數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

數(shù)據(jù)存儲技術(shù)數(shù)據(jù)存儲存儲是數(shù)據(jù)的家處理、傳輸

、存儲是信息技術(shù)最基本的三個概念隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理日常業(yè)務(wù)。從最早的服務(wù)器客戶機(jī)模式到今天的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境。今后的移動計(jì)算環(huán)境對數(shù)據(jù)的請求不再受時間和空間的限制。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)量也在不斷膨脹。一切的發(fā)展似乎已經(jīng)陷入了一個循環(huán)。數(shù)據(jù)存儲對象包括數(shù)據(jù)流在加工過程中產(chǎn)生的臨時文件或加工過程中需要查找的信息。數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部存儲介質(zhì)上。數(shù)據(jù)存儲要命名，這種命名要反映信息特征的組成含義。數(shù)據(jù)流反映了系統(tǒng)中流動的數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出動態(tài)數(shù)據(jù)的特征；數(shù)據(jù)存儲反映系統(tǒng)中靜止的數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出靜態(tài)數(shù)據(jù)的特征。磁盤和磁帶都是常用的存儲介質(zhì)。數(shù)據(jù)存儲組織方式因存儲介質(zhì)而異。在磁帶上數(shù)據(jù)僅按順序文件方式存??；在磁盤上則可按使用要求采用順序存取或直接存取方式。數(shù)據(jù)存儲方式與數(shù)據(jù)文件組織密切相關(guān)，其關(guān)鍵在于建立記錄的邏輯與物理順序間對應(yīng)關(guān)系，確定存儲地址，以提高數(shù)據(jù)存取速度。DAS

DAS（DirectAttachedStorage）直接附加存儲方式與我們普通的PC存儲架構(gòu)一樣，外部存儲設(shè)備都是直接掛接在服務(wù)器內(nèi)部總線上，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備是整個服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分。DAS（DirectAttachedStorage）直接附加存儲方式與我們普通的PC存儲架構(gòu)一樣，外部存儲設(shè)備都是直接掛接在服務(wù)器內(nèi)部總線上，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備是整個服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分。DAS存儲方式主要適用以下環(huán)境：1）小型網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，數(shù)據(jù)存儲量小，且也不是很復(fù)雜，采用這種存儲方式對服務(wù)器的影響不會很大。并且這種存儲方式也十分經(jīng)濟(jì)，適合擁有小型網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)用戶。2）地理位置分散的網(wǎng)絡(luò)雖然企業(yè)總體網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，但在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進(jìn)行互聯(lián)非常困難，此時各分支機(jī)構(gòu)的服務(wù)器也可采用DAS存儲方式，這樣可以降低成本。3）特殊應(yīng)用服務(wù)器在一些特殊應(yīng)用服務(wù)器上，如微軟的集群服務(wù)器或某些數(shù)據(jù)庫使用的原始分區(qū)，均要求存儲設(shè)備直接連接到應(yīng)用服務(wù)器。4）提高DAS存儲性能在服務(wù)器與存儲的各種連接方式中，DAS曾被認(rèn)為是一種低效率的結(jié)構(gòu)，而且也不方便進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)。直連存儲無法共享，因此經(jīng)常出現(xiàn)的情況是某臺服務(wù)器的存儲空間不足，而其他一些服務(wù)器卻有大量的存儲空間處于閑置狀態(tài)卻無法利用。如果存儲不能共享，也就談不上容量分配與使用需求之間的平衡。DAS結(jié)構(gòu)下的數(shù)據(jù)保護(hù)流程相對復(fù)雜，如果做網(wǎng)絡(luò)備份，那么每臺服務(wù)器都必須單獨(dú)進(jìn)行備份，而且所有的數(shù)據(jù)流都要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。如果不做網(wǎng)絡(luò)備份，那么就要為每臺服務(wù)器都配一套備份軟件和磁帶設(shè)備，所以說備份流程的復(fù)雜度會大大增加。想要擁有高可用性的DAS存儲，就要首先能夠降低解決方案的成本，例如：LSI的12Gb/sSAS，在它有DAS直聯(lián)存儲，通過DAS能夠很好的為大型數(shù)據(jù)中心提供支持。對于大型的數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、存儲和大數(shù)據(jù)，所有這一切都對DAS存儲性能提出了更高的要求，云和企業(yè)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的爆炸性增長也推動了市場對于可支持更高速數(shù)據(jù)訪問的高性能存儲接口的需求，因而LSI12Gb/sSAS正好是能夠滿足這種性能增長的要求，它可以提供更高的IOPS和更高的吞吐能力，12Gb/sSAS提高了更高的寫入的性能，并且提高了RAID的整個綜合性能。與直連存儲架構(gòu)相比，共享式的存儲架構(gòu)，比如SAN（storage-areanetwork）或者NAS（network-attachedstorage）都可以較好的解決以上問題。于是乎我們看到DAS被淘汰的進(jìn)程越來越快了?？墒堑?012年為止，DAS仍然是服務(wù)器與存儲連接的一種常用的模式。事實(shí)上，DAS不但沒有被淘汰，近年來似乎還有回潮的趨勢。NAS

NAS（NetworkAttachedStorage）數(shù)據(jù)存儲方式全面改進(jìn)了以前低效的DAS存儲方式。它采用獨(dú)立于服務(wù)器，單獨(dú)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲而開發(fā)的一種文件服務(wù)器來連接所存儲設(shè)備，自形成一個網(wǎng)絡(luò)。這樣數(shù)據(jù)存儲就不再是服務(wù)器的附屬，而是作為獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而存在于網(wǎng)絡(luò)之中，可由所有的網(wǎng)絡(luò)用戶共享NAS的優(yōu)點(diǎn)：1）真正的即插即用NAS是獨(dú)立的存儲節(jié)點(diǎn)存在于網(wǎng)絡(luò)之中，與用戶的操作系統(tǒng)平臺無關(guān)，真正的即插即用。2）存儲部署簡單NAS不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個面向用戶設(shè)計(jì)的，專門用于數(shù)據(jù)存儲的簡化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需要的協(xié)議，因此使整個系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡單。3）存儲設(shè)備位置非常靈活4）管理容易且成本低NAS數(shù)據(jù)存儲方式是基于現(xiàn)有的企業(yè)Ethernet而設(shè)計(jì)的，按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，以文件的I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。NAS的缺點(diǎn)：(1)存儲性能較低(2)可靠度不高SAN

1991年，IBM公司在S/390服務(wù)器中推出了ESCON（EnterpriseSystemConnection）技術(shù)。它是基于光纖介質(zhì)，最大傳輸速率達(dá)17MB/s的服務(wù)器訪問存儲器的一種連接方式。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推出了功能更強(qiáng)的ESCONDirector（FCSWitch），構(gòu)建了一套最原始的SAN系統(tǒng)。SAN（StorageAreaNetwork）存儲方式創(chuàng)造了存儲的網(wǎng)絡(luò)化。存儲網(wǎng)絡(luò)化順應(yīng)了計(jì)算機(jī)服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。SAN的支撐技術(shù)是光纖通道（FCFiberChannel）技術(shù)。它是ANSI為網(wǎng)絡(luò)和通道I/O接口建立的一個標(biāo)準(zhǔn)集成。FC技術(shù)支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多種高級協(xié)議，其最大特性是將網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的通信協(xié)議與傳輸物理介質(zhì)隔離開，這樣多種協(xié)議可在同一個物理連接上同時傳送。SAN的硬件基礎(chǔ)設(shè)施是光纖通道，用光纖通道構(gòu)建的SAN由以下三個部分組成：1）存儲和備份設(shè)備：包括磁帶、磁盤和光盤庫等。2）光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接部件：包括主機(jī)總線適配卡、驅(qū)動程序、光纜、集線器、交換機(jī)、光纖通道和SCSI間的橋接器3）應(yīng)用和管理軟件：包括備份軟件、存儲資源管理軟件和存儲設(shè)備管理軟件。SAN的優(yōu)勢：1）網(wǎng)絡(luò)部署容易；2）高速存儲性能。因?yàn)镾AN采用了光纖通道技術(shù)，所以它具有更高的存儲帶寬，存儲性能明顯提高。SAn的光纖通道使用全雙工串行通信原理傳輸數(shù)據(jù)，傳輸速率高達(dá)1062.5Mb/s。3）良好的擴(kuò)展能力。由于SAN采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力更強(qiáng)。光纖接口提供了10公里的連接距離，這使得實(shí)現(xiàn)物理上分離，不在本地機(jī)房的存儲變得非常容易。三種存儲方式比較存儲應(yīng)用最大的特點(diǎn)是沒有標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，這三種存儲方式共存，互相補(bǔ)充，已經(jīng)很好滿足企業(yè)信息化應(yīng)用。從連接方式上對比，DAS采用了存儲設(shè)備直接連接應(yīng)用服務(wù)器，具有一定的靈活性和限制性；NAS通過網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP，ATM，F(xiàn)DDI）技術(shù)連接存儲設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器，存儲設(shè)備位置靈活，隨著萬兆網(wǎng)的出現(xiàn)，傳輸速率有了很大的提高；SAN則是通過光纖通道（FibreChannel）技術(shù)連接存儲設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器，具有很好的傳輸速率和擴(kuò)展性能。三種存儲方式各有優(yōu)勢，相互共存，占到了磁盤存儲市場的70%以上。SAN和NAS產(chǎn)品的價(jià)格仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DAS.許多用戶出于價(jià)格因素考慮選擇了低效率的直連存儲而不是高效率的共享存儲?？陀^的說，SAN和NAS系統(tǒng)已經(jīng)可以利用類似自動精簡配置（thinprovisioning）這樣的技術(shù)來彌補(bǔ)早期存儲分配不靈活的短板。然而，之前它們消耗了太多的時間來解決存儲分配的問題，以至于給DAS留有足夠的時間在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。此外，SAN和NAS依然問題多多，無法解決。存儲價(jià)格存儲設(shè)備是由技術(shù)變革而造成浪費(fèi)性支出的典型，但也存在其必然性和必要性。在2005年，集成驅(qū)動電子設(shè)備（IDE）主要被用作低端數(shù)據(jù)存儲，而小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SCSI）硬盤主要用于高端服務(wù)器。IDE非常慢，直到其發(fā)展為增強(qiáng)型IDE，之后就是SATA技術(shù)登場。SATAIII2015年以及可以與高端存儲選項(xiàng)——串行鏈接SCSI（SAS）媲美——而且成本更低。所有這些存儲設(shè)備都使用旋轉(zhuǎn)硬盤，這樣的硬盤無法與2015年的閃存抗衡。閃存一開始是作為攝像機(jī)存儲介質(zhì)，脆弱而小眾，但2015年已經(jīng)成為大多數(shù)數(shù)據(jù)中心設(shè)備廠商首選的存儲介質(zhì)。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)融合融合基礎(chǔ)設(shè)施（CI）系統(tǒng)遇到云數(shù)據(jù)存儲管理時，有點(diǎn)攪混水的勢頭。Nutanix——一家以數(shù)據(jù)存儲空間起家的供應(yīng)商，提供超級CI平臺服務(wù)，其中包括先進(jìn)的數(shù)據(jù)存儲管理軟件。IBM的PureFlex系統(tǒng)和PureData系統(tǒng)，Dell的PowerEdgeFX2系統(tǒng)，HP的ConvergedInfrastructure，以及其他數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品也提供了各種方法來實(shí)現(xiàn)直連數(shù)據(jù)存儲與CI系統(tǒng)整合，不僅是現(xiàn)有的陣列還是新型陣列都在加緊擴(kuò)張與CI的融合。還有一招可以提高服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲連接的速度，如PCIe接口的閃存數(shù)據(jù)存儲器。IBM已經(jīng)開發(fā)了用于自己系統(tǒng)內(nèi)部連接的方式，可以進(jìn)一步加快數(shù)據(jù)存儲速度。這個CAPI連接器再次帶來了專屬問題——這將取決于IBM是否會讓連接器能與其他廠商數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)保持高水平的統(tǒng)一協(xié)作。融合系統(tǒng)仍然必須集中資源來分享利用。這將需要比我們能看到的還要先進(jìn)的數(shù)據(jù)存儲工具來支持。未來的數(shù)據(jù)發(fā)展在當(dāng)今世界，大數(shù)據(jù)時代的來臨，帶來了信息技術(shù)發(fā)展的巨大變革，并深刻影響著社會生產(chǎn)和人民生活的方方面面。如今，