云存储和云计算的关系

可以说云存储是云计算架构中的一部分,所以在介绍云存储之前,必须先对云计算架构有一些基本的了解。简单来说,云计算就是将运算、储存及网络,抑或硬件、软件及平台等IT资源,透过虚拟化之资源利用优化,以及可量化计费的服务型态,经由网络分送,给用户随时存取的一种服务平台。

该服务就像水电等公共设施一般,使用者不需了解其背后运作技术及状况,企业用户也不必耗费可观的人力及管理成本,进行任何IT设备及资源的管理。所有资源的分配及管理,设备的汰换、更新与扩充,全都由云计算供货商负责一切,并依使用者需求提供可扩展性的高可用性服务,至于使用户则只要按使用量付费即可。

事实上,云计算所采用的理论基础与技术皆非全新,从过去以来的服务器整合(Server Consolidation)、Web Service、服务导向架构(SOA)、公共运算(Utility Computing)、主机代管等服务或平台上,就已经可以看到与云计算概念相似的身影。这也是当前云计算一直没有被明确定义的原因之一。下面就云计算的体系结构做简单介绍。

1.软件即服务(SaaS

在此阶层中,主要是以云端应用程序(Cloud Application)来提供各种SaaS服务,存取该服务的使用者不需要下载或安装任何程序,就可以直接透过浏览器存取云端应用程序所提供的功能与服务。透过该服务,用户不用对软件进行排错、更新等维护作业,对于使用管理负担及成本的降低有不小的帮助。不仅如此,比起自行建置的系统与程序,SaaS提供了更高可用性的不中断服务。

当前市面上不乏许多通行已久的SaaS服务,其中最耳熟能详的莫过于Google AppsSaleforce.com。采用P2P技术的Skype、各种云端防毒技术,以及YouTubeFacebookTwitterWeb应用程序,皆属于不同类型的SaaS服务。微软在既有商用软件上,另外提供相对应在线软件服务也是其中一种。在储存方面,目前Amazon所提供的自助式内容分派服务CloudFront,以及支持档案共享与数据同步化服务的微软Live Mesh,皆属于采用分布式云存储技术的SaaS服务。

2.平台即服务(PaaS

所谓PaaS,指的是提供运算平台或解决方案服务化而言。它仰赖云端基础设施之资源,支持云端应用的不同功能,并提供整合的APIPaaS好处在于应用程序的部署更简便、有效降低底层软硬件架构采买及管理成本。常见的服务包括Microsoft AzureGoogle EngineGoogle Custom SearchYahoo! BOSS等。至于Amazon SimpleDBAmazon S3Nirvanix等,则属于提供结构化云存储机制的PaaS服务。

3.基础设施即服务(IaaS

至于IaaS意指云端基础架构(Cloud Infrastructure),也就是将运算、储存及网络等资源转化为标准化服务,以提供内外部使用者存取之用。为了让资源有效管理与应用,IaaS多半藉助虚拟化技术来完成服务器整合之基本作业。目前市面上的IaaS服务,在运算资源分派服务上,有Amazon CloudWatch,以及提供虚拟机服务的Amazon EC2;在网络资源分派服务上,则有Amazon VPC虚拟私有云端;在原生储存资源分派服务上,则以Amazon EBS为代表。

那云存储的样貌是什么样子的呢?

如前述,云存储可以说是指云计算架构中的储存部分,从底层的IaaS、中层PaaS到顶层SaaS都可以看到其身影,其中尤以底层储存资源的网络服务化最为重要。或许可以简单地说,云存储就是储存即服务(Storage as a Service)的意思。

事实上,云存储既可以看做云计算架构中的重要组成份子,当然也可以个别拉出成为独立的Web服务。就像云计算的组成架构一样,一个完备的云存储也可以主要划分为以上3层的体系结构,虽然划分方式及名称不同,但与前者阶层架构仍有许多相似之处。

举例来说,云存储的核心即为储存层,就如同云计算中的IaaS阶层,是由分散在不同区域的各类型储存设备所组成,不论是DAS,抑或FC SANiSCSINASIP储存设备,皆可透过支持储存虚拟化技术的集中化管理系统整合在一起。透过管理系统,可以进行所有储存设备的远程监控、排错等作业;而最重要且最困难的部份则是应用中介层,此类似于云计算中的PaaS阶层,必须达到不同储存设备间的协同运作,并提供单一整合服务。

在使用上,使用者不论身在何处或任何时间,只要透过Web-based应用程序,即可上网直接存取数据。实时面对任何特定需求,例如串流数据文件之存取,云存储系统也可随时动态新增扩充来加以支持。

再就传输接口来说,HTTP可说是最通用的通讯协议。换句话说,它使得使用者只要透过浏览器便可远程访问数据,而不必进行任何编码程序,同时相对应的应用程序会随即被启动呼叫。但为了解决网络数据的寻址与操作问题,具备URI寻址能力,并支持CRUD操作原理的REST接口,遂成为当前许多云存储产品一致采用的数据对象接口。

对于云计算所启动的映像档,云存储大多能透过传统区块及档案接口,像是iSCSINFS来提供。这些映像档为虚拟机所挂载,并派送到使用云计算的用户系统上。至于传统磁盘及文件系统也能一样地被配置。云计算应用软件,一旦被运行,当然也能使用数据对象接口。

比起专用设备,云存储的最大特点不在功能或接口上,而在于随选派送功能的支持上。更重要的是,它可实现不同储存装置之间的协同运作。面对区块储存或文件系统,云存储可对单一LUN或虚拟Volume提供精细的分配外,实际的储存空间能被随需配置,同时并采取用多少就付多少的付费机制。

藉由一些压缩或数据重复删除等技术,并可进一步减少储存空间的用量。针对储存管理,则多半采用典型之频外(Out-of-band)标准数据储存接口,另外也可透过API,抑或Web-based用户管理接口。该接口当然也可以将快照与复制等其他数据服务功能纳入。