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云存儲離我們還有多遠?

系統 1922 0

  云計算無疑是現在最熱門的IT話題,不管是商業噱頭還是IT技術趨勢,它都已經融入了我們每個人工作與生活當中。按照現在比較潮的說法,我們每個人都"被云計算"了。分布式計算、普適計算、網格計算、效用計算,現在的計算概念與技術趨勢更新換代太過迅速,舊的概念還沒有普及和被理解與接受,新的概念又悠如一夜春風撲面而來。2007年底IBM宣布云計算計劃,云計算概念正式推出。于是乎,什么都成了云計算,Google, IBM, MS, Amazon, EMC等IT巨人相繼推出云計算,Amazon(S3), Google(GFS), MicroSoft(SkyDrive), EMC(Atmos, mozy)等推出云存儲服務,還有諸如Dropbox, SugarSync, SyncPlicity, CrashPlan等云存儲產品。這些云計算和云存儲,或是新推出的,或是原先早已存在的加以重新包裝或命名。在開源界,云存儲項目也異常活躍,如HDFS,KFS,Ceph, MFS, Sector, FastDFS。

  云計算是2009、2010的最受關注的10大IT技術,2010年被認為云計算元年,從現在起云計算/云存儲服務將進行井噴發展時期。據IDC預測,全球云計算的市場規模將在2012年達到420億美元,在IT投入比例中占25%以上。SpringBoard認為中國云存儲將由2009年的605萬美元快速增長至2014年的2.0584億美元,增長率達103%。中國移動139信箱,上海電信e云、世紀互聯有備、聯想商務網盤、金山網盤,國內云存儲市場發展迅猛。移動互聯網發展非常迅猛,根據MorganStanley分析預測,2012年智能手機持有量將超過PC持有量,移動互聯網將推助云存儲需求大幅擴張。

云存儲離我們還有多遠?


  什么是云計算?"云計算是以虛擬化技術為基礎,以網絡為載體提供基礎架構、平臺、軟件等服務為形式,整合大規模可擴展的計算、存儲、數據、應用等分布式計算資源進行協同工作的超級計算模式"。云計算主要特征是虛擬化技術、動態可擴展、按需部署、高靈活性、高可靠性、高性價比,其相關計算形式包括分布式計算、網格計算、并行計算、效用計算,商業模式主要有IaaS(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)、DaaS(數據即服務)。

  根據SNIA的定義:Cloud storage delivers virtualized storage on demand, over a network based on a request for a given quality of services(QoS)。云存儲即DaaS(存儲即服務),專注于向用戶提供以互聯網為基礎的在線存儲服務。它的特點表現為彈性容量(理論上無限大)、按需付費、易于使用和管理。云存儲主要涉及分布式存儲(如分布式文件系統、IPSAN、數據同步、復制)、數據存儲(如重復數據刪除、數據壓縮、數據編碼)和數據保護(如RAID、CDP、快照、備份與容災)等技術領域。目前典型的云存儲服務主要有Amazon S3, Google GFS, Microsoft SkyDrive, EMC Atmos/mozy, Dropbox, SugurSync,SyncPlicity, 中國電信e云, 中國移動139信箱, 世紀互聯有備, 聯想商務網盤, 金山網盤。

  根據我自己的理解,云存儲主要有三種應用模式。一是大規模數據處理,包括互聯網搜索、日志分析、數據挖掘、科學計算(如HEP、大氣、生物、地質等應用);二是數據共享與分發,主要面向個人和SMB用戶,包括在線數據存儲、同步、訪問、共享、WEB2.0、SNS、圖片/音頻/視頻、博客/微博;三是數據備份與歸檔,目前這類應用比較多,可利用現有云存儲提供此類服務,個人和SMB對數據備份的認識和需求在不斷提高。

  任何一項模式或技術試圖解決所有的問題都是不現實的,這對云計算和云存儲亦適用,因為現實世界的需求太過復雜。云計算的烏托邦是:像使用電力一樣來使用云計算,這是極度理想的狀態。網格計算當初也是這個理想,可惜未能實現而淡出人們視野。與網格計算不同,云計算得到了商業界的普遍支持,它有可能更加接近于這種理想狀態。經歷了計算為中心、網絡為中心,計算進入了以數據為中心的時代?,F實世界數據呈現指數級爆炸趨勢,預測2020年數據宇宙將達到35.2 ZB(1 ZB = 1百萬PB),存儲需求非常巨大,這將是云存儲發展的機遇。從目前的一些統計與預測分析數據來看,云存儲市場與應用發展非常迅速,有一部分企業或個人已經認可這種模式,但更多人的用戶仍持懷疑和觀望態度。經過一些調研分析,我認為如下幾個主要原因將影響云存儲普及應用。云存儲終將離我們越來越近,但是終究到底還有多遠?這由這些問題的解決程度決定。

一、性能瓶頸
  云存儲以互聯網為基礎提供存儲服務,私有云存儲可以基于LAN,但公有云則需要通過廣域網WAN來承載。由于帶寬的限制以及網絡復雜性,造成較大的數據訪問延遲,尤其是對WAN來說,數據訪問性能和實時性是個巨大的瓶頸。LAN目前的網絡帶寬可以達到1Gbps和10Gpbs,WAN要差很多,諸如ADSL的寬帶網絡帶寬通常為512K/1M/2Mbps。移動互聯網帶寬則更差一些,3G網絡還沒有大規模普及,GPRS用戶仍然眾多。中國目前大概有3.8億網民,主要集中在城市,網絡情況稍好。近年來,中國農村計算機和網絡市場發展較快,然而與農村巨大的潛在市場相對,有線和無線通信網絡帶寬都非常有限。網絡帶寬問題如果不能解決,則性能將是云存儲的關鍵瓶頸。雖然Cache緩存、預取prefetch以及數據復制replication可以在一定程度上提高性能,但無法從根本上解決問題。這樣的話,對性能和實時性要求高的應用則無法使用云存儲,TB/PB級以上的海量數據訪問更是可望而不可及。用戶需要使用數據時,卻無法及時獲取數據,云存儲還有什么意義呢?

二、安全性
  數據安全性是用戶最為關心的,尤其是用戶的關鍵數據。數據安全包含三個目標,即完整性integrity)、機密性(confidentiality)和可用性(availability)。簡而言之,完整性要求信息必須是正確和完全的,而且能夠免受非授權、意料之外或無意的更改;機密性要求信息免受非授權的披露;可用性要求信息在需要時能夠及時獲得以滿足業務需求?,F代企業對計算機的依賴性嚴重增強,信息數據逐漸成為企業賴以生存的基礎,數據損壞或丟失將給企業帶來巨大的損失。數據安全威脅主要來自黑客、病毒、硬件設備的失效以及火災、地震等自然災害,數據的丟失、破壞、篡改、失竊等都會都是用戶所極為擔心的。2010年中國云計算調研報告顯示,數安全性與隱私仍然是廣受各類企業和用戶關注。埃森哲發布2010年中國云計算調研告也顯示,6成受訪者“十分擔心”數據安全與隱私。另外,用戶普遍認為,數據存放在別人那里終究不如自己存放安全。因此,如果安全問題得不到有效解決,它也將成為云存儲的絆腳石。

三、標準與互操作性
  云存儲目前屬于處于混沌局面,SNIA等機構聯合眾多廠商提出了一些標準(如CDMI),然而事實是標準往往需要較長的時間才能達到成熟階段并實際應用。因此,在一個相對較長的時期內,各云存儲服務還將各自為戰,無法統一標準。這樣,云存儲服務之間在數據存儲格式、訪問協議、授權與認證方式、用戶界面等方面可能存在差異,無法做到數據互操作性。考慮這樣的情形,用戶同時使用了幾家云存儲服務,或者用戶需要更換云存儲服務,即從一家云存儲服務遷移到另一家云存儲服務。沒有標準和互操作性,可以想像這將是一個非常痛苦的過程。網格計算的標準和互操作性做得不好,云計算和云存儲應該汲取這個教訓。標準和互操作性會給用戶帶來更多云存儲服務選擇,方便數據遷移、交換,有助于提高服務質量。

四、訪問與管理
  云存儲特征之一是易用性和管理方便。用戶希望云存儲服務易于使用,用戶交互接口簡潔,無需改變原有的使用行為,能夠對現有的應用系統透明(即應用不需要修改),比如提供WEB接口、網絡磁盤接口、標準訪問接口(如FTP、P2P、POSIX)。電力的用戶接口非常簡潔,只要一個插座即可,也容易統一標準。如果大家體驗過Aamzon S3, google storage, SkyDrive, SuguarSync, mozy等云存儲服務,就會發現這些服務不是提供自定義的訪問接口(如REST、SOAP),就是提供各自專用的用戶界面,甚至要求用戶進行開發。另外對于數據管理,各家云存儲這個環節也很薄弱,要么非常簡單,要么基本沒有。云存儲要達到電力的普及程度,路漫漫其修遠兮。

五、存儲容量
  云存儲理論上存儲容量無限大,用戶根據需要使用并付費即可。資源總是有限的,用電高峰的夏天很多地方都要拉閘限電。Amazon S3從官方信息看能夠達到PB級,但其存儲容量肯定存在上限。google storage目前仍在測試階段,沒有公布最大存儲容量數據。其他的以數據備份為主的云存儲服務,用戶數據存儲容量基本定位在GB量級,如世紀互聯有備50GB,中國電信E云300GB,SkyDrive 25GB,SugarSync 250GB, 金山快盤5.6GB,聯想網盤10GB。除了Amazon,其他的云存儲服務基本是面向中小企業SMB和個人用戶,大中型企業用戶無法應用?,F在企業數據量都非常巨大,TB應用級隨處可見,PB級應用也越來越多,歐洲的LCG高能物理實驗數據存儲量在100PB以上。可見,存儲容量會限制很多用戶對云存儲的需求,目前云存儲應用主要還是以SMB和個人用戶為主,另外就是臨時性存儲空間租用需求。對于大量長期的海量存儲容量租用,云存儲可能還需要較長的時間才能夠支持,無法想像EB、ZB級的云存儲數據中心是什么樣子,更無法想像其供電、空間、冷卻問題該如何解決。

六、價格因素
  云存儲的好處是無需要自行構建存儲系統或數據中心,也不需要進行數據管理和維護。另外就是可以大大節省成本,根據需要租用存儲空間,按照實際使用付費。下面我們以10G和10TB為例計算一下幾個云存儲服務的成本(價格信息從云存儲服務網站獲取):

云存儲提供商

功能

10GB 費用 /

10TB 費用 /

S3

數據存儲

~ 200 美元

~ 144,000 美元

Google Storage

數據存儲

~ 264 美元

~ 264,000 美元

Mozy home

數據備份

54.45 美元

N/A

SuguarSync

數據備份

49.99 美元

N/A

世紀互聯有備

數據備份

400

N/A

中國電信 E

數據備份

165

N/A

聯想網盤

數據備份

399

N/A

  從上表可以得到,10G的云存儲容量年使用費用大致都400元以內,這個價位可以被大多數用戶所接受。不過,10GB空間是非常有限的,臨時性存儲和共享一些數據還是可以的,對于視頻和圖片等文件可能就相形見拙了。10TB存儲空間目前只有S3和google storage可以提供,不過年使用費用也是非常昂貴的,S3大約為100萬元,而后者接近200萬元。個人用戶顯然無法承受,大多數中小企業SMB可能也無法接受,或許只有Facebook, Twitter這樣有雄厚資金實力的公司才能用得起??梢?,價格因素仍然制約著云存儲的大規模應用,費用降低到大眾可以普遍接受的水平,是云存儲像電力一樣普適應用的前提之一。

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