クラウドストレージアーキテクチャの技術的特徴と3つの開発方向

クラウドコンピューティングは、個人用 PC とインターネットに続く第 3 の情報革命として知られています。これは、IT 技術の革新を実現するだけでなく、IT ビジネスモデルやサービスモデルにも大きな変化をもたらします。オンデマンド サービスとオンデマンド課金を実現するためのバックエンド サポートとしてクラウド コンピューティング テクノロジーを使用するビジネス活動が増えています。

我が国はクラウドコンピューティング産業を非常に重視しており、クラウドコンピューティング産業の発展を国家戦略のレベルにまで高めています。第12次5カ年計画では、クラウドコンピューティングは支援が必要な戦略的新興産業として挙げられています。クラウドコンピューティング技術を通じて、中小企業と大企業間のITアプリケーションの格差を縮小し、誰もが非常に低コストで最先端の情報技術とサービスを入手できるようにします。

クラウド コンピューティング市場の規模が拡大し続けるにつれて、アプリケーション シナリオには、個人データのストレージ、企業のデータとアプリケーションのサポート、国の公共インフラストラクチャのサポートなど、複数の分野が含まれます。クラウドコンピューティングの開発動向は、当然ながら業界の注目の的となっています。

クラウド コンピューティングの重要なコンポーネントとして、クラウド ストレージはますます多くの企業で使用されています。クラウドストレージの大容量ストレージと柔軟な拡張機能を活用して、個人データと企業データの両方が関連アプリケーションで使用されています。

クラウドストレージのコンセプト

クラウドストレージは、その名の通りクラウド上で提供されるストレージサービスであり、企業や個人がアクセスできるようにクラウド上にデータを保存するためのソリューションです。消費者はクラウドに接続することで、いつでもどこでも簡単にデータにアクセスできます。オフラインサービスと比較して、高可用性、強力なスケーラビリティ、大容量ストレージ、オンデマンド提供などの特徴があります。クラウド ストレージは通常、クラウド コンピューティング サービス プロバイダーによってサービスとして提供され、データは分散形式で保存されます。ユーザーは、データが保存される特定の領域を気にする必要はなく、そのまま使用できます。クラウドストレージが提供するサービスの種類と対象ユーザーに応じて、クラウドストレージサービスは、オンラインディスク、ドキュメントの共有と編集などの個人向けサービスに大別されます。企業データストレージ用のスペースレンタルサービス、データのクラウド災害復旧サービス、クラウド監視ストレージなどのエンタープライズサービス。

クラウドストレージアーキテクチャの技術的特徴

クラウド ストレージ サービス プロバイダーは、分散しているストレージ リソースをバックグラウンドでストレージ仮想化テクノロジによって仮想化し、それらをプールに集約して、ストレージ リソース プールを形成します。個人または企業の消費者は、Web ベースのユーザー インターフェイスを通じてこのストレージ リソース プールにアクセスし、ファイルやオブジェクトを保存できます。一部の自動化シナリオでは、サービス プロバイダーは Web サービス アプリケーション プログラミング インターフェイス (API) を通じてデータ ストレージも提供します。クラウド ストレージのさまざまな使用シナリオに応じて、クラウド ストレージは、ビデオ クラウド ストレージ、ドキュメント クラウド ストレージ、ディザスタ リカバリ クラウド ストレージ、データベース クラウド ストレージなど、さらに分類できます。

クラウド ストレージをより深く理解して学習するには、まずクラウド ストレージのアーキテクチャとその特性を理解する必要があります。クラウド ストレージのアーキテクチャは、大きく分けて物理層、管理層、アプリケーション層、アクセス層に分けられます。

（１）物理層：

物理層は、ディスクやテープなど、実際にデータを保存するハードウェア媒体であり、最も基本的な部分でもあります。ハードウェア自体の特性に応じて、FC ファイバー チャネル ストレージ デバイス、ネットワーク ストレージ デバイス、直接接続ストレージ デバイス、IP ストレージなど、ストレージ メディアも異なります。現在一般的に使用されているクラウド ストレージのシナリオでは、クラウド ストレージ内のストレージ ハードウェアの数は膨大で、地理的に異なる場所に分散されていることがよくあります。仮想化技術によりプーリングを実現し、ネットワークを介して相互接続し、管理層の特性を利用して、ストレージデバイスの高可用性やハードウェアデバイス自体の状態監視や障害保守を実現できます。

（２）ストレージ管理層：

ご存知のとおり、クラウド ストレージの信頼性は非常に高く、5 ナインであると言っても過言ではありません。これは主に、単一障害点がほとんどなく、物理デバイス、地域分散、およびその他の機能を集中的に管理およびスケジュールする信頼性の高いストレージ管理レイヤーを備えているためです。ストレージ管理層は、クラウド ストレージ ソリューションの中核部分であると言えますが、クラウド ストレージの中で最も技術的かつ管理が複雑な部分でもあります。クラスター、分散ファイルシステム、グリッドコンピューティング技術により、クラウドストレージ内の複数のストレージデバイス間の連携が実現され、複数のストレージデバイスが外部に同じサービスを提供して、高性能なデータアクセス機能を提供できるようになります。

（３）アプリケーションインターフェース層：

アプリケーション インターフェース層は、クラウド ストレージの潤滑層として重要な役割を果たします。さまざまなプロトコルとインターフェースを統合し、さまざまなアプリケーション シナリオにさまざまなタイプのアクセス サービスを提供します。クラウド ストレージは、ハードウェアだけを指すのではなく、ソフトウェアとハ​​ードウェアの組み合わせを指し、アプリケーション層での調整を通じてさまざまなアプリケーション シナリオにサービスを提供します。たとえば、監視アプリケーション プラットフォーム、ビデオ オン デマンド アプリケーション プラットフォーム、ネットワーク ハード ディスク アプリケーション プラットフォーム、リモート データ バックアップ アプリケーション プラットフォームなどです。

（4）アクセス層：

アクセス レイヤーは消費者に最も近いレイヤーであり、消費者とクラウド ストレージ間の橋渡しとなります。クラウド ストレージはストレージではなく、クラウド サービスであることを誰もが覚えておく必要があります。消費者にとって、これは特定のデバイスを指すのではなく、多数のストレージ デバイスとサーバーの集合を指します。消費者がクラウド ストレージを使用する場合、特定のストレージ デバイスを使用するのではなく、クラウド ストレージ システム全体によって提供されるデータ アクセス サービスを使用します。消費者は、クラウド サービス プロバイダーが提供するポータルを通じてクラウド ストレージ システムにログインし、クラウド ストレージ サービスを利用できます。 Web テクノロジーの発展により、消費者は PC、モバイル デバイス、スマート端末を通じてリアルタイムでデータにアクセスしたり共有したりできるようになりました。

優れたクラウド ストレージ アーキテクチャには、次の特性が必要です。

（１）仮想化

クラウド ストレージの基本的な特徴の 1 つは、ストレージの仮想化です。仮想化テクノロジーは、ストレージ リソースの論理イメージを物理ストレージから分離し、リソースの簡素化されたシームレスな仮想ビューを提供し、複雑な基盤インフラストラクチャを簡素化します。仮想化技術によってストレージリソースが「プール」されると、巨大なストレージプールが形成されます。ユーザーはデータの特定の保存場所を気にする必要はなく、必要に応じてデータを要求するだけで済みます。クラウド ストレージは、仮想化テクノロジーを通じて高いデータ可用性を確保し、データがどこにでも存在し、どこからでもアクセスできるようにします。

（２）スケーラビリティ

スケーラビリティは、クラウド ストレージの最も基本的な特性の 1 つです。最初に設計し、次に購入し、その後統合するといった従来の拡張モデルに限定されなくなりました。代わりに、優れたソフトウェア設計、クラスター管理モード、分散アーキテクチャ基盤を通じて、消費者の実際のニーズに応じてオンデマンド サービスを提供できます。消費者の購入コストと使用コストを削減し、クラウドの利点を最大限に活用します。

（３）安定性

さまざまなアプリケーション シナリオにおけるユーザーや企業の高可用性要件を満たすために、クラウド ストレージは導入当初から冗長性を考慮し、アーキテクチャにおいて高可用性要件を考慮に入れてきました。すべての物理層は異なる領域に分散されており、データも異なる領域に分散されています。クラスター、ネットワーク相互接続などの技術によりリアルタイムのデータ同期が実現され、マルチコピーストレージと統合インターフェースアクセスが実現されます。

（4）セキュリティ

クラウド ストレージのセキュリティは、サービス プロバイダーと企業にとって常に最も懸念されるトピックです。さらに、国が公布した「データセキュリティ法」では、データ保存に対するより高い要件が提示されています。クラウド サービス プロバイダーも、ユーザーのクラウド データのセキュリティを確保するために、データ ディスクの暗号化、データ アクセスの暗号化、データのフォールト トレランスなどのさまざまな手段を実装し、さまざまな技術的なアップグレードと改善を機会に応じて実行します。クラウド サービス プロバイダーは幅広いサービスとさまざまなタイプを提供しているため、クラウド ストレージが実際に提供できるセキュリティ レベルは、ユーザーのローカル ハード ドライブや会社のデータ センターが提供するセキュリティ レベルよりもはるかに高くなります。

（５）利便性

クラウド ストレージは、PC、モバイル デバイス、その他のスマート デバイスなどの便利なアクセス方法を消費者や企業に提供します。ネットワークがあれば、ユーザーはこれらの方法を通じてデータにアクセスし、共有することができます。一部のクラウド サービス プロバイダーでは、専用のストレージ デバイスなど、任意のメディアにデータ セット全体を転送することもできるため、データ移行の利便性が大幅に向上します。

クラウドストレージの開発動向

デジタルトランスフォーメーションの展開が加速する中、「両輪駆動」（ビジネスがデータを動かし、データがビジネスを動かす）が特に顕著になっています。企業は顧客体験にますます注目するようになっています。さまざまな方法とチャネルを通じてユーザー エクスペリエンス データを収集し、それをビジネス チームや R&D チームにフィードバックします。ビッグデータ プラットフォームの分析を通じて価値を発見し、研究開発やビジネス上の意思決定に活用することができます。同時に、ビジネス アプリケーションはモバイル化される傾向があり、最も直感的な方法でエンドツーエンドのチャネル接続が可能になります。従来の方法と比較して、より多くの非構造化データが収集され、保存されるようになります。

今ではITからDTの時代、さらにはOTの時代へと突入しています。モノのインターネットは、さまざまな端末にインテリジェントな属性を与え、デジタル変革におけるサービスの向上と品質管理のために大量のデータが収集されるようになります。安全で信頼性が高く、大規模なストレージ ソリューションを見つけることが特に重要になります。

クラウドストレージは、将来のストレージ開発のトレンドとなっています。クラウド ストレージ テクノロジーの発展に伴い、クラウド ストレージが関わるシナリオはますます増えていきます。広い視点から見ると、クラウド ストレージは、セキュリティ、移植性、可用性という 3 つの観点からまだ改善が必要です。

（１）安全保障

データセキュリティ法の施行により、国家レベルでデータセキュリティに関する法律が制定され、データの重要性とセキュリティが新たなレベルに引き上げられました。クラウドサービスプロバイダーは、データセキュリティ法を研究し、クラウドストレージ自体のセキュリティだけでなく、データの使用や収集などの側面にも重点を置き、データのライフサイクル全体にわたってセキュリティ保護を提供する必要があります。

（２）ポータビリティ

モノのインターネットの継続的な発展に伴い、クラウド サービス プロバイダーは徐々に IOT の開発をサポートし始めています。クラウド監視、クラウドオンデマンド、クラウド会議など、より多くの IoT シナリオが満たされています。さまざまなスマート端末の普及に伴い、クラウド ストレージの利便性は、H5 などの Web 関連テクノロジに限定されるのではなく、組み込みやその他のハードウェアに適した側面に向けて発展するはずであり、これにより、モノのインターネットの発展がより適切にサポートされます。同時に、将来のハイブリッド ストレージ モデルのニーズを満たすために、クラウドとオフライン クラウド間の便利なデータ転送を実現する新しい手段の使用を試みることができます。

（３）可用性

企業の実際のアプリケーションに基づくと、クラウド データとオフクラウド データ間のネットワーク伝送の遅延レベルが異なることが容易にわかります。現在、CDNコンテンツ配信システムと組み合わせることで、ネットワークアクセスを高速化し、ユーザーのアクセス効果を向上させる機能を実現できます。ローカルの高速ストレージ キャッシュ メカニズムを利用することで、ホット データを一時的に保存し、データ レベルのレイテンシの問題を解決できます。クラウド ストレージ技術とネットワーク技術の継続的な発展に伴い、メーカーはストレージ方法とネットワークの最適化に引き続き尽力し、データ転送の遅延を最小限に抑え、ユーザーがクラウド内外でデータにシームレスにアクセスできるようにするためのサポートを強化していきます。

結論

デジタル変革を背景に、ビッグデータの時代が静かに到来しました。データストレージは企業にとって最優先事項となっています。データはどこに安全に保存すべきでしょうか?ビッグデータの時代では、データ量が急速に増加しており、データストレージは多くの産業サービスや経済建設にとって重要なITインフラストラクチャとなっています。データのキャリアとしてのクラウド ストレージ アーキテクチャは、ビジネス ニーズやクラウド全体の発展に合わせて常に更新されますが、どのように変化しても本質は変わりません。すべての技術アーキテクチャはビジネス アーキテクチャに役立ちます。ビジネス構造から切り離された人間は、体を支えて前進することができない骨格のない人間のようなものです。テクノロジーの発展に伴い、クラウド ストレージ アーキテクチャはよりオープン ソース、軽量、そして将来を見据えたものになると信じています。繰り返しになりますが、クラウド ストレージはストレージではなく、サービスです。