第一章計算機存儲原理介紹

計算機存儲原理與數(shù)據(jù)恢復技術信息與網絡安全教研室

信息技術系教材：網絡存儲與災難恢復技術(劉洪發(fā)等編）參考書：數(shù)據(jù)恢復技術（戴士劍編）課時：總學時56，其中講授40課時，實驗12課時，復習4課時。主要內容第一章概述第二章硬盤的基礎知識第三章Windows文件系統(tǒng)第四章SCSI技術第五章RAID技術第六章NAS存儲技術第七章基于光纖通道的存儲區(qū)域網絡第八章網絡存儲管理第九章數(shù)據(jù)備份技術第十章網絡存儲系統(tǒng)的安全性第十一章數(shù)據(jù)恢復技術硬盤的結構、邏輯結構、接口介紹、發(fā)展史、技術指標以及硬盤的數(shù)據(jù)組織方式。FAT32：如何查找文件、如何計算FAT長度以及MBR、DBR、FAT、FDT、DATA之間的關系。NTFS：卷的概念、基本分區(qū)以及動態(tài)分區(qū)、NTFS的特性分析以及NTFS文件系統(tǒng)的結構分析。存儲技術的重要性以及存儲介質的介紹和存儲體系結構的演變。小型機系統(tǒng)接口。特點：設備無關性、多設備并行、高帶寬以及低開銷等。廉價冗余磁盤陣列。RAID0-RAID7。結構組成；NAS中的文件共享協(xié)議；可靠性設計等。SAN環(huán)境的組成；光纖通道協(xié)議體系；了解基于光纖通道的高可用容災存儲系統(tǒng)設計；熟悉NAS與SAN中存儲管理的相關技術；簡要了解網絡數(shù)據(jù)管理協(xié)議（NDMP）數(shù)據(jù)備份的作用與意義、架構方式、備份策略、備份軟件以及常用數(shù)據(jù)庫備份技術等

基本概念、經典安全策略以及動態(tài)安全策略框架等。數(shù)據(jù)恢復技術的作用及原理、分區(qū)表、0磁道恢復、壞道修復；DBR、FAT表的恢復；一般磁盤文件的恢復處理；密碼遺失的處理以及數(shù)據(jù)安全性技術等。同時進行實驗了解常用相關工具軟件的使用。重點1.1數(shù)據(jù)存儲的重要性互聯(lián)網的快速發(fā)展，為信息資源的共享和傳輸提供了有利條件。同時使得數(shù)字化信息發(fā)生爆炸式增長，引發(fā)了存儲技術的發(fā)展。數(shù)據(jù)就緒時間的延展，要求Internet使網絡數(shù)據(jù)必須保證每天24小時、每周7天、每年365天處于就緒狀態(tài)。數(shù)據(jù)存儲的結構發(fā)生變化。在Internet和全球化電子商務的時代，數(shù)據(jù)應該是面向全世界的，數(shù)據(jù)的存取只應該受到安全機制的管理，而不應受到地域空間的約束。第一章概述目前國內在網絡系統(tǒng)的規(guī)劃和設計中對數(shù)據(jù)存儲與備份的重視程度不夠，使得設計出的計算機系統(tǒng)不完整，可靠性較差，因此要從根本上解決計算機網絡的完整可靠性，必須在相應的數(shù)據(jù)存儲、備份上尋求解決方案。分析網絡系統(tǒng)中數(shù)據(jù)被破壞的原因，主要有：自然災害，如水災、火災、雷擊、地震等造成計算機系統(tǒng)的破壞，導致存儲數(shù)據(jù)被破壞或完全丟失；

系統(tǒng)管理員及維護人員的誤操作；計算機設備故障，其中包括存儲介質的老化、失效；病毒感染造成的數(shù)據(jù)破壞；Internet上“黑客”的侵入和來自內部網的蓄意破壞。對存儲系統(tǒng)提出的要求：在線存儲服務、基于內容的數(shù)據(jù)存儲；數(shù)據(jù)遠程容災、快速災難恢復；異構平臺的數(shù)據(jù)共享、存儲管理的復雜度；系統(tǒng)開放性、可擴展性、可靠性以及自主性。1.2數(shù)據(jù)存儲介質

凡是僅有兩種穩(wěn)定的物理狀態(tài)，能方便地檢測出屬于哪種穩(wěn)定狀態(tài)，兩種穩(wěn)定狀態(tài)又容易相互轉換的物質或元件，都可以用來存儲二進制代碼“0”和“1”，這樣的物質或元器件被稱為存儲介質或記錄介質。根據(jù)存儲信息的機理不同，可分為：

電存儲技術；磁存儲技術；光存儲技術。電存儲技術：（半導體存儲器SCM)是一種用集成電路技術構成的存儲器。從工作方式不同分為：讀寫存儲器(RAM)與只讀存儲器(ROM)。主要用于快速主存或Cache。

根據(jù)記錄介質的形狀可分為：磁卡存儲器、磁帶存儲器以及磁盤存儲器等。原理：MSM主要是通過磁記錄介質做高速旋轉或平移，借助于軟磁材料制作的磁頭實現(xiàn)讀寫。屬于機械運動方式，存取速度遠低于SCM，但存儲容量大，價格低，主要用于輔存。硬盤、軟盤、磁帶磁存儲技術：磁表面存儲器MSM(MagneticSurfaceMemory)硬盤：存取速度較快，適合存儲那些需要經常訪問和快速訪問的程序和文件。對個人用戶來說，主要存儲計算機操作系統(tǒng)、應用程序和重要的數(shù)據(jù)資料。可靠性措施：1.SMART(self-monitoringanalysis&reportingtechnology),自動監(jiān)視分析及報告技術。2.及時的數(shù)據(jù)備份：磁盤映射技術、磁盤雙工技術、熱備份、RAID(獨立磁盤冗余)技術等。軟盤：由于容量小且容錯性較差，一般不用做大量的數(shù)據(jù)備份，主要作為數(shù)據(jù)交換的介質。磁帶：大容量數(shù)據(jù)備份首選存儲介質；磁帶品種較多，具體選擇時應綜合考慮以下因素：1.磁帶的密度和容量；2.數(shù)據(jù)傳輸率；3.磁帶壽命；4.向下兼容；5.記錄技術；6.邊寫邊讀功能；7.不同的磁帶機有不同的接口。SONY：AIT200適合工作組級/部門級服務器用戶，單個磁帶容量可以達到208GB

光存儲技術：ODM(OpticalDiskMemory)原理：將用于記錄的薄層涂敷在基體上構成記錄介質，基體的圓形薄片由熱傳導率很小、耐熱性強的有機玻璃制成。特點：記錄密度最高的存儲器，存儲容量大且盤片易于更換。缺點：存儲速度慢。主要設備有：CD-ROM，CD-RW，DVD-ROM等等。主要應用方面： 1.電子出版物；2.電子圖像管理； 3.檔案管理； 4.備份管理;1.3存儲器的主要技術參數(shù)一、存儲密度道密度:是指垂直于信息道即盤片的半徑方向上單位長度所記錄的磁道數(shù)。位密度:是指信息道長度上所記錄的二進制數(shù)的位數(shù)。二、存儲容量是指存儲器所能容納的二進制數(shù)碼的總量。三、存取時間是指讀、寫頭從所在位置到達要求的某一位置開始開始讀/寫時為止的一段時間。包括尋道時間和等待寫入或讀出的時間。四、數(shù)據(jù)傳輸率是指在單