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  • 存储技术

    千次阅读 2012-09-25 10:51:31
    即磁存储技术,光存储技术,电存储技 术以及未来的生物存储技术。  磁存储技术:硬盘,软盘,磁带等。  光存储技术:CD光盘,DVD光盘等。  电存储技术:闪存等。  生物存储技术:科学研究阶段 三...

    一、导言

     我们这批人,大凡刚入大学,都会对计算机硬件有些兴趣。然多年之后,却往往
    发现知识层面仍停留在学校中。信息管理专业这个中间产品,实际就是四不象。
     硬件不比电子类专业,
     理论不及数学类专业,
     底层知识面也远差于计算机专业。
     
     毕业后,改行的改行,考研的考研,出国的出国,剩下的究竟还有几人,与国外
    比就不必说,光光同类专业上,就输在了起点,可悲可叹。
     本文便是想重现99年,初入大学之路,所不同的是有所深度。小议计算机系列之
    一便是计算机存储。

    二、计算机存储分类

     个人十分偏向于按其存储原理进行分类。即磁存储技术,光存储技术,电存储技
    术以及未来的生物存储技术。

     磁存储技术:硬盘,软盘,磁带等。
     光存储技术:CD光盘,DVD光盘等。
     电存储技术:闪存等。
     生物存储技术:科学研究阶段

    三、磁存储技术(整理于互联网)

     磁存储技术的工作原理是通过改变磁粒子的极性来在磁性介质上记录数据。利用每
    个存储点上的磁场方向代表二进制的0或1,要读取这些数据,需要电极扫过这个磁场。
    在磁场作用下,磁性金属内部电子自旋方向发生改变而导致电阻改变,从而改变电流
    的强度,被称为“磁阻”效应。
     有兴趣的可以参看诺贝尔物理学奖有关的“巨磁电阻”。
     
     在读取数据时,磁头将存储介质上的磁粒子极性转换成相应的电脉冲信号,并转换
    成计算机可以识别的数据形式。写操作的原理也是如此。

     要使用硬盘等介质上的数据文件,通常需要依靠操作系统所提供的文件系统功能,
    文件系统维护着存储介质上所有文件的索引。因为效率等诸多方面的考虑,在我们利
    用操作系统提供的指令删除数据文件的时候,磁介质上的磁粒子极性并不会被清除。
    操作系统只是对文件系统的索引部分进行了修改,将删除文件的相应段落作了删除
    标记。同样的,目前主流操作系统对存储介质进行格式化操作时,也不会抹除介质上的
    实际数据信号。

     我们所接触的数据恢复正是利用了操作系统的这种设定。值得注意的是,这种恢
    复通常只能在数据文件删除之后相应存储位置没有写入新数据的情况下进行。一旦
    新的数据写入,磁粒子极性将无可挽回的被改变从而使得旧有的数据真正意义上被
    清除。


    四、光存储技术(整理于互联网)

     光存储介质,采用的存储方式都与软盘硬盘相近,也是以二进制数据的形式来存储
    信息。光存储工作原理是改变存储单元的某种性质(如是否反射,反射率、反射光极化
    方向等),利用这种性质的改变来存储二进制数据。在读取数据时,光检测器检测出反
    射,光强或极化方向等的变化,从而读出存储在光盘上的数据。由于激光光束可以聚
    焦到很小的直径,因此有较高的存储容量。如果要在这些光盘上面储存数据,需要借
    助激光把电脑转换后的二进制数据用数据模式刻在扁平、具有反射能力的盘片上。为
    了识别数据,光盘上可以定义激光刻出的小坑(或小点)就代表二进制的“1”,而空白处
    则代表二进制的“0”。

     我们常见的光存储介质主要有CD和DVD光盘。光盘外面都有保护膜,一般看不出来。
    但能看出来有信息和没有信息的部分。 
     
     DVD盘的记录点比CD更小,且螺旋储存点的距离也更小。DVD存放数据信息非常紧
    密,最小记录点长度仅为0.4μm。
     DVD盘每个记录点间的距离大约是CD-ROM的50%,轨距只有0.74μm。
     CD光驱、DVD光驱等一系列光存储设备,主要的部分就是激光发生器和光监测器。
    光驱上的激光发生器实际上就是一个激光二极管,可以产生对应波长的激光光束,然
    后经过一系列的处理后射到光盘上,然后经由光监测器捕捉反射回来的信号从而识别
    实际的数据。

     举例,如果光盘不反射激光则代表那里有一个小点,那么电脑就知道它代表一个“1”。
    如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个“0”。然后电脑就可以将这些二
    进制代码转换成为原来的程序。

     当光盘在光驱中做高速转动,激光头在电机的控制下前后移动,数据就这样不断的
    读取出来了,同理刻录也是这个原理,刻录的光比较强,可以在盘片上留下不同的烙
    印。


    五、电存储技术

     电存储技术主要包括半导体存储器SCM(Semiconductor Memory)和铁电存储器
    (FRAM ferroelectric RAM)。
     我们常见的BIOS的ROM,内存,数码存储卡等皆属于这个范畴。存储单元可使用
    二极管,三极管等等电子元件,其原理就与电子电路紧密相关了。由于这方面知识空
    白,也不属于专业方面,不在具体说明。
     有兴趣可参看现代电子技术。
     

    六、最后

     本文介绍了目前所用的几种存储技术,下文主要介绍本系列的主角——磁存储的代表
    ——硬盘。 

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  • 几种存储技术的比较(FC SAN、IP SAN、DAS、NAS)

    万次阅读 多人点赞 2017-09-27 11:30:02
    几种存储技术的比较(FCSAN、IPSAN、DAS、NAS) SAN的概念 SAN(StorageAreaNetwork)存储区域网络,是一种高速的、专门用于存储操作的网络,通常独立于计算机局域网(LAN)。SAN将主机和存储设备连接在一起,...

    几种存储技术的比较(FC SAN、IP SAN、DAS、NAS)

     

    SAN 的概念

            SAN(Storage Area Network)存储区域网络,是一种高速的、专门用于存储操作的网络,通常独立于计算机局域网(LAN)。SAN将主机和存储设备连接在一起,能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设备提供专用的通信通道。SAN将存储设备从服务器中独立出来,实现了服务器层次上的存储资源共享。SAN将通道技术和网络技术引入存储环境中,提供了一种新型的网络存储解决方案,能够同时满足吞吐率、可用性、可靠性、可扩展性和可管理性等方面的要求。

    1 FC-SAN

            通常SAN由磁盘阵列(RAID)连接光纤通道(Fibre Channel)组成(为了区别于IP SAN,通常SAN也称为FC-SAN)。SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP,数据处理是“块级”(block level)。SAN也可以定义为是以数据存储为中心,它采用可伸缩的网络拓扑结构,通过具有高传输速率的光通道的直接连接方式,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。SAN最终将实现在多种操作系统下,最大限度的数据共享和数据优化管理,以及系统的无缝扩充。

    1.1. FC-SAN的组成

            在FC-SAN中,有一些专用的硬件和软件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交换机、存储系统等,软件主要是FC控制卡针对各种操作系统的驱动程序和存储管理软件。

    l FC卡:主要用于主机与FC设备之间的连接。 

    l FC HUB:内部运行仲裁环拓扑,连接到HUB的节点共享100MB/S带宽(或更高)。 

    l FC交换机:内部运行Fabric拓扑,每端口独占100MB/S带宽(或更高)。 

    l FC存储设备:采用FC连接方式,光纤接口可以有一到多个。FC存储设备通常采用光纤的硬盘,也有Fibre to SCSI(Fibre to ATA)的解决方案,使用SCSI(或ATA)的硬盘,在整个配置上较便宜。 

    l  存储网络管理软件:存储管理软件主要的功能是自动发现网络拓扑及映射,当在存储网络中增加或减少时自动发现及组态。 

    l 高性能的光纤通道交换机和光纤通道网络协议是FC-SAN的关键。把以光纤通道交换机为骨干的网络拓扑结构称为“SAN Fabric”。而光纤通道协议是FC-SAN的另一个本质特征。FC-SAN正是利用光纤通道协议上加载SCSI协议来达到可靠的块级数据传输。 

    1.2. FC-SAN的应用场合

            由于FC-SAN是为在服务器和存储设备之间传输大块数据而进行优化的,因此对于以下应用来说是理想的选择: 

    l 关键任务数据库应用,其中可预计的响应时间、可用性和可扩展性是基本要素。 

    l 集中的存储备份,其中性能、数据一致性和可靠性可以确保企业关键数据的安全。 

    l 高可用性和故障切换环境可以确保更低的成本、更高的应用水平。 

    l 可扩展的存储虚拟化,可使存储与直接主机连接相分离,并确保动态存储分区。 

    l 改进的灾难容错特性,在主机服务器及其连接设备之间提供光纤通道高性能和扩展的距离。 

    1.3. FC-SAN的主要好处:

            面对迅速增长的数据存储需求,企业和服务提供商渐渐开始选择FC-SAN作为网络基础设施,因为SAN具有出色的可扩展性。事实上,SAN比传统的存储架构具有更多显著的优势。例如,传统的服务器连接存储通常难于更新或集中管理。每台服务器必须关闭才能增加和配置新的存储。相比较而言,FC-SAN不必宕机和中断与服务器的连接即可增加存储。FC-SAN还可以集中管理数据,从而降低了总体拥有成本。

            利用光纤通道技术,FC-SAN可以有效地传输数据块。通过支持在存储和服务器之间传输海量数据块,SAN提供了数据备份的有效方式。因此,传统上用于数据备份的网络带宽可以节约下来用于其他应用。

            开放的、业界标准的光纤通道技术还使得FC-SAN非常灵活。FC-SAN克服了传统上与SCSI相连的线缆限制,极大地拓展了服务器和存储之间的距离,从而增加了更多连接的可能性。改进的扩展性还简化了服务器的部署和升级,保护了原有硬件设备的投资。

    此外,FC-SAN可以更好地控制存储网络环境,适合那些基于交易的系统在性能和可用性方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纤通道协议来满足这种需要。

    FC-SAN的另一个长处是传送数据块到企业级数据密集型应用的能力。在数据传送过程中,FC-SAN在通信结点(尤其是服务器)上的处理费用开销更少,因为数据在传送时被分成更小的数据块。因此,光纤通道FC-SAN在传送大数据块时非常有效,这使得光纤通道协议非常适用于存储密集型环境。

    2  IP-SAN

    简单来讲,IP-SAN(IP存储)的通信通道是使用IP通道,而不是光纤通道,把服务器与存储设备连接起来的技术,除了标准已获通过的iSCSI,还有FCIP、iFCP等正在制定的标准。而iSCSI发展最快,已经成了IP存储一个有力的代表。 

    像光纤通道一样,IP存储是可交换的,但是与光纤通道不一样的是,IP网络是成熟的,不存在互操作性问题,而光纤通道SAN最令人头痛的就是这个问题。IP已经被IT业界广泛认可,有非常多的网络管理软件和服务产品可供使用。 

    IP存储的标准:

    IP存储除了标准已获通过的iSCSI,还有iFCP、FCIP等正在制定的标准。

    IP存储的优势:

    l 利用无所不在的IP网络,一定程度上保护了现有投资。 

    l IP存储超越了地理距离的限制。IP能延伸到多远,存储就能延伸到多远,这几乎是一个划时代的革命,十分适合于对现存关键数据的远程备份。 

    l IP网络技术成熟。IP存储减少了配置、维护、管理的复杂度。 

     

    2.1. iSCSI标准

     1)iSCSI的概念

    iSCSI(互联网小型计算机系统接口)是一种在internet协议网络上,特别是以太网上进行数据块传输的标准。简单地说,iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择,实现了SCSI和TCP/IP协议的连接。

    iSCSI是基于IP协议的技术标准,该技术允许用户通过TCP/IP网络来构建存储区域网(SAN)。而在iSCSI技术出现之前,构建存储区域网的唯一技术是利用光纤通道,但是其架构需要高昂的建设成本,远非一般企业所能够承受。iSCSI技术的出现对于以局域网为网络环境的用户来说,它只需要不多的投资,就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。相对于以往的网络接入存储,iSCSI的出现解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题,其优越的性能使其自发布之日始便受到市场的关注与青睐。

     2)iSCSI的技术优势:

    l iSCSI的基础是传统的以太网和internet,同时能大大减少总体拥有成本。 

    l IP网络的带宽发展相当迅速,1Gbps以太网早已大量占据市场,10Gbps以太网也已整装待发。 

    l 在技术实施方面,iSCSI以稳健、有效的IP及以太网架构为骨干,使忍受性大大增加。 

    l 简单的管理和布署,不需要投入培训,就可以轻松拥有专业的iSCSI人才。 

    l iSCSI是基于IP协议的技术标准,它实现了SCSI和TCP/IP协议的连接,只需要不多的投资,就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输及管理。 

    l 完全解决数据远程复制及灾难恢复的难题。安全性方面,iSCSI已内建支持IPSEC的机制,并且在芯片层面执行有关指令,确保安全性。 

    2.2. FCIP标准 

            FCIP是Fiber Channel over IP的标准协议。在同一个SAN范围内,TCP/IP数据包再封装FC命令和数据,从而在IP网络上传输FC命令和数据。

    FCIP是一种基于互联网协议(IP)的存储联网技术,它利用IP网络通过数据通道在SAN设备之间实现光纤通道协议的数据传输,把真正的全球数据镜像与光纤通道SAN的灵活性、IP网络的低成本相结合,降低远程操作的成本,从而把成本节省和数据保护都提升到了一个新的高度。

    FCIP被提议为通过现有的IP网络连接光纤通道SAN“孤岛”的一种标准方法。FCIP还可用来克服光纤通道目前存在的距离限制因素,能够跨越大于光纤通道支持的距离连接SAN孤岛。FCIP具有实现纠错和检测的优点:即如果IP网络错误率高的话,它就重试。

    FCIP解决方案为用户有效管理业务连续系统提供了各种更为灵活的方式,能够进行实时的数据远程复制,可以在光纤通道控制器的基础上为用户提供具有容灾能力、无单点故障的SAN解决方案,使用户能够在现有的IT基础设施上运用IP联网技术,把区域性SAN作为更广阔的全国甚至全球性基础设施中的一个数据恢复站点。

    由于FCIP数据恢复应用能够运行在现有的网络基础架构之上,因此,用户在规划业务连续性时,不需要为光纤通道中的数据量分配专用光缆。现在,通过利用FCIP解决方案,企业用户可以把SAN的范围扩展到数据中心之外,利用各种低成本、性能优异的远程存储应用,优化其基础架构的投资。

    就像iSCSI协议将SCSI指令压缩为IP包一样,FCIP协议将光纤通道指令压缩为IP包,FCIP 协议允许独立的SAN环境通过IP网络互联在一起。每个SAN采用标准FC寻址,在FCIP的端点之间建立IP隧道(或网关),一旦隧道建立,扩展的FC设备将被视为标准的FC设备,并予以FC寻址。

    2.3. iFCP标准

    iFCP(Internet Fibre Channel Protocol)是基于TCP/IP网络运行光纤信道通信的标准,iFCP具备网关功能,它能将光纤信道RAID阵列、交换机以及服务器连接到IP存储网,而不需要额外的基础架构投资。

    iFCP的工作原理是:将FC数据以IP包形式封装,并将IP地址映射到分离FC设备。由于在IP网中每类FC设备都有其独特标识,因而能够与位于IP网其它节点的设备单独进行存储数据收发。FC信号在iFCP网关处终止,信号转换后存储通信在IP网中进行,这样iFCP就打破了传统FC网的距离(约为10公里)限制。

    2.4. iSCSI、FCIP、iFCP标准的比较

    iSCSI:用于在基于IP的存储设备之间建立连接及管理连接,在现有的IP网络上封装SCSI数据进行传输。

    FCIP:用于连接地理上分散的FC SAN。仅仅适用于需要互连时使用IP的两个或多个FC交换的应用。

    iFCP:使用IP基础设施来实现FC设备间或FC SAN间的互连。该协议致力于所有的FC交换架构而不仅限于解决距离上的问题。

    3 NAS

    NAS(Network Attached Storage)网络附加存储。在NAS存储结构中,存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机,而直接通过网络接口与网络直接相连,由用户通过网络访问。

    NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备,其作用类似于一个专用的文件服务器。这种专用存储服务器去掉了通用服务器原有的不适用的大多数计算功能,而仅仅提供文件系统功能。与传统以服务器为中心的存储系统相比,数据不再通过服务器内存转发,直接在客户机和存储设备间传送,服务器仅起控制管理的作用。

     

    3.1. NAS的主要特点:

    l NAS使用了传统以太网协议,当进行文件共享时,则利用了NFS和CIFS以沟通NT和Unix系统。由于NFS和CIFS都是基于操作系统的文件共享协议,所以NAS的性能特点是进行小文件级的共享存取。 

    l NAS设备是直接连接到以太网的存储器,并以标准网络文件系统如NFS、SMB/CIFS over TCP/IP接口向客户端提供文件服务。NAS设备向客户端提供文件级的服务。但内部依然是以数据块的层面与它的存储设备通讯。文件系统是在这个NAS 存储器里。 

    3.2. NAS的主要长处:

    l NAS适用于那些需要通过网络将文件数据传送到多台客户机上的用户。NAS设备在数据必须长距离传送的环境中可以很好地发挥作用。  

    l NAS设备非常易于部署。可以使NAS主机、客户机和其他设备广泛分布在整个企业的网络环境中。NAS可以提供可靠的文件级数据整合,因为文件锁定是由设备自身来处理的。  

    l NAS应用于高效的文件共享任务中,例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS,其中基于网络的文件级锁定提供了高级并发访问保护的功能。 

    4 DAS

            DAS(Direct Attached Storage)直接附加存储,直接附加存储是指将存储设备通过总线(SCSI、PCI、IDE等)接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本低,配置简单,因此对于小型企业很有吸引力。

     

    4.1. DAS存在问题:

    l 服务器本身容易成为系统瓶颈; 

    l 服务器发生故障,数据不可访问; 

    l 对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。同时多台服务器使用DAS时,存储空间不能在服务器之间动态分配,可能造成相当的资源浪费; 

    l 数据备份操作复杂。 

    5 FC-SAN,IP-SAN,NAS,DAS区别:

     

    DAS 

    NAS

    FC-SAN

      IP-SAN

    成本

     较低

     高

    较高

    数据传输速度

    极快

     较快

    扩展性

    无扩展性

    较低

    易于扩展

    最易扩展

    服务器访问存储方式

    直接访问存储数据块

    以文件方式访问 

    直接访问存储数据块

    直接访问存储数据块

    服务器系统性能开销 

     较低

    较高

     安全性

    是否集中管理存储

    备份效率

    较低

    较高

    网络传输协议

     无

     TCP/IP 

     Fibre Channel 

    TCP/IP

     

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  • 网络存储技术

    千次阅读 2019-04-02 14:19:00
    网络存储技术(Network Storage Technologies)是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种: 直连式存储(DAS:Direct Attached Storage):一种直接与主机系统相连接的存储设备,如作为服务器的...

    网络存储技术(Network Storage Technologies)是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种:

    直连式存储(DAS:Direct Attached Storage):一种直接与主机系统相连接的存储设备,如作为服务器的计算机内部硬件驱动。到目前为止,DAS 仍是计算机系统中最常用的数据存储方法。在这种方式中,存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接到服务器的。I/O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。DAS,也可称为SAS(Server-Attached Storage,服务器附加存储)。它依赖于服务器,其本身是硬件的堆叠,不带有任何存储操作系统。

    网络存储设备(NAS:Network Attached Storage):NAS 是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。由于这些设备都分配有 IP 地址,所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问,甚至在某些情况下,不需要任何中间介质客户机也可以直接访问这些设备。

    存储网络(SAN:Storage Area Network):SAN 是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用作 SAN 的接入点。在有些配置中,SAN 也与网络相连。SAN 中将特殊交换机当作连接设备。它们看起来很像常规的以太网络交换机,是 SAN 中的连通点。SAN 使得在各自网络上实现相互通信成为可能,同时并带来了很多有利条件。适用于对数据安全性要求很高的企业或对数据存储性能要求高的企业。

    转载于:https://www.cnblogs.com/AmyHu/p/10642311.html

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  • 存储技术总结

    千次阅读 2019-12-01 20:53:18
    存储技术总结存储概述存储组网形态DASNASSAN云存储的概念与技术原理对象存储技术 存储概述 存储组网形态 存储历史 存储技术是计算机的核心技术之一,计算机的存储技术的总体趋势是存储容量和I/O速度不断增加。 第...

    存储概述

    存储组网形态

    1. 存储历史
      存储技术是计算机的核心技术之一,计算机的存储技术的总体趋势是存储容量和I/O速度不断增加。
      第一台磁盘存储器
      世界上第一台硬盘存储器IBM 350 RAMAC诞生,当时它的总容量置邮5MB,但总共使用了50个直径位24英寸的磁盘。
      RAID技术出现
      1987年,加州柏克大学的人员发表了《磁盘阵列控制器研究》论文,正式提到了RAID,即磁盘阵列控制器,提出廉价的5.25英寸及3.5英寸的硬盘也能如大机器上的8英寸盘般提供大容量 、高性能和数据的一致性,并详述了RAID1~5的技术。
      SAN技术出现
      1994年,ANSI标准组织通过了第一个版本的光纤通道SAN,并迅速在数据苛刻型企业中获得广泛应用,而由此我们也正式迈入了网络存储的时代。
    2. 存储的分类
      存储分类
      组网形式

    DAS

    DAS是指将存储设备通过SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统专用接口)接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。顾名思义,这是为了小型计算机设计的扩充接口。DAS将存储设备直接连接到服务器,是最传统的、最常见的连接方式,容易理解、规划和实施。但是DAS没有独立操作系统,也不能提供跨平台的文件共享,各平台下的数据需分别存储,且各DAS系统之间没有连接,数据只能分散管理。

    NAS

    NAS是将存储设备连接到现有网络上,提供数据和文件服务,应用服务器直接把File I/O请求通过LAN传给远端NAS中的文件系统,NAS中的文件系统发起Block I/O到与NAS直连的磁盘。NAS主要面向搞笑的文件共享任务,适用于那些需要网络进行大容量文件数据传输的场合。NAS本身装有独立的操作系统,通过网络协议可以实现完全跨平台共享,但NAS系统的前期投入相对较高。

    SAN

    SAN通过光纤通道连接到一群计算机上。在该网络中提供了多主机连接,但并非标准的网络拓扑。它是一个用在服务器和存储资源之间的、专用的、高性能的网络体系,为实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。SAN是一种高可用性、高性能的专用存储网络,用于安全的连接服务器和存储设备并具备灵活性和可扩展性;SAN对于数据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势;SAN是一种非常安全的快速传输、存储、保护、共享和恢复数据的方法。

    RAID

    磁盘阵列是有很多价格较为便宜的磁盘组合而成的一个容量巨大的磁盘组,可利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术,可将数据切割成许多区段,分别存放在各个磁盘上。

    1. RAID 0
      RAID 0是没有容错设计的条带磁盘阵列,以条带形式将RAID阵列的数据均匀分布在各个阵列中。RAID0没有磁盘冗余,一个磁盘失败导致数据丢失。
      总容量 = 磁盘数量 * 磁盘容量
    2. RAID 1
      RAID 1以镜像作为冗余手段,模拟磁盘中的数据有多个副本,放在成员磁盘上,具有100%的数据冗余,但磁盘空间利用率置邮50%。
      总容量 = (磁盘数量 / 2) * 磁盘容量
    3. RAID 3
      RAID 3以XOR校验为冗余方式,只有一个磁盘损坏的情况下,RAID 3能通过校验数据恢复损坏磁盘,但在两个以上磁盘同时损坏的情况下,RAID 3不能发挥数据校验功能。
      总容量 = (磁盘数量 - 1)* 磁盘容量
    4. RAID 5
      RAID 5以XOR检验为冗余方式,校验数据均匀分布在各个数据磁盘上,对各个数据磁盘的访问为异步操作。相对于RAID 3,RAID 5改善了校验盘的瓶颈。
      总容量 = (磁盘数量 - 1) * 磁盘容量
    5. RAID 6
      RAID 6能够允许两个磁盘同时失效的RAID级别系统。、
      总容量 = (磁盘数量 - 2) * 磁盘容量
    6. RAID 10
      RAID 10(镜像阵列条带化)是将镜像和条带组合起来的组合RAID级别,最低一级是RAID镜像对,第二级别为RAID 0。
      总容量 = (磁盘数量 / 2) * 磁盘容量
    7. RAID 50
      RAID 50是将镜像和条带组合起来的组合RAID级别,最低一级是RAID镜像对,第二级别为RAID 0。
      总容量 = (磁盘数量 - 1) * 磁盘容量

    磁盘热备

    热备份是指在建立RAID磁盘阵列系统的时候,将其中一个磁盘指定为热备磁盘,此热备磁盘在平常并不操作,当阵列中某一磁盘发生故障时,热备磁盘便取代故障磁盘,并自动将故障磁盘的数据重构在热备磁盘上。

    快照

    快照是某一个时间点上的逻辑卷的映像,逻辑上相当于整个快照源卷(base volume)的副本。可将快照卷分配给任何一台主机。快照卷可读取、写入或复制,需要相当于快照源卷的20%的额外空间,主要用途是利用少量存储空间保存原始数据的备份,文件、逻辑卷恢复及备份、测试、数据分析等。

    ·

    云存储的概念与技术原理

    关于云存储的定义,目前没有标准。百度百科给出的定义是:云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过虚拟化、集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协调工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

    分布式块存储

    块存储将存储区域划分成固定大小的小块,是传统裸存储设备的存储空间对外暴露方式。块存储系统将大量磁盘设备通过 SCSI/SAS 或 FC SAN 与存储服务器连接,服务器直接通过 SCSI/SAS 或 FC 协议控制和访问数据。块存储方式不存在数据打包/解包过程,可提供更高的性能。

    分布式文件存储

    文件存储以标准文件系统接口形式向应用系统提供海量非结构化数据存储空间。分布式文件系统把分布在局域网内各个计算机上的共享文件夹集合成一个虚拟共享文件夹,将整个分布式文件资源以统一的视图呈现给用户。

    分布式对象存储

    对象存储为海量非结构化数据提供通过键值对查找数据文件的存储模式,提供了基于对象的访问接口,有效地合并了NAS和SAN的存储结构优势,通过高层次的抽象,具有NAS的跨平台共享数据和基于策略的安全访问优点,支持直接访问,具有SAN的高性能和交换网络结构的可伸缩性。

    ·

    对象存储技术

    对象存储体系结构提供了一个带有NAS系统的传统的文件共享和管理特征的单系统映像(single system image)文件系统,并改进了SAN的资源整合和可扩展的性能。

    对象存储系统的组成

    对象

    包含了文件数据以及相关的属性信息,可以进行自我管理。

    1. 根对象
      最高层次的对象,每个设备上只有一个,指的就是OSD本身。
    2. 分区对象
      根对象之下的对象,每个设备上可以有多个,包含具有相同的安全性和空间管理特性的所有对象。
    3. 集合对象
      分区对象之下的对象,每个设备上可以有多个,包含一组具有相同属性的用户对象。
    4. 用户对象
      集合对象之下的对象,每个设备上可以有多个,由客户端或者应用通过SCSI命令创建的对象。

    OSD 智能存储设备

    每个OSD都是一个智能设备,具有自己的存储介质、处理器、内存以及网络系统等,负责管理本地的对象,是对象存储系统的核心。
    OSD提供3个主要功能:

    1. 数据存储
      OSD管理对象数据,并将它们放置在标准的磁盘系统上,OSD不提供块接口访问方式,客户端请求数据时用对象ID、偏移进行数据读写。
    2. 智能分布
      OSD用其自身的CPU和内存优化数据分布,并支持数据的预存。由于OSD可以智能地支持对象的预取,从而可以优化磁盘的性能。
    3. 每个对象元数据的管理
      OSD管理存储在其上对象的元数据,该元数据与传统的inode元数据相似,通常包括对象的数据块和对象的长度。

    文件系统

    文件系统对用户的文件操作进行解释,并在元数据服务器和OSD间通信,完成所请求的操作。

    MDS 元数据服务器

    MDS控制客户端与OSD对象的交互,主要提供3个功能:

    1. 对象存储访问
      MDS构造、管理描述每个文件分布的视图,允许客户端直接访问对象。MDS为客户端提供访问该文件所含对象的能力。
    2. 文件和目录访问管理
      MDS在存储系统上构建一个文件结构,包括限额控制、目录和文件的创建和删除、访问控制等。
    3. 客户端Cache一致性
      为了提高Client性能,在对象存储系统设计时通常支持客户端的Cache。由于引入客户端方的Cache,带来了Cache一致性的问题,MDS支持基于客户端的文件Cache,当Cache的文件发生改变时,将通知客户端刷新Cache,从而防止Cache不一致引发的问题。
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空空如也

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