用公有云弥补计算资源的不足,而不是扩容私有云,否则,会造成大部分时间的资源浪费。

3灾难恢复(Disaster Recovery)

灾难恢复一般是主从架构,都用私有云的话,相对运维成本高。在混合云的架构里,可以考虑把standby部分放在公有云里,用于在主服务宕机时,短时内保证服务连续性,因此资源配置和设计可以考虑简化。通过这样混合,在保证一定服务SLA的情况下,成本得到了优化。

4备份保存(Backup & Archive)

备份保存与灾难恢复类似,但策略不同。备份的目的是希望把某一时间的数据或应用保存在一个安全可靠的地方,所以通常的场景是应用负载运行在公有云上,而备份则放在私有云里,以期达到安全稳定的目的。

5迁移优化(migration for optimization)

这个与开发测试生产场景类似,主要考虑在一个大型的企业系统里,应用如何在私有云和公有云之间依据应用的情况变化进行迁入或迁出。比如,一个企业本身有很大私有云,但当一个新服务上线试运行时,可能会考虑先部署在公有云上,如果反馈不错,用户量增加,它就可把该服务迁入私有云,假如用户不认可,也许就直接在公有云上shutdown了,这样对私有云上的业务就不会产生太大影响。或者另一个场景,企业私有云上有个服务原来很重要,但随着企业业务转型,这个服务需求下降,企业就可以考虑把这个服务迁移到公有云上,使得私有云始终服务于企业核心应用。

5.6 问题六:混合云基础架构有哪些可以提升性能?

混合云的一个主要好处是,它具有私有云和公有云环境的最好的方面。混合云暗藏玄机,不仅具有更好的性能,还拥有低成本的特性。

通过将被动数据迁移到较低的存储层,混合云平台可以清理急需的存储空间,否则可能会被很少访问的数据浪费。如果之前将数据移动到公有云上的复杂经验让你感到失望,那么最近有几家提供商开发了一些产品可以自动化这一流程。在备份即服务厂商在最初备份克服性能总是和大型扩展恢复中,混合云也是他们喜欢的一个选择。工作负载中不可预测的峰值时,可能会加大本地资源的成本,因此,你可以希望通过使用云爆发避免这一问题,这是混合云的另一个好处。

5.7 问题七:企业文件同步和共享正趋于紧张

你是否认为企业文件同步(EFSS)市场正在消逝?一些存储专家似乎也是这么认为的,而且在过去两年中,市场竞争力已经下降。这并不意味着它已经消失了。如果你仔细观察EFSS市场,Box和Dropbox等供应商的增长率正在稳步上升。

安全可能是个问题,所以一些EFSS厂商已经添加了一些策略,让IT管理员控制他们的数据。应用程序集成让EFSS实现了另一个增长:微软应用和Salesforce都是未来的技术代表。只发对EFSS有需求,这一市场消失的机率就会很小。

5.8 问题八:对象存储网关可能不适用数据迁移

简化数据向对象存储的迁移,网关看起是一种方法,但它却不是最好的方法。尽管网关可以在数据迁移中减少存储的消费,但实际上,相比于其它的数据迁移项目,它的步骤没有那么少。使用标准文件或块接口,对象存储网关仍然需要32到34个人工步骤来迁移文件和存储块。

伴随着劳动密集型流程,对象存储网关可能会让你将数据保护过程复杂化。因为所有的读写都必须首先通过网关,它可能会成为一个存储阻塞点,导致数据无法访问的停机时间。

云存储平台常见八大问题总结:

有个有趣的现象,混合云的提出和倡导者大都是传统IT厂商,互联网云计算企业相对较少。这在某种程度上反映了各自侧重不同,互联网企业更关心云原生服务与应用,而传统IT厂商则往往肩负了帮助企业进行云化转型的责任,而混和云正是这转型过程的重要桥梁。随着新技术的出现,例如容器技术,各种云之间的边界正在慢慢模糊,混合的概念也随之变得更广泛,也许会很快广泛到不再需要这个概念。

六、云存储的安全问题

“云”这个概念被提出之后,安全性就是人们首先关注的要点。云计算,特别是云存储,已经被多次提及。安全已经成为处理数据的企业的头号关注问题。

我们目睹了nirvanix公司的消亡,斯诺登揭露美国国家安全局的棱镜项目,以及美国主要电信服务运营商涉嫌勾结。由于棱镜计划的曝光,我们将看到更多非美国企业会停止将其数据托管在美国。

对于云存储产品而言,除了安全和方便,容量也是决定其发展前景的重要元素。

在线资源的即时分享与互动已成为我们日常生活必不可少的一部分,云存储产品的出现,能够实现手机、平板电脑、台式电脑等智能终端设备的多屏合一、数据共享,极大方便了消费者的生活。越来越多的服务商向个人、各种企业用户推出了包括存储在内的云计算服务。idc(internetdatacenter)更是将新兴的云存储行业比作是“圈地运动”,并且将其视作早期竞争对手抢占saas(softwareasaservice)和云存储市场高地的机会。网盘作为云存储的一种应用模式,更是成为各家互联网大佬们的“必争之地”。

云存储技术的安全性,有“云”也意味着有“雨”。云存储并不总像看起来那样“美”。——将数据迁移至云中致使用户在数据安全性和可用性方面高度受制于其云存储服务器供应商,可以说,对安全性和可用性的担忧是企业和个人走向云存储模式的重要影响因素。


本文总结:

所以“云存储”不仅仅只是单纯的存储,更是一种系统、一种服务。而随着企业在选择云存储设备商越来越谨慎的态度,以及云存储设备商不断服务和完善云存储技术,云存储一定会带给我们意想不到的惊喜,或者衍生出新的技术和科技名词,未来总是充满惊喜,你说呢?

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