近幾年IT 領(lǐng)域最熱門的關(guān)鍵詞非“云計算”莫屬。“云”是一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計算資源，包括計算服務(wù)器、存儲服務(wù)器、帶寬資源等，“云計算”是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展，或者說是這些計算機(jī)科學(xué)概念在商業(yè)環(huán)境中的綜合應(yīng)用和實現(xiàn)。

    云存儲是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等技術(shù)手段，讓網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備在應(yīng)用軟件的管理下協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的系統(tǒng)。當(dāng)云計算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設(shè)備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。

    隨著云計算技術(shù)應(yīng)用的日益普及，用戶對云存儲的需求越來越迫切，各大IT 廠商順應(yīng)市場需求，逐漸推出相應(yīng)的解決方案，Nasuni 和TwinStrata 等供應(yīng)商已經(jīng)引入這類產(chǎn)品。

    云存儲體系結(jié)構(gòu)如圖1 所示，云存儲系統(tǒng)與傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)相比具有顯著的差異，傳統(tǒng)存儲是指某一具體的存儲設(shè)備或者由大量相同的存儲設(shè)備構(gòu)成的集合體。而云存儲可以理解為一種由大量同構(gòu)或者異構(gòu)存儲設(shè)備集合構(gòu)成的分布式存儲服務(wù)。

圖1 云存儲體系結(jié)構(gòu)圖

    具體而言兩種有下不同：第一，從功能需求角度看，傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)則關(guān)注于數(shù)據(jù)如數(shù)據(jù)存儲、事務(wù)處理、數(shù)據(jù)備份等應(yīng)用，而云存儲系統(tǒng)更關(guān)注用戶，面向用戶提供多種類型的存儲服務(wù)；第二，從性能需求來看，傳統(tǒng)存儲對資源利用率低，對存儲資源的分配通常是靜態(tài)的，而云存儲對資源利用率非常高，采用動態(tài)的方法分配存儲資源；第三，從管理和成本角度看，傳統(tǒng)存儲的投資成本和管理成本都十分昂貴，而云存儲系統(tǒng)可有有效降低投資成本和管理成本；第四，從服務(wù)需求角度來看，傳統(tǒng)存儲故障率相對較高，而云存儲則采用業(yè)務(wù)遷移、數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)備份等技術(shù)手段保證服務(wù)的正常運(yùn)行；第五，從實時性角度來看，傳統(tǒng)存儲存在于本地，無法隨用戶移動，而云存儲屬于托管存儲，只要有互聯(lián)網(wǎng)接入用戶即可實時地存取數(shù)據(jù)。

    基于上述特點(diǎn)，云存儲平臺整體架構(gòu)可劃分為4 個層次，自底向上依次是：物理層、存儲管理層、業(yè)務(wù)服務(wù)層以及用戶訪問層。云存儲系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 云存儲系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

    1. 物理層

    云存儲系統(tǒng)物理層由包括多種不同各類的存儲設(shè)備，以及將設(shè)備連接起來的物理鏈路。云存儲系統(tǒng)多應(yīng)用于復(fù)雜的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在這種情況下，傳統(tǒng)的基于局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)組織難以滿足廣域網(wǎng)多用戶條件下的功能和性能要求，實際應(yīng)用中可能以光纖、VPN 等多種形式將分散在不同位置的存儲設(shè)備連接起來，形成一個大的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，對外提供服務(wù)。

    云存儲的物理層將不同類型的存儲設(shè)備互連起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，同時實現(xiàn)對存儲設(shè)備的集中管理和狀態(tài)監(jiān)控，其實質(zhì)是一種面向服務(wù)的分布式存儲系統(tǒng)。

    2. 存儲管理層

    存儲管理層是物理層的邏輯抽象，它隱藏了云存儲系統(tǒng)的物理特性，封裝了物理設(shè)備與邏輯設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系，將復(fù)雜的管理策略模塊化，為上層應(yīng)用提供高度集成的管理接口。上層應(yīng)用通過接口實現(xiàn)多存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作，以更好的性能對外提供服務(wù)。

    3. 業(yè)務(wù)服務(wù)層

    業(yè)務(wù)服務(wù)層在物理層、存儲管理層的支持下對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)，它具有多樣性和靈活性的特點(diǎn)。在不用應(yīng)用環(huán)境中，業(yè)務(wù)服務(wù)層的表現(xiàn)形式可以是不同的�；�于不同的應(yīng)用需求和開發(fā)環(huán)境，業(yè)務(wù)服務(wù)層可能表現(xiàn)為網(wǎng)站、移動應(yīng)用程序、WEBSERVICE等多種形式，但本質(zhì)上都是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和共享。

    4. 用戶訪問層

    用戶訪問層從根本上講，是一套用戶授權(quán)、認(rèn)證機(jī)制，它決定用戶以怎樣的形式對既定的數(shù)據(jù)進(jìn)行哪些權(quán)限范圍內(nèi)的操作。多數(shù)情況下，用戶訪問層以模塊的形式集成于業(yè)務(wù)服務(wù)層和存儲管理層中，這些模塊共同構(gòu)成數(shù)據(jù)訪問規(guī)則。

    根據(jù)使用環(huán)境的不同，云存儲系統(tǒng)的實現(xiàn)方式不同，云存儲系統(tǒng)可以劃分為不同種類。Google，Amazon等網(wǎng)絡(luò)公司在線提供的服務(wù)稱為共有云；使用技術(shù)廠商現(xiàn)成的解決方案，或者根據(jù)實際情況購買軟硬件設(shè)施自主建設(shè)私有云；結(jié)合共有云和私有云而成的混合云等。

    筆者在一個局域網(wǎng)教育培訓(xùn)系統(tǒng)的過程中，結(jié)合實際需求探索出一條結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、管理方便的云存儲解決方案。

    因工作需要，公司需建設(shè)一套局域網(wǎng)內(nèi)的教育培訓(xùn)系統(tǒng)，用于開展員工的在線教育培訓(xùn)工作，以節(jié)約成本、提高工作效率。公司組織結(jié)構(gòu)分為三層，一級機(jī)構(gòu)下設(shè)多個二級營銷部，每個營銷部下設(shè)若干個市場部，員工總數(shù)近一千人。各級單位聯(lián)網(wǎng)辦公，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。由于在地理位置上距離較遠(yuǎn)，二級、三級單位通過VPN 方式連接至一級單位。核心網(wǎng)絡(luò)千兆交換，下級單位VPN 連接帶寬為2M。

圖3 應(yīng)用環(huán)境網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

    教育培訓(xùn)平臺需要在用戶終端與服務(wù)器之間傳輸處理大量的視頻、文檔等數(shù)據(jù)，這一需求在純粹的千兆，或者百兆局域網(wǎng)內(nèi)使用傳統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)十分容易實現(xiàn)，但在上圖所示的實際環(huán)境中，卻面臨著效率上的問題。這一問題主要表現(xiàn)在二級、三級單位層面，因網(wǎng)絡(luò)帶寬小、用戶數(shù)量大，實時的在線視頻、文件傳輸無法保證流暢性，同時還會嚴(yán)重影響其它業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。只有使用云存儲系統(tǒng)，將用戶的大數(shù)據(jù)量請求限制在用戶所在百兆或者千兆局域網(wǎng)內(nèi)，才能解決這一問題。

    經(jīng)過對公司網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和教育培訓(xùn)系統(tǒng)需求的深入分析，參考了當(dāng)下比較成熟通用的云存儲技術(shù)Hadoop，項目組決定應(yīng)用系統(tǒng)集中部署，文件則使用分布式存儲，建立公司內(nèi)部私有云存儲系統(tǒng)。該教育培訓(xùn)系統(tǒng)采用服務(wù)訪問層，請求處理層，云端存儲層三層結(jié)構(gòu)，如圖4 所示。

圖4 應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖

    服務(wù)訪問層隱藏了系統(tǒng)所提供服務(wù)的具體實現(xiàn)為用戶提供服統(tǒng)一的務(wù)接口，請求處理層負(fù)責(zé)處理用戶的服務(wù)請求訪問云端數(shù)據(jù)，云端存儲層管理所有用戶的數(shù)據(jù)存儲。

    系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部署為中心機(jī)房部署一臺主文件服務(wù)器，每個下級單位所在的局域網(wǎng)部署一臺二級文件服務(wù)器，文件服務(wù)器采用帶HTTP、FTP 管理功能的NAS 設(shè)備。整體的硬件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5所示：

圖5 云存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    在圖5 所示的硬件結(jié)構(gòu)中，軟件系統(tǒng)需要解決以下兩個問題：

    1.用戶請求與存儲設(shè)備的映射

    在實際運(yùn)行過程中，中心管理系統(tǒng)接收到文件請求時，首先根據(jù)用戶的身份信息查找文件存儲節(jié)點(diǎn)地址映射表，判斷用戶所處的局域網(wǎng)，然后將文件請求鏈接至對應(yīng)局域網(wǎng)的文件服務(wù)器，在進(jìn)行文件存在性判斷，如果所在節(jié)點(diǎn)存在請求文件則向用戶傳輸所請求文件，如果不存在該文件則將請求重新定位到中心文件服務(wù)器請求文件，通過中心服務(wù)器想用戶傳輸文件。存儲設(shè)備地址映射過程如圖6 所示。

圖6 云存儲映射示意圖

    2.文件服務(wù)器同步

    整個網(wǎng)絡(luò)中存在多臺文件服務(wù)器，在工作過程中，管理員只將文件發(fā)布到中心文件服務(wù)器上，其它子文件服務(wù)器由系統(tǒng)根據(jù)培訓(xùn)任務(wù)，自動將相應(yīng)的培訓(xùn)資料下發(fā)至對應(yīng)的子文件服務(wù)器。

    由于各級單位都劃分了單獨(dú)的網(wǎng)段，上述第一個問題解決起來十分簡單，通過客戶端IP地址就能將文件請求對應(yīng)到所在局域網(wǎng)的文件服務(wù)器。第二個問題相對而言較為復(fù)雜，需要綜合考慮用戶所在單位、單位所在網(wǎng)段、單位對應(yīng)的培訓(xùn)以及培訓(xùn)關(guān)聯(lián)的文件等各方面因素，形成一套存儲管理策略。管理員根據(jù)工作需要，調(diào)用管理策略，在業(yè)務(wù)空閑時段安排文件同步任務(wù)，就能實現(xiàn)文件服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。文件同步過程如圖7所示。

圖7 云存儲同步示意圖

    從實際運(yùn)行效果來看，上述云存儲方案較好地解決了多級網(wǎng)絡(luò)中的帶寬瓶頸問題，很好地支持了應(yīng)用的運(yùn)行。相比其它解決方案，體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，表現(xiàn)在以下幾個方面：

    實現(xiàn)成本低

    該方案從根本上講，采用了“以空間換取效率”的原則，在各個子網(wǎng)內(nèi)部署文件服務(wù)器，以保障系統(tǒng)運(yùn)行效率。對原有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和軟件環(huán)境沒有進(jìn)行升級改造，主要的投入體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器上。目前千元級大容量的局域網(wǎng)文件服務(wù)器產(chǎn)品很多，實施過程中這方面的投入很容易控制。相比使用成套的云存儲產(chǎn)品，該方案的成本優(yōu)勢十分明顯。

    管理方便

    使用該方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以十分靈活地對存儲設(shè)備進(jìn)行管理。增加、刪除一個文件服務(wù)器節(jié)點(diǎn)需要做的工作非常少，存儲的擴(kuò)容也很靈活，除中心服務(wù)器外，子文件服務(wù)器相互之間不受影響，方便進(jìn)行系統(tǒng)升級、維護(hù)。

    擴(kuò)展性強(qiáng)

    該方案的云存儲管理軟件使用HTTP、FTP 等成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實現(xiàn)簡單，完全自主開發(fā)，不涉及任何第三方的協(xié)議和接口，方便進(jìn)行系統(tǒng)完善和功能擴(kuò)展。結(jié)束語

    隨著信息技術(shù)和業(yè)務(wù)需求的不斷發(fā)展，云存儲技術(shù)必將被越來越多的應(yīng)用，筆者在應(yīng)用系統(tǒng)實施過程中，結(jié)合實際需求，在云存儲實現(xiàn)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了一次有價值的探索和思考。期待云存儲技術(shù)在經(jīng)歷不斷的發(fā)展后，能夠更加多樣化，具有更好的適應(yīng)性，讓各個層次的企業(yè)都能應(yīng)用云存儲、用好云存儲。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：使用云技術(shù)實現(xiàn)企業(yè)廣域網(wǎng)內(nèi)存儲集中管理

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