與傳統的儲存裝置相比，雲端儲存不僅僅是一個硬體，而是一個網路裝置、儲存裝置、伺服器、應用軟體、公用訪問介面、接入網、和客戶端程式等多個部分組成的複雜系統。各部分以儲存裝置為核心。透過應用軟體來對外提供資料儲存和業務訪問服務。

雲端儲存系統的結構模型由4層組成。

1儲存層

儲存層是雲端儲存最基礎的部分。儲存裝置可以是FC光纖通道儲存裝置，可以是NAS和iSCSI等IP儲存裝置，也可以是SCSl或SAS等DAS儲存裝置。雲端儲存中的儲存裝置往往數量龐大且分佈多不同地域。彼此之間透過廣域同、網際網路或者FC光纖通道網路連線在一起。

儲存裝置之上是一個統一儲存裝置管理系統，可以實現儲存裝置的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗餘管理，以及硬體裝置的狀態監控和故障維護。

2基礎管理層

基礎管理層是雲端儲存最核心的部分，也是雲端儲存中最難以實現的部分。基礎管理層透過叢集、分散式檔案系統和網格計算等技術，實現雲端儲存中多個儲存裝置之間的協同工作，使多個的儲存裝置可以對外提供同一種服務，並提供更大更強更好的資料訪問效能。

CDN內容分發系統、資料加密技術保證雲端儲存中的資料不會被未授權的使用者所訪問，同時，透過各種資料備份和容災技術和措施可以保證雲端儲存中的資料不會丟失，保證雲端儲存自身的安全和穩定。

3應用介面層

應用介面層是雲端儲存最靈活多變的部分。不同的雲端儲存運營單位可以根據實際業務型別，開發不同的應用服務介面，提供不同的應用服務。比如影片監控應用平臺、IPTV和影片點播應用平臺、網路硬碟引用平臺，遠端資料備份應用平臺等。

4訪問層

任何一個授權使用者都可以透過標準的公用應用介面來登入雲端儲存系統，享受雲端儲存服務。雲端儲存運營單位不同，雲端儲存提供的訪問型別和訪問手段也不同。

　　雲計算商業應用主要有：基礎設施及服務（IaaS，infrastructure as a Service），平臺即服務（PaaS，Platform as a Service）和軟體即服務（Saas，Software as a Service），而且服務的範圍越朝基礎設施方向，通用性就越強。平臺即服務的客戶主要是網際網路的應用開發者們，給客戶提供整個平臺環境，而客戶將這種平臺視作一種服務，在這樣的平臺基礎上，開發各自的應用程式，並透過其伺服器和網際網路傳遞給軟體需求者，這種模式為軟體開發者提供了應用軟體的研發平臺。基礎設施即服務是將雲計算系統的底層資源開放，伺服器等的物理資源進行整合集中，提供給客戶一個資源共享介面。這個介面使得IT行業能為其他行業提供虛擬的計算和資料資源，使得網路中的計算單元、儲存裝置、輸入輸出裝置以及網路頻寬等硬體資源整合，作為一個虛擬的資源中心，為整個計算網路中的客戶服務。相當於把不同位置或者不同公司的伺服器整合為網路可訪問的雲端裝置，使得有資源需求的客戶能夠使用。這樣透過虛擬的資源中心提供給客戶使用，使用者付費來獲得一定程度的使用權。該應用模式的優勢是使得使用者能夠動態申請或者釋放節點，而這種伺服器的規模一般都是非常大的，數量可以達到幾十萬臺，使用者在按使用量付費時，可以認為資源是無限的。

　　1 虛擬化技術在雲計算中的應用

　　雲計算實現是一個關係到很多問題的過程，而虛擬化技術是比較關鍵的環節，虛擬化的順利應用與否影響到雲計算服務的發展，計算機方面的虛擬化，指的是計算的基礎是在虛擬資源上，而不像現實中的計算機，虛擬化技術使得計算的硬體資源得到很大地最佳化，如將虛擬化技術應用於單個CPU，則可以虛擬出多個CPU並行執行，從而可以使得多個作業系統在CPU上執行，應用程式也可以在相互獨立的各類資源空間執行，計算機的利用率得到了很大地提高。虛擬化技術在雲計算中的應用大致如下所示：

　　1.1 全虛擬化。這種虛擬化方式是利用虛擬機器管理器，把需要虛擬化的硬體裝置進行徹底虛擬化，透過這樣的技術手段，使得虛擬化處理後的硬體裝置具有傳統計算機的功能，能夠進行計算，網路訪問等各種功能。這種虛擬化計算機組中的每個計算機，可能具有不同的作業系統，這並不影響它們組合；而且作業系統不需要修改核心，也能在虛擬化計算機組中執行。作業系統中的指令大部分可以虛擬化，不能虛擬化的指令，可使用虛擬機器管理器來將這些指令進行譯碼，使得作業系統和虛擬計算機組基本可以很好對相容，總體上節約了硬體資源，而且也使得服務更加完善。

　　1.2 半虛擬化。和上述與作業系統的很好地相容不同，這種方式需要透過作業系統來達到虛擬化的目的。而且該方式需要修改一部分作業系統的核心，以達到部分不能直接虛擬化指令的通用性，也就是非底層軟體不能直接使用的指令用修改後的指令更換，這樣來實現作業系統的完整功能。在這種虛擬化環境中，作業系統能夠識別出是在虛擬環境執行或物理環境執行。

　　1.3 硬體虛擬化。從上可以看出，軟體都進行了一定程度地虛擬化，硬體虛擬化則不需要。但其也需要一定的硬體指令來進行虛擬化，這種虛擬化方式，使得虛擬機器管理器和作業系統可以在不同環境中執行，如虛擬機器管理器可以物理環境執行，而作業系統則可以在虛擬環境中執行；甚至是依據客戶的需要來決定其執行環境，因為虛擬環境中作業系統的計算速度比較慢。相對於上述涉及軟體虛擬化來說，硬體虛擬化能夠一定程度增加資源的利用率，使得計算機計算速度更快，減少了中間譯碼的時間，而且虛擬機器管理器的結構與原理變得容易設計，系統的效能變得穩定可靠。

　　2 雲計算平臺的構建

　　雲計算服務的興起，使得傳統的IT行業經歷了新的變遷，逐漸由原來的購買軟硬體資源向購買服務過渡，而且是由雲計算供應商經網路提供相應的軟硬體資源。本文研究如何構建動態的IaaS雲計算平臺，使得服務使用者能夠方便快捷的獲得軟硬體資源的使用許可權。而云計算的服務提供商降低成本的手段也有很多，如增加整合率以及高效管理等。

　　2.1 雲計算平臺的組成部分。本文中的管理平臺主要是由以下部分組成：虛擬化核心平臺（作業系統級）、虛擬化管理系統（應用軟體級）以及雲業務管理中心。虛擬化核心平臺的實際作用是硬體裝置層以及作業系統的連線與過渡，平臺中的作業系統需要使用底層硬體資源時，由於硬體的底層結構可能不同，為了減少這種差異對作業系統的正常執行的影響，避免作業系統因硬體結構不同而採用不同的驅動，導致驅動過多，從而降低系統執行速度。也一定程度的提升了硬體的相容性以及可靠性等。虛擬化管理系統的作用則是使資料中心內的運算及儲存等硬體資源的虛擬化，使得上層應用可以在不同的硬體設施上執行，同時也可以使得上層應用的執行環境得到自動化的保護。業務範圍一般有：虛擬計算、虛擬網路等。雲業務管理中心則是一系列雲基礎業務模組組成的，把雲計算資料中心的計算、儲存等架構資源按一定的方式整合，使使用者根據需求來確定資源組合，最終構成使用者的組合集。業務範圍有：自助式服務門戶、虛擬式資料中心等。

　　2.2 虛擬化平臺的特徵。管理平臺能夠把伺服器計算機和虛擬機器整合到整個雲計算系統中，不但有比較分明的分層結構，展示了資料中心、主機等之間的邏輯及功能聯絡，極大地減少了資源管理的負擔。而對於這樣將整個叢集進行管理還有如下的優勢，如：（1）管理員可以經過一個友好而功能完善的人機介面，對整個雲計算系統監控及實時調整，達到縮減管理過程及減少成本的目的；（2）管理的難度降低，同時也具有了很高的可靠性，當某一主機出現異常時，在雲計算系統中的另一臺計算機上重啟受到影響的虛擬機器；（3）雲計算系統的管理平臺中的檔案系統，不同於普通作業系統的檔案系統，能夠使得不同的雲計算節點同時訪問同一虛擬機器檔案。而由於虛擬架構系統中的虛擬機器實際上是被整合為一個檔案檔案以及幾個環境配置檔案，把這些檔案存放在儲存陣列中，不同伺服器中的虛擬機器也就可以訪問該檔案，從而防止單點故障的發生。

　　2.3 雲計算平臺的設計。後臺管理模組是負責依據一定的規則，使得資源使用者依據一定的規則，獲取雲計算中計算機的虛擬機器管理許可權，每隔一定的時間獲取一次訪問計算機及虛擬機器資訊，使得使用者也能實時跟蹤雲計算系統的硬體變化。輔助功能模組則主要是事件追蹤等功能，是藉由日誌記錄實現的。介面功能模組則是把雲計算系統中的軟硬體資訊反饋給管理員，使得雲計算系統的軟硬體得到實時監控。Vnc功能模組則是實現虛擬機器的網路人機介面，可以在使用者計算機上，遠端訪問雲計算主機的虛擬機器中。

　　參考文獻：

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