论文部分内容阅读
摘 要：云存储是将各种不同类型的存储设备通过软件联合起来协同工作，共同对外提供数据存储服务。云存储服务相比于传统存储技术在数据安全性、可靠性、易管理性，调取速度等方面具有更大的优势。本文着重于云存储平台架构的4个层次：数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层，并以最接近人们生活的云备份为例来研究和探讨。
关键词：云存储，信息安全，服务，云备份
1云存储技术介绍
云存储和传统存储方式相比，具有如下优势：第一，从功能上来看，云存储系统是很多种类型的网络在线存储服务的集合，而传统存储系统则面向硬件如高性能计算、大容量硬盘等硬件；第二，从性能上来看，云存储服务需要考虑的首要指标是数据的安全性、可靠性、效率性等，而且由于用户量多、服务范围大、网络环境复杂多变等特点，这都对高质量的云存储服务提出了更大的技术要求；第三，从数据管理上来看，云存储系统既要提供传统文件访问请求，还要提供支持大量数据管理和公共服务支撑等要求，以方便厂家对云存储系统后台数据的维护。
云存储系统平台主要可分为4个层次：数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层[1]。
（1）数据存储层
数据存储层是云存储最基础的部分，它由各种各样的硬件存储设备和网络设备组成。同时还有一个存储管理系统，负责对硬件设备的集中管理，状态监控和维护升级等。云存储系统可以对外提供很多种存储服务，各种类型的数据统一放在存储系统中，形成一个海量数据池。从网络服务后台数据组织方式来看，传统的单服务器的数据组织难以满足多用户的同时访问；基于P2P的数据结构需要庞大的节点数量和复杂编码算法来支持和保证数据的可靠性。因此，基于多元化存储服务器的数据存储方法能够更好满足不同地理区域的用户的需求。在用户规模较大时，构建分布式数据中心能够为不同地理区域的用户提供更好的服务质量。
（2）数据管理层
数据管理层是云存储最为核心的部分，也是最复杂的部分。该管理层采用的一般都是集群管理和分布式存储的方式，在满足可扩展性的同时，也满足了用户对可用性及性能的需求，它还负责对数据进行加密、备份及冗余等任务。云存储系统架构中的数据管理层可以为它的上一层提供不同服务间统一的管理视图。还可以通过用户管理、安全管理、副本管理及策略管理等来实现对公共数据的统一管理，以此来衔接底层存储和上层应用，从而实现多个存储设备之间的协同工作，可以对外提供更好的服务。
（3）数据服务层
在云存储平台中直接面向用户、并可以灵活扩展的就是数据服务层。根据用户不同，可以开发出不同的应用接口，并为此提供相应的服务。比如数据存储服务、租赁空间服务、公共资源服务、多用户的数据共享服务、数据备份服务等等。
（4）用户访问层
访问层是基于云存储开发的应用程序的入口，任何一个人只要得到授权都可以在任何时间任何地点使用任何一台联网的终端设备通过标准的公用应用接口来登录云存储系统，就能够共享云存储所提供的所有被授权的服务。
与传统存储需要购买存储硬件设备和部署存储软件方式相比，云存储方式存在以下优点：
（1）成本低、见效快
传统存储方式需要购买存储硬件设备或软件部署， 根据企业对信息化管理的要求，需要一次性投入大量资金购置硬件设备、搭建平台。软件开发还需要经过漫长的可行性分析、需求调研、软件设计、编码、测试等过程。通常在软件开发完成以后，一旦业务需求发生变化，就必须对软件的设计和编码进行返工，这不仅影响企业的生产质量，还会提高成本，更是耽误了企业信息化进程，同时还会造成企业的重复投资、降低企业的工作效率和高成本的周期性技术升级。但是，在云存储方式下，企业只需要配置必要的终端设备接收存储服务，按照企业和用户的需求租用服务，不需要投入大量的资金去搭建硬件平台，这样大大的降低了企业的资金投入，降低了使用成本，也在某种程度上提高了企业数据的安全性和稳定性。
（2）易于管理
传统的数据存储方式，企业还需要配备专业的数据维护人员对系统进行维护，由此提高了技术和资金成本，以及对人员的浪费。在云存储模式下，对数据的维护工作以及系统的更新升级都是由云存储服务提供商完成，企业可以用最低的成本享受到最新最专业的服务。
（3）方式灵活
随着目前设备更新换代的速度的提高，随着企业业务需求的变化，落后的硬件平台很难应对这些变化要求，软硬件需要不断地更新升级甚至重装，这样就大大提高了维护的成本。然而传统的存储方式就是需要购买软硬件设备去搭建存储平台，需要资金的一次性投入，存储系统无法在后续使用中进行动态调整，一旦系统或硬件需要升级或更新换代，就会造成资源的浪费。而云存储方式是按照用户数量、使用时间、服务项目的租用等进行收费。企业完全可以根据业务需求变化、用户增减、资金承受能力，随时调整其租用服务方式，真正做到资源的不浪费，按需购买，随时扩容。
2云备份
云存储可以提供如云备份、云数据共享、云资源服务等多种应用方式，也可以为其他很多网络服务提供标准化的接口。云备份是通过集群应用、网格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的一种方法，共同对外提供数据存储备份和业务访问的功能服务[2]。
云备份与传统的软件备份方式相比，优点主要表现在以下几点：
（1）可拓展节约成本
企业使用云备份后，可以依靠第三方云提供商的无限扩展能力，而不需担心投资问题。事实上，边使用边付费的模式减少了备份的采购和实施带来的烦恼。这种方式使得我们能够预测并管理容量增长和运营费用。
（2）高可靠性
云提供商通常会提供最先进的技术，比如基于磁盘的备份、压缩、加密、重复数据删除、服务器虚拟化、存储虚拟化、应用优化数据保护等等。除了认证要求的安全性之外，多數提供商还能提供7x24的监控、管理和报表，这些能力可能一般的公司原本都无力负担。云备份服务的对象是大规模用户，而且随着服务时间的延长，用户数量会持续增长。为此，系统必须设置多台存储服务器，以满足系统扩展性方面的要求。
（3）服务安全
云备份服务要满足多方面的需求：既要兼容客户端的异构数据平台，又要满足数据在块级、文件级及应用级的完整性；既要适应于复杂多变的广域网环境，又要保证数据的安全性。
要统筹兼顾的问题越多，意味着存储系统的功能越复杂，也就越容易产生各种异常。另一方面，云备份服务系统比一般的备份软件对可信性的要求更高[2]。
3结束语
当前云存储的概念在中国刚兴起不久，阻碍其发展的一个重要原因是用户的消费习惯。人们在潜意识里总是感觉将关键数据备份在可视范围内的身边设备上比较安全。而一旦要求用户把私密数据备份到异地的数据中心，则会担心数据安全性能否得到充分保障。本文介绍了云存储技术，并以云备份为例，讨论了云存储应用实现当中需要注意的几个问题。以服务的方式满足应用需求，已经成为信息领域技术发展的一种趋势，但如何实现云存储，并使其广泛应用，还需要更多的研究和努力。
参考文献：
[1] 武志学. 云存储系统——Swift的原理、架构及实践. 2015
[2] 张继平 .云存储解析. 人民邮电出版社.2013
关键词：云存储，信息安全，服务，云备份
1云存储技术介绍
云存储和传统存储方式相比，具有如下优势：第一，从功能上来看，云存储系统是很多种类型的网络在线存储服务的集合，而传统存储系统则面向硬件如高性能计算、大容量硬盘等硬件；第二，从性能上来看，云存储服务需要考虑的首要指标是数据的安全性、可靠性、效率性等，而且由于用户量多、服务范围大、网络环境复杂多变等特点，这都对高质量的云存储服务提出了更大的技术要求；第三，从数据管理上来看，云存储系统既要提供传统文件访问请求，还要提供支持大量数据管理和公共服务支撑等要求，以方便厂家对云存储系统后台数据的维护。
云存储系统平台主要可分为4个层次：数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层[1]。
（1）数据存储层
数据存储层是云存储最基础的部分，它由各种各样的硬件存储设备和网络设备组成。同时还有一个存储管理系统，负责对硬件设备的集中管理，状态监控和维护升级等。云存储系统可以对外提供很多种存储服务，各种类型的数据统一放在存储系统中，形成一个海量数据池。从网络服务后台数据组织方式来看，传统的单服务器的数据组织难以满足多用户的同时访问；基于P2P的数据结构需要庞大的节点数量和复杂编码算法来支持和保证数据的可靠性。因此，基于多元化存储服务器的数据存储方法能够更好满足不同地理区域的用户的需求。在用户规模较大时，构建分布式数据中心能够为不同地理区域的用户提供更好的服务质量。
（2）数据管理层
数据管理层是云存储最为核心的部分，也是最复杂的部分。该管理层采用的一般都是集群管理和分布式存储的方式，在满足可扩展性的同时，也满足了用户对可用性及性能的需求，它还负责对数据进行加密、备份及冗余等任务。云存储系统架构中的数据管理层可以为它的上一层提供不同服务间统一的管理视图。还可以通过用户管理、安全管理、副本管理及策略管理等来实现对公共数据的统一管理，以此来衔接底层存储和上层应用，从而实现多个存储设备之间的协同工作，可以对外提供更好的服务。
（3）数据服务层
在云存储平台中直接面向用户、并可以灵活扩展的就是数据服务层。根据用户不同，可以开发出不同的应用接口，并为此提供相应的服务。比如数据存储服务、租赁空间服务、公共资源服务、多用户的数据共享服务、数据备份服务等等。
（4）用户访问层
访问层是基于云存储开发的应用程序的入口，任何一个人只要得到授权都可以在任何时间任何地点使用任何一台联网的终端设备通过标准的公用应用接口来登录云存储系统，就能够共享云存储所提供的所有被授权的服务。
与传统存储需要购买存储硬件设备和部署存储软件方式相比，云存储方式存在以下优点：
（1）成本低、见效快
传统存储方式需要购买存储硬件设备或软件部署， 根据企业对信息化管理的要求，需要一次性投入大量资金购置硬件设备、搭建平台。软件开发还需要经过漫长的可行性分析、需求调研、软件设计、编码、测试等过程。通常在软件开发完成以后，一旦业务需求发生变化，就必须对软件的设计和编码进行返工，这不仅影响企业的生产质量，还会提高成本，更是耽误了企业信息化进程，同时还会造成企业的重复投资、降低企业的工作效率和高成本的周期性技术升级。但是，在云存储方式下，企业只需要配置必要的终端设备接收存储服务，按照企业和用户的需求租用服务，不需要投入大量的资金去搭建硬件平台，这样大大的降低了企业的资金投入，降低了使用成本，也在某种程度上提高了企业数据的安全性和稳定性。
（2）易于管理
传统的数据存储方式，企业还需要配备专业的数据维护人员对系统进行维护，由此提高了技术和资金成本，以及对人员的浪费。在云存储模式下，对数据的维护工作以及系统的更新升级都是由云存储服务提供商完成，企业可以用最低的成本享受到最新最专业的服务。
（3）方式灵活
随着目前设备更新换代的速度的提高，随着企业业务需求的变化，落后的硬件平台很难应对这些变化要求，软硬件需要不断地更新升级甚至重装，这样就大大提高了维护的成本。然而传统的存储方式就是需要购买软硬件设备去搭建存储平台，需要资金的一次性投入，存储系统无法在后续使用中进行动态调整，一旦系统或硬件需要升级或更新换代，就会造成资源的浪费。而云存储方式是按照用户数量、使用时间、服务项目的租用等进行收费。企业完全可以根据业务需求变化、用户增减、资金承受能力，随时调整其租用服务方式，真正做到资源的不浪费，按需购买，随时扩容。
2云备份
云存储可以提供如云备份、云数据共享、云资源服务等多种应用方式，也可以为其他很多网络服务提供标准化的接口。云备份是通过集群应用、网格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的一种方法，共同对外提供数据存储备份和业务访问的功能服务[2]。
云备份与传统的软件备份方式相比，优点主要表现在以下几点：
（1）可拓展节约成本
企业使用云备份后，可以依靠第三方云提供商的无限扩展能力，而不需担心投资问题。事实上，边使用边付费的模式减少了备份的采购和实施带来的烦恼。这种方式使得我们能够预测并管理容量增长和运营费用。
（2）高可靠性
云提供商通常会提供最先进的技术，比如基于磁盘的备份、压缩、加密、重复数据删除、服务器虚拟化、存储虚拟化、应用优化数据保护等等。除了认证要求的安全性之外，多數提供商还能提供7x24的监控、管理和报表，这些能力可能一般的公司原本都无力负担。云备份服务的对象是大规模用户，而且随着服务时间的延长，用户数量会持续增长。为此，系统必须设置多台存储服务器，以满足系统扩展性方面的要求。
（3）服务安全
云备份服务要满足多方面的需求：既要兼容客户端的异构数据平台，又要满足数据在块级、文件级及应用级的完整性；既要适应于复杂多变的广域网环境，又要保证数据的安全性。
要统筹兼顾的问题越多，意味着存储系统的功能越复杂，也就越容易产生各种异常。另一方面，云备份服务系统比一般的备份软件对可信性的要求更高[2]。
3结束语
当前云存储的概念在中国刚兴起不久，阻碍其发展的一个重要原因是用户的消费习惯。人们在潜意识里总是感觉将关键数据备份在可视范围内的身边设备上比较安全。而一旦要求用户把私密数据备份到异地的数据中心，则会担心数据安全性能否得到充分保障。本文介绍了云存储技术，并以云备份为例，讨论了云存储应用实现当中需要注意的几个问题。以服务的方式满足应用需求，已经成为信息领域技术发展的一种趋势，但如何实现云存储，并使其广泛应用，还需要更多的研究和努力。
参考文献：
[1] 武志学. 云存储系统——Swift的原理、架构及实践. 2015
[2] 张继平 .云存储解析. 人民邮电出版社.2013