湖州數據存儲服務方案

1. 雲計算環境下的數據安全存儲技術_雲計算數據安全

【 摘 要 】 作為雲計算在發展過程中的主要問題，數據安全在雲計算使用中的性能還需要大幅提高，同時，還應該有效提高數據運行中的讀寫效率問題。本文在研究已有演算法的基礎上，採用對稱和費對稱的加密演算法來對數據進行加密和解密操作，從而有效實現了一種安全性和讀寫效率都比較高的數據存儲巧族數策略，從而順利實現數據在安全性達到非對稱密鑰加密的前提下，使所用演算法阿德效率更加接近對稱密鑰加密的水平。
【 關鍵詞 】 雲計算；雲存儲；數據安全；加密演算法；安全策略
1 引言
近幾年來，雲計算已經逐漸成為人們熱衷研究和開發的領域，受到了多個領域、多個行業的人們的普遍關注。所以，本文對基於雲計算模型的數據存儲服務模型進行廣泛研究，在充分考慮雲計算模型具有成本低且實現靈活的特點的基礎上，提出了一種面向服務的數據存儲和傳輸方案，該方案通過將對稱加密和費對稱加密算相結合，實現對數據的加密和解密，為雲計算服務在應用中的數據安全問題找到一種行之有效的方法。
2 雲計算相關概念
從其本質上來看，雲計算其實就是一種分布式系統，該系統能夠成分借鑒互聯網將分散的超大規模計算能力實穗此體和各種存儲資源進行有效整合，然後再將該系統所能夠實現的服務反饋給用戶。在這些過程中，採用高安全性的雲存儲是實現雲計算所有服務的基本條件，通過互聯網上的各種存儲設備，可以構成龐大的雲存儲系統，這也是雲計算環境下對數據進行存儲和調用的基礎，這樣，雲存儲就可以通過分布式的系統來實現將分散存儲設備整合為一個高性能整體的目的。
2.1 數據容錯管理
在眾多的性能要求中，可靠性是存儲系統的最根本要求。而對於具有大量節點且系統結構復雜的雲存儲系統來說，系統的可靠性更加重要。在雲存儲結構中，可以充分利用分布式數據的備份功能，並將其作為提高系統可靠性的有效手段和方式，同時，還可以通過增強系統的容錯能力來確保數據的一致性。
2.2 雲存儲運行效率
雲計算過程中，對數據進行存儲和備份會極大地導致系統整體輸入和輸出的延遲，因此，如何提供雲存儲系統的運行效率也是應該考慮的問題。
2.3 數據的安全性
在雲計算理念的應用過程中，數據的安全問題早就成為人們關注的問題，所以，為了能夠從根本上提高數據安全性，徹底解決數據在存儲處理中的安全問題，從根本上提高雲計算的防護能力，然後再根據雲計算系統中可能存在的安全威脅和安全請求，從確定數據的安全策略。
3 雲計算的數據安全存儲分析
雲計算不僅能夠給人們帶來極大便利，還有可能由於數據的集中處理而危及到用戶的數據安全性。在眾多現在已經廣泛應用的雲計算系統中，數據的安全性問題一直為人們所擔憂，這也是雲計算在應用過程中所面臨的巨大挑戰。現在，雲計算的基礎是應用廣泛的分布式網路，在這種體系下，每台網路終端都可以看成是一個節點，所以，如果沒有完善的安全保障，理論上，可以通過任何節點對其他節點進行訪問，給雲計算的數據安全帶來隱患。一般而言，雲計算體系中的數據安全主要涉及數據傳輸、恢復、長期生存等諸多問題。
4 雲計算環境下的數據安全存儲策略
現在，經常使用的數據加密演算法主要為對稱加密演算法和非對稱加密演算法等兩類。統計表明，對稱加密演算法的理論比較成熟，應用較為廣泛，且由於該類演算法的加密和解密的實現比較容易，而被廣泛的應用於大數據量的數據傳輸，在基於對稱加密的演算法中個，數據的接收和發送發可以利用同一個密鑰對數據進行加密和解密。相對於對稱加密演算法，就是非對稱加密演算法，該類算撒可以將傳統的密鑰分為加密鑰和解密鑰，從而實現對數據加密和解密的分開控制，從而在計算復雜度上確保的安全性。
4.1 加密處理
在對數據的加密過程中，可以通過對稱加密算的密鑰生成器器，來隨機生成包含校驗信息的密鑰，然後再將包含給校驗信息的密鑰通過非對稱加密演算法進行加密。這樣，就可以將經過加密演算法處理後的數據信息和對稱加密演算法的密鑰密文，統一打包後發給用戶端。此外，在實現數據加密過孝首程中，可以將數據量巨大的用戶數據通過對稱的加密演算法對其進行加密，不僅如此，還可對數據量較小的對稱加密演算法的有關密鑰通過非對稱演算法進行加密，可以將這兩中的加密鑰和密文數據一起存儲在雲存儲中心，而在用戶終端，只對非對稱加密演算法和解密密鑰進行保存就可以。
4.2 解密處理
在對數據進行解密的過程中，用戶首先應該利用非對稱加密演算法的有關密鑰對對稱演算法的密鑰進行解密，以此來還原密鑰；然後，在根據還原的密鑰通過對稱演算法對數據包進行解密，這樣就可以對全文進行還原。通過對兩種加密演算法的結合使用，能夠充分發揮兩類演算法的優點，最大限度的避免演算法缺陷給數據安全帶來的影響，可以在保證密鑰安全的同時，利用對稱密鑰來對所有數據進行加密，還可以利用非對稱密鑰對數據非常小的校驗信息進行加密。通過這種復合演算法，希望數據安全性在達到非對稱密鑰演算法水平的同時，是演算法的效率接近或達到對稱密鑰演算法的加密水平，徹底解決現代雲計算中所面臨的數據安全性問題。
5 結束語
雲計算已經逐漸成為人們熱衷研究和開發的領域，受到了人們的普遍關注。本文對基於雲計算模型的數據存儲服務模型進行廣泛研究，採用一種面向服務的數據存儲和傳輸方案，該方案通過將對稱加密和費對稱加密算相結合，實現對數據的加密和解密，為雲計算服務在應用中的數據安全問題找到一種行之有效的方法。
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作者簡介：
蘇孝青(1981-)，男，漢族，江蘇常熟人，工程師，碩士學位，主要從事信息網路安全研究。
盛志華，男，漢族，江蘇常熟人，工程師，本科，主要從事信息網路。

2. 數據存儲的模式有哪些

1、數據存儲的模式有不斷加密、倉庫存儲、備份服務-雲端。
2、
3、數據存儲，是數據流在加工過程中產生的臨時文件或加工過程中需要查找的信息。常用的存儲介質為磁碟和磁帶。存儲組織方式因存儲介質而異。在磁帶上數據僅按順序文件方式存取；在磁碟上則可按使用要求採用順序存取或直接存取方式。數據存儲方式與數據文件組織密切相關，其關鍵在於建立記錄的邏輯與物理順序間對應關系，確定存儲地址，以提高數據存取速度。小型網路，因為網路規模較小，數據存儲量小，且也不是很復雜，採用這種存儲方式對伺服器的影響不會很大。並且這種存儲方式也十分經濟，適合擁有小型網路的企業用戶。
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3. 傳統大數據存儲的架構有哪些各有什麼特點

數據時代，移動互聯、社交網路、數據分析、雲服務等應用的迅速普及，對數據中心提出革命性的需求，存儲基礎架構已經成為IT核心之一。政府、軍隊軍工、科研院所、航空航天、大型商業連鎖、醫療、金融、新媒體、廣電等各個領域新興應用層出不窮。數據的價值日益凸顯，數據已經成為不可或缺的資產。作為數據載體和驅動力量，存儲系統成為大數據基礎架構中最為關鍵的核心。

傳統的數據中心無論是在性能、效率，還是在投資收益、安全，已經遠遠不能滿足新興應用的需求，數據中心業務急需新型大數據處理中心來支撐。除了傳統的高可靠、高冗餘、綠色節能之外，新型的大數據中心還需具備虛擬化、模塊化、彈性擴展、自動化等一系列特徵，才能滿足具備大數據特徵的應用需求。這些史無前例的需求，讓存儲系統的架構和功能都發生了前所未有的變化。

基於大數據應用需求，「應用定義存儲」概念被提出。存儲系統作為數據中心最核心的數據基礎，不再僅是傳統分散的、單一的底層設備。除了要具備高性能、高安全、高可靠等特徵之外，還要有虛擬化、並行分布、自動分層、彈性擴展、異構資源整合、全局緩存加速等多方面的特點，才能滿足具備大數據特徵的業務應用需求。

尤其在雲安防概念被熱炒的時代，隨著高清技術的普及，720P、1080P隨處可見，智能和高清的雙向需求、動輒500W、800W甚至上千萬更高解析度的攝像機面市，大數據對存儲設備的容量、讀寫性能、可靠性、擴展性等都提出了更高的要求，需要充分考慮功能集成度、數據安全性、數據穩定性，系統可擴展性、性能及成本各方面因素。

目前市場上的存儲架構如下：

(1)基於嵌入式架構的存儲系統

節點NVR架構主要面向小型高清監控系統，高清前端數量一般在幾十路以內。系統建設中沒有大型的存儲監控中心機房，存儲容量相對較小，用戶體驗度、系統功能集成度要求較高。在市場應用層面，超市、店鋪、小型企業、政法行業中基本管理單元等應用較為廣泛。

(2)基於X86架構的存儲系統

平台SAN架構主要面向中大型高清監控系統，前端路數成百上千甚至上萬。一般多採用IPSAN或FCSAN搭建高清視頻存儲系統。作為監控平台的重要組成部分，前端監控數據通過錄像存儲管理模塊存儲到SAN中。

此種架構接入高清前端路數相對節點NVR有了較高提升，具備快捷便利的可擴展性，技術成熟。對於IPSAN而言，雖然在ISCSI環節數據並發讀寫傳輸速率有所消耗，但其憑借擴展性良好、硬體平台通用、海量數據可充分共享等優點，仍然得到很多客戶的青睞。FCSAN在行業用戶、封閉存儲系統中應用較多，比如縣級或地級市高清監控項目，大數據量的並發讀寫對千兆網路交換提出了較大的挑戰，但應用FCSAN構建相對獨立的存儲子系統，可以有效解決上述問題。

面對視頻監控系統大文件、隨機讀寫的特點，平台SAN架構系統不同存儲單元之間的數據共享冗餘方面還有待羨蠢和提高;從高性能伺服器轉發視頻數據到存儲空間的策略，從系統架構而言也增加了隱患故障點、ISCSI帶寬瓶頸導致無法充分利用硬體數據並發性能、接入前端數據較少。上述問題催生了平台NVR架構解決方案。

該方案在系統架構上省去了存儲伺服器，消除了上文提到的性能瓶頸和單點故障隱患。大幅度提高存儲系統的寫入和檢索速度;同時也徹底消除了傳統文件系統由於供電和網路的不穩定帶來的文件系統損壞等問題。

平台NVR中存儲的數據可同時供多個客戶端隨時查詢，點播，當用戶需要查看多個已保存的視頻監控數據時，可通過授權的視頻監控客戶端直接查詢並點播相應位置的視頻監控數據進行歷史圖像的查看。由於數據管理伺服器具有監控系統所有監控點的錄像文件的索引，因此通過平台CMS授權，視頻監控客戶端可以兄盯查詢並點播整個監控系統上所有監控點的數據，這個過程對用戶而言也是透明的。

(3)基於雲技術的存儲方案

當前，安防行業可謂「雲」山「物」罩。隨著視頻監控檔仿的高清化和網路化，存儲和管理的視頻數據量已有海量之勢，雲存儲技術是突破IP高清監控存儲瓶頸的重要手段。雲存儲作為一種服務，在未來安防監控行業有著可觀的應用前景。

與傳統存儲設備不同，雲存儲不僅是一個硬體，而是一個由網路設備、存儲設備、伺服器、軟體、接入網路、用戶訪問介面以及客戶端程序等多個部分構成的復雜系統。該系統以存儲設備為核心，通過應用層軟體對外提供數據存儲和業務服務。

一般分為存儲層、基礎管理層、應用介面層以及訪問層。存儲層是雲存儲系統的基礎，由存儲設備(滿足FC協議、iSCSI協議、NAS協議等)構成。基礎管理層是雲存儲系統的核心，其擔負著存儲設備間協同工作，數據加密，分發以及容災備份等工作。應用介面層是系統中根據用戶需求來開發的部分，根據不同的業務類型，可以開發出不同的應用服務介面。訪問層指授權用戶通過應用介面來登錄、享受雲服務。其主要優勢在於：硬體冗餘、節能環保、系統升級不會影響存儲服務、海量並行擴容、強大的負載均衡功能、統一管理、統一向外提供服務，管理效率高，雲存儲系統從系統架構、文件結構、高速緩存等方面入手，針對監控應用進行了優化設計。數據傳輸可採用流方式，底層採用突破傳統文件系統限制的流媒體數據結構，大幅提高了系統性能。

高清監控存儲是一種大碼流多並發寫為主的存儲應用，對性能、並發性和穩定性等方面有很高的要求。該存儲解決方案採用獨特的大緩存順序化演算法，把多路隨機並發訪問變為順序訪問，解決了硬碟磁頭因頻繁尋道而導致的性能迅速下降和硬碟壽命縮短的問題。

針對系統中會產生PB級海量監控數據，存儲設備的數量達數十台上百台，因此管理方式的科學高效顯得十分重要。雲存儲可提供基於集群管理技術的多設備集中管理工具，具有設備集中監控、集群管理、系統軟硬體運行狀態的監控、主動報警，圖像化系統檢測等功能。在海量視頻存儲檢索應用中，檢索性能尤為重要。傳統文件系統中，文件檢索採用的是「目錄-》子目錄-》文件-》定位」的檢索步驟，在海量數據的高清視頻監控，目錄和文件數量十分可觀，這種檢索模式的效率就會大打折扣。採用序號文件定位可以有效解決該問題。

雲存儲可以提供非常高的的系統冗餘和安全性。當在線存儲系統出現故障後，熱備機可以立即接替服務，當故障恢復時，服務和數據回遷;若故障機數據需要調用，可以將故障機的磁碟插入到冷備機中，實現所有數據的立即可用。

對於高清監控系統，隨著監控前端的增加和存儲時間的延長，擴展能力十分重要。市場中已有友商可提供單純針對容量的擴展櫃擴展模式和性能容量同步線性擴展的堆疊擴展模式。

雲存儲系統除上述優點之外，在平台對接整合、業務流程梳理、視頻數據智能分析深度挖掘及成本方面都將面臨挑戰。承建大型系統、構建雲存儲的商業模式也亟待創新。受限於寬頻網路、web2.0技術、應用存儲技術、文件系統、P2P、數據壓縮、CDN技術、虛擬化技術等的發展，未來雲存儲還有很長的路要走。

4. 想要搭建一個家用NAS存儲伺服器，有什麼好方案

存儲空間不用說了，這是必須的。

1.跨平台文件共享，還有移動終端的訪問，比如：windows，mac，安卓和ios。這是為了方便文件讀取和分享，如果不支持跨平台的話畢竟有點不方便。

2.遠程訪問，相當於個人的雲存儲主機，在外面通過3g或者網路可以訪問到家裡的nas，進行文件的上傳，下載，以及管理。基本上滿足這幾個要求，就可以被稱為最基本的家用nas了。想達到要求也很簡單，家裡的網路支持，一台路由器，一台電腦。需要的軟體：freenas（網上都有下，免費的nas系統）這樣組建nas功能很少，而且功耗大。後期維護成本高。如果要長期使用的話，成本不亞於買一台成品nas。首先從維護難度來講NAS其實也是一台繼承CPU的linux的電腦這句話沒錯，但是NAS的linux操作系統是嵌入在DOM盤里，所以無論從穩定性和防病毒性來侍蘆首說都是絕佳的，還有NAS採用的Linux系統是瘦系統，也就是說它剔除了用不到的功能來保證系統穩定性。如果作為數據存儲的話，不需要定期升級與維護，簡單設定後就可以使用，而且NAS也自帶RAID功能，可以保證數據安全，而且數據備份功能做得非常完善，無論是近端備份（PC機備份至NAS）還是遠端備份（備份至遠端伺服器或NAS），都可以通過非常簡單的設定就可以完成，非常老數易於維護，即使不太懂計算機也可以完成維護。數據安全非常重要，訪問許可權控制之類的NAS也做得非常好。成品NAS基本上是免維護的。而且現在威聯通的nas功能很強大，例如，通過QNAPHDStation，可以讓威聯通nas成為令人驚喜的多媒體播放器。安裝免費嘩做的HDStation，並通過HDMI將NAS連接至大屏幕電視，就可以輕松擁有絕佳視覺體驗，享受眾多影片、音樂和照片，通過大屏幕上網，利用手機或平板電腦