《網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用（第2版）》高職全套教學(xué)課件

項(xiàng)目1

認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)Item1

-Understandnetworkstoragetechnology全套可編輯PPT課件目錄任務(wù)1理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)任務(wù)2了解IT系統(tǒng)任務(wù)3了解存儲(chǔ)系統(tǒng)任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備任務(wù)5了解存儲(chǔ)虛擬化項(xiàng)目小結(jié)010203050406數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)：是對(duì)所有事物的數(shù)字表示，是對(duì)客觀世界進(jìn)行量化、記錄的結(jié)果，是對(duì)客觀事物相互關(guān)系、狀態(tài)和性質(zhì)的邏輯歸納。信息：是已經(jīng)被處理、具有邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)，是現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的內(nèi)在反映。信息按照信息生命周期進(jìn)行管理（InformationLifecycleManagement，ILM）全套可編輯PPT課件數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)和信息之間關(guān)系：?數(shù)據(jù)和信息是相互關(guān)聯(lián)的。?信息和數(shù)據(jù)是相對(duì)的。?信息是有價(jià)值的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的類型2結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：

?概念

數(shù)據(jù)能用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)加以表示的數(shù)據(jù)，有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)格式與長度規(guī)范，使用二維表結(jié)構(gòu)來表達(dá)邏輯和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)。?特點(diǎn)數(shù)據(jù)以行為單位，一行數(shù)據(jù)表示一個(gè)實(shí)體的信息，一列表示實(shí)體的特定屬性，主要通過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。全套可編輯PPT課件數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：

?概念

數(shù)據(jù)沒有一個(gè)預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)模型或沒有以一個(gè)預(yù)先定義的方式來組織的數(shù)據(jù)。這種類型的數(shù)據(jù)來源可以是人生成的，也可以是機(jī)器生成的，沒有限定結(jié)構(gòu)形式，表示靈活，蘊(yùn)含了豐富的信息。?特點(diǎn)

和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)相比，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)的容量比結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)更大，產(chǎn)生的速度更快、來源更具有多樣性。?處理

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)一般需要轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。?例如

帶格式的辦公文檔、文本、圖片、XML、E-mail、HTML、各類報(bào)表、圖像和音頻/視頻信息等。全套可編輯PPT課件數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：

數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：

?概念

半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)就是介于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)）和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如聲音、圖像文件等）之間的數(shù)據(jù)。它具有一定的結(jié)構(gòu)，但是結(jié)構(gòu)不完整、不規(guī)則，或者結(jié)構(gòu)是隱含的。?處理

半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)也要轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)才能進(jìn)行處理。?例如

日志文件、XML文檔、JSON文檔、電子郵件、HTML文檔等。半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特征比較？數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

?概念

信息的記錄載體，都稱為存儲(chǔ)介質(zhì)。?類別

介質(zhì)主要有光、磁和半導(dǎo)體三類。近年來，新型的介質(zhì)層出不窮，先后出現(xiàn)了量子、玻璃、納米磁體、DNA生物、特種液體等新型介質(zhì)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

??第一種，按照存儲(chǔ)器產(chǎn)品的用途分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)部存儲(chǔ)）和輔助存儲(chǔ)器（外部存儲(chǔ)）。主存儲(chǔ)器是指CPU能直接訪問的存儲(chǔ)器，有寄存器、內(nèi)存、一級(jí)/二級(jí)緩存等，一般采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器；輔助存儲(chǔ)器是CPU不能直接訪問的存儲(chǔ)器，包括硬盤、磁帶、光盤、硬盤陣列等。??第二種，按照存儲(chǔ)介質(zhì)的不同分為光學(xué)存儲(chǔ)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)和磁性存儲(chǔ)三大類。??第三種，按照數(shù)據(jù)的可保持情況主要分為易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器兩大類。其中的易失和非易失是指存儲(chǔ)器斷電后，它存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)內(nèi)容是否會(huì)丟失的特性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

?概念

是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同層級(jí)的介質(zhì)中，系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)在不同的介質(zhì)之間進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)地遷移、復(fù)制等操作。

為什么要分層？?如何分層

基于數(shù)據(jù)訪問的局部性，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)使用熱度和價(jià)值，一般包括數(shù)據(jù)的重要性、訪問頻率、保留時(shí)間、容量、性能等指標(biāo)，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)采取不同的存儲(chǔ)方式，并分別存儲(chǔ)在不同性能的存儲(chǔ)設(shè)備上，通過分層存儲(chǔ)管理就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)設(shè)備之間的遷移。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

?層模型

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

?分層的優(yōu)點(diǎn)

（1）減少總體存儲(chǔ)成本。（2）性能優(yōu)化。（3）改善數(shù)據(jù)可用性。（4）數(shù)據(jù)遷移對(duì)應(yīng)用透明。（5）“存儲(chǔ)墻”問題。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

?容量

是存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要指標(biāo)，計(jì)量單位有字節(jié)（Byte，B）、千字節(jié)（KiloByte，KB）、兆字節(jié)（MegaByte，MB）、吉字節(jié)（GigaByte，GB）、太字節(jié)（TeraByte，TB）、拍字節(jié)（PetaByte，PB）、艾字節(jié)（ExaByte，EB）、澤字節(jié)（ZettaByte，ZB）、堯字節(jié)（YottaByte，YB）。?單位換算

各單位之間是1024進(jìn)制（210）。?外存容量單位換算

外存（硬盤）廠商在計(jì)算容量時(shí)，則是以每1000為一進(jìn)制的，1000字節(jié)為1KB、1000KB為1MB、1000MB為1GB，以此類推。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2存儲(chǔ)介質(zhì)：存儲(chǔ)分類：存儲(chǔ)分層：存儲(chǔ)的容量：存儲(chǔ)的價(jià)值：

?數(shù)據(jù)是企業(yè)的生命線

存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)的“容器”，存儲(chǔ)的價(jià)值依賴于數(shù)據(jù)的價(jià)值。數(shù)據(jù)已成為現(xiàn)代社會(huì)的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源和共享財(cái)富，是綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新型原材料，是促進(jìn)新時(shí)代數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的新型生產(chǎn)力。?存儲(chǔ)是一種服務(wù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2?數(shù)據(jù)可用性

是指數(shù)據(jù)可被授權(quán)實(shí)體按要求訪問、正常使用或在非正常情況下能恢復(fù)使用的特性。數(shù)據(jù)可用性是數(shù)據(jù)管理中的一個(gè)重要方面，它確保數(shù)據(jù)可以在需要時(shí)被使用，保證業(yè)務(wù)和決策的有效性。?數(shù)據(jù)可用性層級(jí)要求

有三個(gè)不同層級(jí)的要求，第一是數(shù)據(jù)不丟失，第二系統(tǒng)不停機(jī)（7×24服務(wù)的保障），第三是性能不下降（優(yōu)質(zhì)服務(wù)的保障）。?數(shù)據(jù)可用性的內(nèi)容

主要具有五個(gè)方面：數(shù)據(jù)的一致性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)的完整性、數(shù)據(jù)的時(shí)效性、實(shí)體的同一性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)的可用4數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2?新挑戰(zhàn)

（1）海量接入設(shè)備的數(shù)據(jù)處理；（2）交易類數(shù)據(jù)高并發(fā)、低延時(shí)、高可靠；（3）海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，長期保存與價(jià)值挖掘；（4）數(shù)據(jù)無縫流動(dòng)，融合高效地處理與分析；（5）數(shù)據(jù)全生命周期管理，場景化、智能化、降本增效。?新融合

網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算的超融合。?新發(fā)展

存儲(chǔ)產(chǎn)品，存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，高可靠性的架構(gòu)、組件、系統(tǒng)、解決方案層面等都有大量的創(chuàng)新和發(fā)展。?新基建

國家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略，我國將建設(shè)8個(gè)國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)和10個(gè)國家數(shù)據(jù)中心集群。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)的可用4存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展5數(shù)據(jù)和信息的概念任務(wù)1

理解數(shù)據(jù)時(shí)代的存儲(chǔ)Task1UnderstandingStorageinTheDataAge1數(shù)據(jù)的類型2?圍繞數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)兩個(gè)關(guān)鍵詞，首先介紹了數(shù)據(jù)和信息的概念，厘清數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系；其次，按照數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征，把數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化三類；再次介紹了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)，以及存儲(chǔ)分層的技術(shù)機(jī)理，存儲(chǔ)的價(jià)值，數(shù)據(jù)的可用性內(nèi)涵；最后介紹了存儲(chǔ)技術(shù)的面臨的新挑戰(zhàn)和發(fā)展新趨勢，梗概介紹了國家的“東數(shù)西算”新基建戰(zhàn)略。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3數(shù)據(jù)的可用4存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展5任務(wù)小結(jié)6IT系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)2了解IT系統(tǒng)Task2UnderstandingITSystems1?概念

計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟件、信息資源、信息用戶和規(guī)章制度組成的，以處理信息流為目的的人機(jī)一體化系統(tǒng)。?組成

宏觀上講，信息系統(tǒng)由人、計(jì)算、資源、連接四個(gè)要素組成，完成信息的輸入、存儲(chǔ)、處理、輸出和控制功能。IT系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)2了解IT系統(tǒng)Task2UnderstandingITSystems1?傳統(tǒng)IT結(jié)構(gòu)的困難?云計(jì)算

是分布式計(jì)算的一種，是一個(gè)可運(yùn)營、部署迅速、靈活、可回收資源的智能IT系統(tǒng)。云計(jì)算可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，最大限度地向用戶提供包括計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、軟件、分析和智能分析等服務(wù)。?云計(jì)算的特征

按需自助服務(wù)；無處不在的網(wǎng)絡(luò)接入；與位置無關(guān)的資源池；快速彈性；按使用付費(fèi)。?云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)

包括計(jì)算架構(gòu)、計(jì)算硬件和計(jì)算軟件等。?云計(jì)算的類別

按照運(yùn)營模式分為私有云、公有云和混合云三類。云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2IT系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)2了解IT系統(tǒng)Task2UnderstandingITSystems1?是商業(yè)模式和技術(shù)理念的統(tǒng)一是一種按需服務(wù)的資源使用模式。云計(jì)算提供商同樣按照客戶的需求提供相應(yīng)的服務(wù)，收取相應(yīng)費(fèi)用。用戶可以使用客戶端按照自己的需求訪問所要的應(yīng)用。?云計(jì)算使用新的計(jì)算架構(gòu)把網(wǎng)絡(luò)資源、軟件資源、計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源等虛擬化成資源池，向用戶（租戶）提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService，IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PlatformasaService，PaaS）、軟件即服務(wù)（SoftwareasaService，SaaS）三種服務(wù)模式。云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2云計(jì)算的服務(wù)3IT系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)2了解IT系統(tǒng)Task2UnderstandingITSystems1云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2云計(jì)算的服務(wù)3三種云服務(wù)與IT系統(tǒng)的層次對(duì)照?qǐng)DIT系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)2了解IT系統(tǒng)Task2UnderstandingITSystems1云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2云計(jì)算的服務(wù)3云存儲(chǔ)4?云存儲(chǔ)

是在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念，是指通過虛擬化、集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)調(diào)工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。云存儲(chǔ)的兩種主流技術(shù)解決方案：分布式存儲(chǔ)和存儲(chǔ)虛擬化。??分布式存儲(chǔ)

從技術(shù)特征上看，分布式存儲(chǔ)分為分布式塊存儲(chǔ)、分布式文件存儲(chǔ)、分布式對(duì)象存儲(chǔ)、分布式表存儲(chǔ)四種類型。??存儲(chǔ)虛擬化

把不同接口協(xié)議的物理存儲(chǔ)設(shè)備整合成一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)池，根據(jù)需要為主機(jī)創(chuàng)建和提供虛擬存儲(chǔ)卷。任務(wù)小結(jié)5存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)3了解存儲(chǔ)系統(tǒng)Task3UnderstandingStorageSystems1?傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)??直連式存儲(chǔ)（DirectAttachedStorage-DAS）??網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)（NetworkAttachedStorage-NAS）??存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（StorageAreaNetwork-SAN）?分布式存儲(chǔ)架構(gòu)

分為C/S（ClientServer）架構(gòu)、P2P（Peer-to-Peer）架構(gòu)，以及這兩種架構(gòu)的綜合架構(gòu)。?云存儲(chǔ)系統(tǒng)

云存儲(chǔ)系統(tǒng)是由第三方運(yùn)營商提供的在線分布式架構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)，作為云計(jì)算的延伸和重要組件之一，提供了“按需分配、按量計(jì)費(fèi)”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)3了解存儲(chǔ)系統(tǒng)Task3UnderstandingStorageSystems1?SNIA共享存儲(chǔ)系統(tǒng)模型定義了4個(gè)層次，即存儲(chǔ)設(shè)備、塊聚合層、文件/記錄層和應(yīng)用。存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成2存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)3了解存儲(chǔ)系統(tǒng)Task3UnderstandingStorageSystems1?文件系統(tǒng)的概念?主要功能??管理和調(diào)度文件的存儲(chǔ)空間，提供文件的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方法；??實(shí)現(xiàn)文件從標(biāo)識(shí)（文件名）到物理地址（存儲(chǔ)位置）的映射；??實(shí)現(xiàn)文件的I/O控制操作和存取操作（文件的建立、存入、讀出、修改、復(fù)制、刪除等）；??實(shí)現(xiàn)文件信息的共享并提供可靠的文件保密和保護(hù)措施等。?類別

一般文件系統(tǒng)和分布式文件系統(tǒng)兩大類。其中，一般文件系統(tǒng)有Windows的NTFS，Linux的Btrfs、Ext4等。分布式文件系統(tǒng)有GFS、HDFS、Lustre、Ceph、MooseFs、FastDfs、MogileFs、GridFs等。存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成2文件系統(tǒng)3存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)3了解存儲(chǔ)系統(tǒng)Task3UnderstandingStorageSystems1?訪問路徑

在應(yīng)用和存儲(chǔ)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和指令的傳輸通道就是I/O訪問路徑。訪問路徑有物理路徑和邏輯路徑兩類。??物理路徑是數(shù)據(jù)I/O的連接介質(zhì)，主要有本機(jī)I/O總線和網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC），以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)、FCP通信協(xié)議、存儲(chǔ)設(shè)備專用網(wǎng)絡(luò)適配器（控制器）等。??邏輯路徑是數(shù)據(jù)I/O的控制和管理，主要包括操作系統(tǒng)調(diào)用接口、文件系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)和協(xié)議、存儲(chǔ)卷LUN、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。?傳統(tǒng)的三種存儲(chǔ)系統(tǒng)的物理I/O路徑和邏輯I/O路徑：存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成2文件系統(tǒng)3存儲(chǔ)I/O訪問路徑4存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展任務(wù)3了解存儲(chǔ)系統(tǒng)Task3UnderstandingStorageSystems1DAS存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成2文件系統(tǒng)3存儲(chǔ)I/O訪問路徑4NASSAN任務(wù)小結(jié)5機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?概念

機(jī)械硬盤是一種采用磁介質(zhì)的數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在密封于潔凈的硬盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)腔的若干個(gè)磁盤片上。?組成

機(jī)械硬盤包括盤體、控制電路和接口部件。盤體就是一個(gè)密封多個(gè)盤片和讀寫機(jī)構(gòu)的腔體；控制電路包含硬盤BIOS、主控芯片和硬盤緩存等單元；接口部件包含電源接口、數(shù)據(jù)接口等。結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：接口：主要參數(shù)：

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Equipment1?采用柱面-磁頭-扇區(qū)（Cylinder-Head-Sector，CHS）方式進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)。?讀/寫過程

??硬盤控制器通過OS解碼獲得目標(biāo)扇區(qū)所在的柱面號(hào)、磁頭號(hào)和扇區(qū)號(hào)（CHS）。硬盤控制器控制磁頭部件步進(jìn)到相應(yīng)的柱面，選通相應(yīng)的磁頭，等待目的扇區(qū)移動(dòng)到磁頭下。扇區(qū)到來時(shí)，硬盤控制器讀出每個(gè)扇區(qū)的頭標(biāo)，把這些頭標(biāo)中的地址信息與期待檢出的磁頭和柱面號(hào)做比較（尋道），然后尋到目的扇區(qū)。??在硬盤控制器找到該扇區(qū)頭標(biāo)時(shí)，根據(jù)其任務(wù)是寫還是讀從而決定是寫入還是讀出數(shù)據(jù)和尾部記錄。??在盤片旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)扇區(qū)后，如果是讀數(shù)據(jù)，讀的同時(shí)控制器同時(shí)計(jì)算目標(biāo)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)碼，然后把校驗(yàn)碼與已讀出的校驗(yàn)碼相比較。如果是寫數(shù)據(jù)，控制器計(jì)算出此數(shù)據(jù)的校驗(yàn)碼，與數(shù)據(jù)一起寫入。??結(jié)束硬盤操作或斷電，在反力矩彈簧的作用下浮動(dòng)磁頭會(huì)自動(dòng)駐留到盤面中心。結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：接口：主要參數(shù)：

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Equipment1?SATA接口

SATA（SerialATA，串行ATA）是ATA接口的串行版本，目前有SATA2（3GB/s）、SATA3（6GB/s）版本?，F(xiàn)在絕大多數(shù)的閃盤、硬盤都采用SATA接口。該接口結(jié)構(gòu)簡單，支持熱插拔，傳輸速度快，執(zhí)行效率高，是目前最為廉價(jià)和常見的硬盤接口。?小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SmallComputerSystemInterface，SCSI）

一種用于計(jì)算機(jī)及其周邊設(shè)備之間的系統(tǒng)級(jí)并行接口，有SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3三個(gè)版本，主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。SCSI硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)更高、讀寫速度更快、數(shù)據(jù)緩存更大、電機(jī)轉(zhuǎn)速更高、尋道時(shí)間更短、CPU占用率更低并且擁有自己獨(dú)立的I/O處理器，所有這些特性使并行SCSI硬盤是硬盤中的速度之王。結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：接口：主要參數(shù)：

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Equipment1?SAS

（SerialAttachedSCSI，串行連接的SCSI）是SCSI的串行連接方式（SCSI-4），它綜合了并行SCSI和串行連接技術(shù)的優(yōu)勢，以串行通信協(xié)議為協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)，采用SCSI-3擴(kuò)展指令集和通道合并技術(shù)，并兼容SATA設(shè)備，支持多層次的存儲(chǔ)設(shè)備連接協(xié)議棧。SAS具備目前硬盤通道技術(shù)里面的最高接口速率，在接口帶寬、工作性能、可擴(kuò)展性、組網(wǎng)應(yīng)用、可靠性等方面，有著突出的優(yōu)勢，尤其適合應(yīng)用于企業(yè)級(jí)系統(tǒng)。?通用串行總線

（UniversalSerialBus，USB）

一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范。支持熱插拔功能，可連接多種外設(shè)，已成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)與大量智能設(shè)備的必配接口。USB最新一代是4.0，傳輸速度為5GB/s。當(dāng)前使用廣泛的是

USB3.1

Type-C

接口。結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：接口：主要參數(shù)：

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Equipment1?容量

它是指硬盤能容納信息的大小，單位主要有GB、TB等。?轉(zhuǎn)速

指硬盤主軸馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，單位是每分鐘多少轉(zhuǎn)（RevolutionsPerMinute，RPM）。典型的數(shù)據(jù)有7200RPM、1000RPM、15000RPM等。?尋道和旋轉(zhuǎn)時(shí)間是硬盤磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道和磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在扇區(qū)所用的時(shí)間，單位為毫秒（ms）。?數(shù)據(jù)傳輸率是硬盤讀/寫數(shù)據(jù)的速度，有外部傳輸率和內(nèi)部傳輸率兩個(gè)表征指標(biāo)，通常說的數(shù)據(jù)傳輸率一般指外部傳輸率。結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：接口：主要參數(shù)：機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?可靠性

一般使用平均無故障時(shí)間（MeanTimeBetweenFailure，MTBF）來衡量，單位為小時(shí)。是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱為平均故障間隔。常見的服務(wù)器用硬盤的MTBF一般在100萬小時(shí)以上。?命令隊(duì)列磁盤控制器對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)的讀/寫請(qǐng)求命令集按照順序進(jìn)行分析并重新進(jìn)行排列，優(yōu)化它們的執(zhí)行序列。由于每次讀/寫旋轉(zhuǎn)中的盤片的某個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)時(shí)都需要移動(dòng)讀/寫磁頭，而通過重新排列這些命令就可以減少磁頭的移動(dòng)次數(shù)，降低尋道時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲，提高硬盤總體性能。命令隊(duì)列有原生命令隊(duì)列（NativeCommandQueuing，NCQ）和標(biāo)記命令隊(duì)列（TaggedCommandQueuing，TCQ）兩類，SATA接口標(biāo)準(zhǔn)采用NCQ，SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)采用TCQ。結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：接口：主要參數(shù)：機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?固態(tài)硬盤（SolidStateDisk，SSD）用固態(tài)半導(dǎo)體閃存作為介質(zhì)制成的硬盤。在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。?組成

固態(tài)硬盤由SSD主控芯片、存儲(chǔ)接口芯片和緩存、NANDFlash存儲(chǔ)芯片、主控電路板及SATA接口組成。固態(tài)硬盤2結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：主要參數(shù)：與機(jī)械硬盤的比較：機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task2UnderstandingStorage

Equipment1?存儲(chǔ)顆粒的基本存儲(chǔ)單元

NAND存儲(chǔ)顆粒的基本存儲(chǔ)單元是一個(gè)可以存儲(chǔ)電荷的浮柵晶體管，根據(jù)浮柵中的電子狀態(tài)來表示數(shù)據(jù)的0和1。?存儲(chǔ)顆?；敬鎯?chǔ)單元類別

可以簡單地把閃存顆粒理解成是一個(gè)電容加上電壓計(jì)的組合。我們也可以把浮柵中電子電壓的感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)一步細(xì)化，如用有無電壓作為兩個(gè)狀態(tài)表示0、1，把電壓值的范圍分為四個(gè)值，分別代表00、01、10、11四個(gè)狀態(tài)；進(jìn)而把電壓值的范圍分為八個(gè)值，分別代表000、001、010、011、100、101、110、111八個(gè)狀態(tài)；十六個(gè)值分別代表0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111十六個(gè)狀態(tài)。事實(shí)上，這個(gè)是合理的，也是可以實(shí)現(xiàn)的。固態(tài)硬盤2結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：主要參數(shù)：與機(jī)械硬盤的比較：

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Equipment1固態(tài)硬盤2結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：主要參數(shù)：與機(jī)械硬盤的比較：

單層存儲(chǔ)顆粒

雙層存儲(chǔ)顆粒

三層存儲(chǔ)顆粒

四層存儲(chǔ)顆粒（Single-LevelCell，SLC）

（Multi-LevelCell，MLC）

（Triple-LevelCell，TLC）

（Quad-LevelCell，QLC）機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?NANDFlash顆粒組成

在一個(gè)完整的NANDFlash顆粒中，從宏觀到微觀上的組成元素分別是芯片（Chip）、晶圓（Die，或者LUN）、分組（Plane）、塊（Block）、頁（Page）、基本存儲(chǔ)單元（Cell）。

其中，1個(gè)芯片包括多個(gè)晶圓，1個(gè)晶圓包含多個(gè)分組。晶圓是接收和執(zhí)行閃存命令的基本單元。1個(gè)分組包含上千個(gè)塊，每個(gè)分組有獨(dú)立的寄存器（Register），即一個(gè)頁面寄存器（PageRegister），一個(gè)緩存寄存器（CacheRegister）。1個(gè)塊包括上百個(gè)頁，塊是擦除的基本單位。1個(gè)頁一般是4KB或8KB+幾百個(gè)字節(jié)的隱藏空間。頁是讀或?qū)懙幕締挝唬敬鎯?chǔ)單元是存儲(chǔ)信息的基本單位，每個(gè)可以保存1～4bit。?NANDFlash讀/寫

頁是NANDFlash單次讀寫單位，大小一般為4KB或4KB的倍數(shù)，寫操作只能寫到空的頁，而清除數(shù)據(jù)是以塊為單位的。塊的擦除次數(shù)有壽命限制，超限制就會(huì)變成壞塊。固態(tài)硬盤2結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：主要參數(shù)：與機(jī)械硬盤的比較：

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Equipment1?IOPS

它是每秒的I/O數(shù)量，體現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的最主要指標(biāo)。在模擬<4KB>頁大小的文件讀寫情況下，現(xiàn)在主流的IOPS都在90KB以上。如果增加SSD，則每秒I/O數(shù)量就可以變多。?帶寬（吞吐量）

是每秒鐘最大吞吐數(shù)據(jù)量的大小，即每秒傳輸多大的數(shù)據(jù)，比如600MB/s。IOPS和帶寬是正相關(guān)，和平均每個(gè)I/O的大小則可以算出整體每秒數(shù)據(jù)量大小也就是帶寬，即IOPS*I/Osize=帶寬。?介質(zhì)信息

閃存介質(zhì)有SLC、MLC、TLC、QLC等多類，不同的介質(zhì)自身物理特性有較大差異，介質(zhì)的好壞直接影響數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的性能和完整性。?延遲

延遲是指完成一次IO請(qǐng)求所需的時(shí)間，有寫入延遲和讀出延遲兩類。固態(tài)硬盤2結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：主要參數(shù)：與機(jī)械硬盤的比較：

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Equipment1?固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤相比有很多的優(yōu)勢，如固態(tài)硬盤沒有傳統(tǒng)硬盤復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此讀取速度更快，沒有噪聲（0分貝），并且防震抗摔、發(fā)熱低、工作溫度范圍大、便攜等優(yōu)勢。固態(tài)硬盤2結(jié)構(gòu)：讀/寫原理：主要參數(shù)：與機(jī)械硬盤的比較：

指

標(biāo)SSD（固態(tài)硬盤）HHD（機(jī)械硬盤）容量小大隨機(jī)存取極快一般讀寫次數(shù)SLC:10萬次、MLC:1萬次無限制盤內(nèi)陣列可以很難實(shí)現(xiàn)工作噪聲無有數(shù)據(jù)恢復(fù)難度大可以恢復(fù)防震很好較差重量較輕較重機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?概念

磁帶是一種柔軟的帶狀磁性記錄介質(zhì)，由帶基和磁表面層兩部分組成，帶基多為薄膜聚酯或金屬鋁材料，屬于磁表面存儲(chǔ)器。磁帶存儲(chǔ)器以順序方式存取數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的磁帶可脫機(jī)保存和互換讀出，是一種經(jīng)濟(jì)、可靠、容量大、可作為數(shù)據(jù)的長久保存介質(zhì)的存儲(chǔ)設(shè)備。?組成磁帶存儲(chǔ)器系統(tǒng)由磁帶機(jī)和磁帶控制器兩部分組成。??磁帶機(jī)

是以磁帶為記錄介質(zhì)的數(shù)字磁性記錄裝置，由磁帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和磁頭等組成，能驅(qū)動(dòng)磁帶相對(duì)磁頭運(yùn)動(dòng)，用磁頭進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換，在磁帶上順序地記錄或讀出數(shù)據(jù)。??磁帶控制器是磁帶機(jī)的控制電路裝置，是連接計(jì)算機(jī)與磁帶機(jī)的接口設(shè)備，它控制磁帶機(jī)執(zhí)行寫、讀、進(jìn)退文件等操作。固態(tài)硬盤2磁帶3結(jié)構(gòu)：技術(shù)：讀/寫原理：磁帶庫：虛擬磁帶庫：

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Equipment1?類別

磁帶機(jī)目前有兩種主流技術(shù)，線性記錄技術(shù)（Linear/LongitudinalRecording）和螺旋掃描技術(shù)（HelicalScan）。磁帶上數(shù)據(jù)記錄的基本單元是磁化元。?線性記錄技術(shù)

利用寬闊的磁帶記錄面，多條磁道沿磁帶長度方向平行排列，可以獲得更大面積的存儲(chǔ)空間，通過增加記錄磁軌數(shù)量的方式提升數(shù)據(jù)傳輸率。固態(tài)硬盤2磁帶3結(jié)構(gòu)：技術(shù)：讀/寫原理：磁帶庫：虛擬磁帶庫：

??線性記錄的磁帶主要有三種格式：數(shù)字/超級(jí)線性磁帶（DLT/SuperDLT）、開放線性磁帶（LTO）、單一的線性記錄（SLR）。機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?類別

磁帶機(jī)目前有兩種主流技術(shù)，線性記錄技術(shù)（Linear/LongitudinalRecording）和螺旋掃描技術(shù)（HelicalScan）。磁帶上數(shù)據(jù)記錄的基本單元是磁化元。?螺旋記錄技術(shù)

數(shù)據(jù)在磁帶表面以斜紋狀磁軌記錄數(shù)據(jù)，其磁帶尺寸小巧，記錄密度高，磁帶單向運(yùn)動(dòng)。固態(tài)硬盤2磁帶3結(jié)構(gòu)：技術(shù)：讀/寫原理：磁帶庫：虛擬磁帶庫：

??螺旋記錄的磁帶主要有三種格式：8mm格式、數(shù)字音頻磁帶（DAT）、先進(jìn)智能型磁帶格式（AIT）。機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?磁頭

由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵，用于判別磁層中的不同磁化狀態(tài)的裝置。?數(shù)據(jù)寫入

在寫線圈中通過一個(gè)方向的脈沖電流時(shí)，鐵芯內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)方向的磁通；另一個(gè)不同方向的電流同樣能產(chǎn)生對(duì)應(yīng)方向的磁通，不同的磁通可以把磁帶上的磁介質(zhì)磁化成不同的狀態(tài)。這樣，在寫線圈里接通一種方向的電流時(shí)，磁通將把磁帶上的磁介質(zhì)磁化成一種狀態(tài)，這種狀態(tài)假設(shè)是寫入1時(shí)；那么當(dāng)接通另一種相反方向的電流時(shí)，磁化成的另一種狀態(tài)即是寫入0。?數(shù)據(jù)讀出

當(dāng)磁頭與磁帶作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁帶上不同的磁化狀態(tài)將引起磁頭鐵芯中的磁通發(fā)生變化，從而讓磁頭的讀出線圈感應(yīng)出相應(yīng)的電動(dòng)勢。不同的磁化狀態(tài)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢方向不同。這樣，不同方向的感應(yīng)電勢經(jīng)讀出放大器放大鑒別，就可判知讀出的信息是1還是0。固態(tài)硬盤2磁帶3結(jié)構(gòu)：技術(shù)：讀/寫原理：磁帶庫：虛擬磁帶庫：

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Equipment1?磁帶庫

像自動(dòng)加載磁帶機(jī)一樣的基于磁帶的備份系統(tǒng)，由多個(gè)驅(qū)動(dòng)器、多個(gè)槽、機(jī)械手臂組成，并可由機(jī)械手臂自動(dòng)實(shí)現(xiàn)磁帶的拆卸和裝填。?特點(diǎn)

具有基本的自動(dòng)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能；支持多個(gè)驅(qū)動(dòng)器并行工作，也可以幾個(gè)驅(qū)動(dòng)器指向不同的服務(wù)器來做備份；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，容量可達(dá)

PB

級(jí)；可實(shí)現(xiàn)連續(xù)備份、自動(dòng)搜索磁帶等；并可在管理軟件的支持下實(shí)現(xiàn)智能恢復(fù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，是集中式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份的主要設(shè)備。?應(yīng)用場景

企業(yè)SAN的一部分；容易完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份，或者通過磁帶鏡像技術(shù)實(shí)現(xiàn)多磁帶庫備份，是數(shù)據(jù)倉庫、ERP等大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的首選存儲(chǔ)設(shè)備

。固態(tài)硬盤2磁帶3結(jié)構(gòu)：技術(shù)：讀/寫原理：磁帶庫：虛擬磁帶庫：

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Equipment1?虛擬磁帶庫（VirtualTapeLibrary，VTL）是將硬盤空間虛擬為磁帶空間，使用軟件在邏輯上將硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)虛擬為傳統(tǒng)的磁帶庫，實(shí)現(xiàn)和傳統(tǒng)磁帶庫同樣功能的產(chǎn)品。?類別

有純軟件、專用服務(wù)器級(jí)虛擬磁帶庫、專用控制器級(jí)集成虛擬磁帶庫三種方案。?優(yōu)勢

虛擬磁帶庫使用了兼容磁帶備份管理軟件及傳統(tǒng)備份流程，這使得設(shè)備的可用性及備份的可靠性得到了大幅提升；性能大幅提高；恢復(fù)工作極為簡便；采用基于RAID保護(hù)的硬盤陣列；兼容性好；與現(xiàn)有系統(tǒng)集成成本低；用電子化的“機(jī)械手”和“磁帶驅(qū)動(dòng)器”代替了機(jī)械磁帶庫中裸露、易損的機(jī)械裝置，工作更穩(wěn)定等

。固態(tài)硬盤2磁帶3結(jié)構(gòu)：技術(shù)：讀/寫原理：磁帶庫：虛擬磁帶庫：

機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?光盤是一種利用激光將信息寫入和讀出的高密度存儲(chǔ)介質(zhì)。光盤依賴于光盤驅(qū)動(dòng)器，它是獨(dú)立地對(duì)光盤進(jìn)行信息讀出/寫入的裝置。?記錄載體

光道，光道是一條由內(nèi)向外、連續(xù)的螺旋形線。該線是在盤片制造中形成的，稱之為預(yù)刻溝槽，數(shù)據(jù)就是沿著溝槽進(jìn)行刻錄的。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4結(jié)構(gòu)：刻錄/讀取原理：參數(shù)：光盤庫：

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Equipment1?數(shù)據(jù)存放

在光道上有一些特定寬度和深度、長短不一的“凹坑”，這些“凹坑”是在刻錄過程中由刻錄機(jī)的激光頭將激光束聚焦并按照數(shù)據(jù)要求燒蝕形成的。?光盤物理層次主要分為五層，即塑料基底（E）、數(shù)據(jù)記錄層（D）、反射層（C）、保護(hù)層（B）、印刷層（A）。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4結(jié)構(gòu)：刻錄/讀取原理：參數(shù)：光盤庫：

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Equipment1?刻錄

即數(shù)據(jù)寫入光盤，使用功率較強(qiáng)的激光光源，將激光照射到介質(zhì)表面上，并用輸入數(shù)據(jù)來調(diào)制光的強(qiáng)弱。激光束會(huì)使介質(zhì)表面的微小區(qū)域溫度升高，燒蝕產(chǎn)生微小的凹坑，從而改變了介質(zhì)表面的反射性質(zhì)。?讀取

光驅(qū)的激光器發(fā)出的激光束經(jīng)透鏡整形和聚焦后照在磁道上，對(duì)光道進(jìn)行掃描。由于從凹坑和非凹坑反射回來的激光強(qiáng)度不同，在邊沿會(huì)發(fā)生突變，這些突變可以通過光驅(qū)的光電檢測器檢測出來，凹坑端部的前沿和后沿代表“1”，其他部分代表“0”，從而讀出“0”“1”信號(hào)。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4結(jié)構(gòu)：刻錄/讀取原理：參數(shù)：光盤庫：

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Equipment1?

存儲(chǔ)容量

分格式化容量和用戶容量。格式化容量是指按某種光盤標(biāo)準(zhǔn)格式化后的容量，當(dāng)采用不同的格式或采用不同的驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，都會(huì)有不同的格式化容量。由于格式本身，以及校正和檢索等會(huì)占用不少容量空間，所以用戶容量一般比格式化容量要低。?平均存取時(shí)間

平均存取時(shí)間是在光盤上找到需要讀寫的信息的位置所需要的時(shí)間，也就是從計(jì)算機(jī)向光盤驅(qū)動(dòng)器發(fā)出命令，到光盤驅(qū)動(dòng)器可以接受讀寫命令為止的時(shí)間。一般取激光頭沿半徑移動(dòng)全程1/3長度所需的時(shí)間為平均尋道時(shí)間，盤片旋轉(zhuǎn)一周的1/2時(shí)間為平均等待時(shí)間，再加上讀寫激光頭穩(wěn)定時(shí)間就是平均存取時(shí)間。平均尋道時(shí)間加上平均等待時(shí)間再加上讀寫激光頭穩(wěn)定時(shí)間就是平均存取時(shí)間。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4結(jié)構(gòu)：刻錄/讀取原理：參數(shù)：光盤庫：

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Equipment1?

數(shù)據(jù)傳輸率

通過兩個(gè)指標(biāo)表征，第一個(gè)是指從光盤驅(qū)動(dòng)器送出的數(shù)據(jù)率，可定義為單位時(shí)間內(nèi)從光盤的光道上傳送的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)，這與光盤轉(zhuǎn)速、存儲(chǔ)密度有關(guān)；第二個(gè)是指控制器與主機(jī)間的傳輸率，它與接口規(guī)范，控制器內(nèi)的緩沖器大小有關(guān)。SCSI、USB、SATA、IEEE1394等接口規(guī)范都標(biāo)定了接口的數(shù)據(jù)傳輸率的大小。?光盤的類別

總體上分成兩類，一類是只讀型光盤，包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一類是可記錄型光盤，包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD＋R、DVD＋RW、DVD-RAM、DoublelayerDVD＋R等。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4結(jié)構(gòu)：刻錄/讀取原理：參數(shù)：光盤庫：

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Equipment1?

概念

一種帶有自動(dòng)換盤機(jī)構(gòu)（機(jī)械手）的光盤網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備。?

用戶訪問

在用戶訪問光盤庫時(shí)，自動(dòng)換盤機(jī)構(gòu)首先將光盤驅(qū)動(dòng)器中的光盤取出并放置到盤架上的指定位置，然后再從盤架中取出所需的光盤并送入光盤驅(qū)動(dòng)器中。由于自動(dòng)換盤機(jī)構(gòu)的換盤時(shí)間通常在秒量級(jí)，因此光盤庫的訪問速度較低。?

應(yīng)用場合

光盤庫一般用于不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)準(zhǔn)聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)，在多媒體數(shù)據(jù)庫中稱為二級(jí)庫。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4結(jié)構(gòu)：刻錄/讀取原理：參數(shù)：光盤庫：

機(jī)械硬盤任務(wù)4了解存儲(chǔ)設(shè)備Task4UnderstandingStorage

Equipment1?

固態(tài)混合硬盤（SolidStateHybridDisk，SSHD）是機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤的結(jié)合體，是機(jī)械硬盤的一種形式，在PCB基板上集成了容量較小的閃存顆粒用來存儲(chǔ)常用文件，起到了緩沖作用，減小尋道時(shí)間，從而提升效率。傳統(tǒng)的硬盤才是固態(tài)混合硬盤中重要的存儲(chǔ)介質(zhì)。?

應(yīng)用模式

主要有SSD緩存加速技術(shù)和緩存記憶技術(shù)兩種。固態(tài)硬盤2磁帶3光盤4固態(tài)混合硬盤5任務(wù)小結(jié)6存儲(chǔ)虛擬化的概念任務(wù)5了解存儲(chǔ)虛擬化Task5UnderstandingStorageVirtualization1?

存儲(chǔ)虛擬化是通過對(duì)存儲(chǔ)（子）系統(tǒng)或存儲(chǔ)服務(wù)的內(nèi)部功能進(jìn)行抽象、隱藏或隔離，使存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)資源的管理分離，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立管理。?存儲(chǔ)虛擬化將物理存儲(chǔ)實(shí)體與存儲(chǔ)的邏輯表示分離開來。??存儲(chǔ)虛擬化為用戶提供了調(diào)用資源的接口，應(yīng)用服務(wù)器只與分配給它們的邏輯卷打交道，而不用關(guān)心其數(shù)據(jù)是在哪個(gè)物理存儲(chǔ)實(shí)體上。??存儲(chǔ)虛擬化對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行了整合和統(tǒng)一管理，所有的存儲(chǔ)資源被虛擬化成一個(gè)巨大的“存儲(chǔ)池”。??存儲(chǔ)虛擬化能夠?yàn)楹罄m(xù)的系統(tǒng)擴(kuò)容提供便利，使存儲(chǔ)資源規(guī)模動(dòng)態(tài)擴(kuò)大時(shí)無須考慮新增的物理存儲(chǔ)資源（如不同型號(hào)的存儲(chǔ)設(shè)備）之間可能存在的差異。存儲(chǔ)虛擬化的概念任務(wù)5了解存儲(chǔ)虛擬化Task5UnderstandingStorageVirtualization1?存儲(chǔ)的虛擬化實(shí)現(xiàn)有：基于主機(jī)的虛擬化、基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化和基于存儲(chǔ)設(shè)備/存儲(chǔ)子系統(tǒng)的虛擬化三種方法。存儲(chǔ)虛擬化的實(shí)現(xiàn)方法2存儲(chǔ)虛擬化的概念任務(wù)5了解存儲(chǔ)虛擬化Task5UnderstandingStorageVirtualization1?存儲(chǔ)的虛擬化實(shí)現(xiàn)有：基于主機(jī)的虛擬化、基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化和基于存儲(chǔ)設(shè)備/存儲(chǔ)子系統(tǒng)的虛擬化三種方法。??基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化由操作系統(tǒng)下的邏輯卷管理軟件完成，不同操作系統(tǒng)的邏輯卷管理軟件也不相同。??基于存儲(chǔ)設(shè)備/子系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬化在存儲(chǔ)交換機(jī)上添加虛擬化功能，對(duì)用戶的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，可以把用戶不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)融合成單一的平臺(tái)，解決數(shù)據(jù)管理難題，并通過分級(jí)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)信息的生命周期管理，從而進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)用環(huán)境。??基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化通過在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）中添加虛擬化引擎實(shí)現(xiàn)的，主要用于異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的整合和統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理。存儲(chǔ)虛擬化的實(shí)現(xiàn)方法2存儲(chǔ)虛擬化的概念任務(wù)5了解存儲(chǔ)虛擬化Task5UnderstandingStorageVirtualization1?存儲(chǔ)資源被虛擬化后，用戶可以通過文件、塊和對(duì)象三種不同的方式來保存、整理和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式。??文件存儲(chǔ)可以簡單理解為分布式文件系統(tǒng)，通常實(shí)現(xiàn)了可移植操作系統(tǒng)接口（POSIX），不需要安裝文件系統(tǒng)，直接像NFS/CIFS一樣掛載到操作系統(tǒng)后就可以使用。如NAS、HDFS、CephFS、GlusterFS、OpenStackManila等。??塊存儲(chǔ)提供裸的塊設(shè)備服務(wù)（如RAID），用戶自己創(chuàng)建分區(qū)、創(chuàng)建文件系統(tǒng)、掛載到操作系統(tǒng)才能用，掛一個(gè)塊存儲(chǔ)設(shè)備到操作系統(tǒng)，相當(dāng)于插一個(gè)新U盤，它只實(shí)現(xiàn)了READ、WRITE、IOCTL等接口功能。SAN、CephRBD、OpenStackCinder等都提供了塊存儲(chǔ)服務(wù)。??對(duì)象存儲(chǔ)它可以提供Web存儲(chǔ)服務(wù)，通過HTTP協(xié)議訪問，只需要Web瀏覽器即可使用，不需要掛載到本地操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)的接口功能如GET、POST、DELETE等。百度網(wǎng)盤、OpenStackSwift、CephRGW等都提供了對(duì)象存儲(chǔ)的訪問服務(wù)。存儲(chǔ)虛擬化的實(shí)現(xiàn)方法2虛擬化存儲(chǔ)的訪問3任務(wù)小結(jié)4項(xiàng)目小結(jié)ItemSummary感謝使用！Sincerethanks項(xiàng)目2RAID配置Item2

-RAIDConfiguration目錄任務(wù)1認(rèn)識(shí)RAID任務(wù)2軟件RAID配置任務(wù)3主機(jī)BIOSRAID配置任務(wù)4RAID卡配置項(xiàng)目小結(jié)RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?概念

RAID是獨(dú)立硬盤冗余陣列，簡稱硬盤陣列。其基本思想就是把多個(gè)相對(duì)便宜的硬盤組合起來，成為一個(gè)冗余的硬盤陣列組，看起來就像一個(gè)單獨(dú)的硬盤或邏輯存儲(chǔ)單元。??SNIA官方給出的定義是：RAID是一種硬盤陣列，部分物理存儲(chǔ)空間用來記錄保存在剩余空間上的用戶數(shù)據(jù)的冗余信息。當(dāng)其中某一個(gè)硬盤或訪問路徑發(fā)生故障時(shí)，冗余信息可用來重建用戶數(shù)據(jù)。所謂“冗余”就是同一個(gè)數(shù)據(jù)（塊）單元被存放在不同的RAID成員硬盤上，只有在數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤、損壞、丟失等特殊情況下才被使用，正常情況下而不被使用，貌似對(duì)于系統(tǒng)而言是“冗余”的信息。??由廉價(jià)冗余硬盤陣列進(jìn)化為獨(dú)立硬盤冗余陣列。RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID的組成一般由物理硬盤陣列、緩沖器和RAID控制器幾部分組成。?RAID的發(fā)展

目前業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是RAID0～RAID5，除RAID2外的四個(gè)等級(jí)被定為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中使用最多的RAID等級(jí)是RAID0、RAID1、RAID3、RAID5、RAID6和RAID10。??RAID每一個(gè)等級(jí)就代表一種實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)，等級(jí)之間并無高低之分。在實(shí)際應(yīng)用中，到底采用哪一個(gè)等級(jí)的技術(shù)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)用戶的數(shù)據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)，綜合考慮可用性、性能和成本來選擇合適的RAID等級(jí)。RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID的實(shí)現(xiàn)方式

有軟RAID、硬RAID以及軟硬混合RAID三種。??軟RAID由操作系統(tǒng)和CPU來完成，沒有獨(dú)立的RAID控制/處理芯片和I/O處理芯片?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)基本上都提供軟RAID支持，通過在硬盤設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序上添加一個(gè)軟件層，提供一個(gè)物理驅(qū)動(dòng)器與邏輯驅(qū)動(dòng)器之間的抽象層。目前，操作系統(tǒng)支持的最常見RAID等級(jí)有RAID0、RAID1、RAID10、RAID01、RAID5等。??硬RAID配備了專門的RAID控制/處理芯片和I/O處理芯片及陣列緩沖，不占用CPU資源，但成本很高。硬RAID通常都支持熱交換技術(shù)，可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更換故障硬盤。硬RAID有RAID卡和主板上集成的RAID芯片兩種解決方案，服務(wù)器平臺(tái)多采用RAID卡。??軟硬混合RAID為了節(jié)省成本，采用廉價(jià)且處理能力較弱的處理控制芯片，RAID的任務(wù)處理大部分還是通過固件驅(qū)動(dòng)程序由CPU來完成的，性能和成本介于軟RAID和硬RAID之間。RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?

數(shù)據(jù)條帶（DataStrip）是硬盤中進(jìn)行一次數(shù)據(jù)讀寫的最小單元，可能由一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的扇區(qū)構(gòu)成。數(shù)據(jù)寫入RAID時(shí)會(huì)被分成多個(gè)數(shù)據(jù)單元來并行寫入多塊（相同規(guī)格的）硬盤中，這些數(shù)據(jù)單元在不同硬盤上的地址相同；數(shù)據(jù)讀取時(shí)會(huì)并行從多塊硬盤讀取條帶數(shù)據(jù)，最后完整輸出。這種使用大小一致的數(shù)據(jù)單元組織數(shù)據(jù)的方式稱作條帶化。條帶用條帶深度來表示，又叫條帶大小。這個(gè)參數(shù)指的是寫在每塊硬盤上的條帶數(shù)據(jù)塊的大小。RAID的數(shù)據(jù)塊大小一般在2～512KB（或更大），其數(shù)值是2的次方，即2KB、4KB、8KB、16KB、64KB等。在同一個(gè)陣列中，多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器上相同位置（或說相同編號(hào)）的條帶我們使用分條（Stipe）來表示，即分條是由同一硬盤柱面上的條帶組成的。關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗(yàn)：

RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1RAID分條寬度是指同時(shí)可以并發(fā)讀或?qū)懙臈l帶數(shù)量。這個(gè)數(shù)量等于RAID中的物理成員硬盤數(shù)量。條帶化本質(zhì)上是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分割成相同大小的數(shù)據(jù)塊，把每段數(shù)據(jù)分別寫入陣列中的不同硬盤上的一種方法。簡而言之，是一種將多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器合并為一個(gè)卷的方法。

為什么能夠提高磁盤的I/O性能？關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗(yàn)：

RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?鏡像（Mirror）同時(shí)在硬盤陣列中產(chǎn)生兩個(gè)（甚至多個(gè)）完全相同的數(shù)據(jù)副本，分布在兩個(gè)（甚至多個(gè)）不同的硬盤驅(qū)動(dòng)器組上。提供完全的數(shù)據(jù)冗余能力，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)副本失效不可用時(shí)，外部系統(tǒng)仍可正常訪問另外的副本，不會(huì)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行和性能產(chǎn)生影響。鏡像不需要額外的計(jì)算和校驗(yàn)，直接復(fù)制即可。鏡像技術(shù)可以從多個(gè)副本進(jìn)行并發(fā)同時(shí)讀取數(shù)據(jù)，不僅提供更高了數(shù)據(jù)的可用性，也提高了數(shù)據(jù)的的讀I/O性能。寫數(shù)據(jù)是不能并行的，因此寫多個(gè)副本會(huì)導(dǎo)致I/O性能降低。鏡像技術(shù)提供了非常高的數(shù)據(jù)安全性，其代價(jià)需要至少雙倍的存儲(chǔ)空間。高成本限制了鏡像的廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用于至關(guān)重要的數(shù)據(jù)保護(hù)。關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗(yàn)：

RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?數(shù)據(jù)校驗(yàn)（DataParity）通過算法檢測數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并在能力允許的前提下進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)，用較小的數(shù)據(jù)冗余代價(jià)換取了極佳的數(shù)據(jù)完整性和可靠性，為數(shù)據(jù)提供安全性保障。采用數(shù)據(jù)校驗(yàn)時(shí)，RAID要在寫入數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算，并將得到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAID的成員硬盤中。校驗(yàn)數(shù)據(jù)可以集中保存在某個(gè)硬盤或分散存儲(chǔ)在多個(gè)不同硬盤中。不同RAID等級(jí)的校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)各不相同。當(dāng)其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)，通過反校驗(yàn)計(jì)算，以重建丟失的數(shù)據(jù)。校驗(yàn)技術(shù)相對(duì)鏡像技術(shù)的優(yōu)勢在于節(jié)省了大量開銷，但由于每次數(shù)據(jù)讀寫都要進(jìn)行大量的校驗(yàn)運(yùn)算，對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度要求很高，所以必須使用硬件RAID控制器。關(guān)鍵技術(shù)2數(shù)據(jù)條帶：鏡像：數(shù)據(jù)校驗(yàn)：

RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID0是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，是把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的塊，并把它們寫到陣列的不同的硬盤上，第0塊被寫到硬盤0中，第1塊被寫到硬盤1中，依次類推，直到所有數(shù)據(jù)分布完畢。從系統(tǒng)管理維度看，這些物理硬盤組成了一個(gè)更大的邏輯硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID0是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，是把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的塊，并把它們寫到陣列的不同的硬盤上，第0塊被寫到硬盤0中，第1塊被寫到硬盤1中，依次類推，直到所有數(shù)據(jù)分布完畢。從系統(tǒng)管理維度看，這些物理硬盤組成了一個(gè)更大的邏輯硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID0是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，是把數(shù)據(jù)分成若干相等大小的塊，并把它們寫到陣列的不同的硬盤上，第0塊被寫到硬盤0中，第1塊被寫到硬盤1中，依次類推，直到所有數(shù)據(jù)分布完畢。從系統(tǒng)管理維度看，這些物理硬盤組成了一個(gè)更大的邏輯硬盤。??在實(shí)際中，RAID0將所在硬盤條帶化后組成大容量的存儲(chǔ)空間，將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在所有硬盤中，這實(shí)際上不是一種真正的RAID，因?yàn)樗⒉惶峁┤魏涡问降娜哂嗖呗?，任何一塊硬盤毀損都將導(dǎo)致整個(gè)RAID中的所有數(shù)據(jù)丟失，因此RAID0的可靠性最差。??RAID0具有低成本、極高的讀寫性能、高存儲(chǔ)空間利用率等特性，適用于對(duì)速度要求嚴(yán)格，但對(duì)可靠性要求不高、數(shù)據(jù)保護(hù)不重要的應(yīng)用，如視頻處理、圖像處理、臨時(shí)文件的轉(zhuǎn)儲(chǔ)等場合。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID1

采用鏡像冗余來提高可靠性，即每一個(gè)工作盤都有一個(gè)鏡像盤。數(shù)據(jù)塊D0和D1的副本同時(shí)寫入兩個(gè)硬盤中（硬盤1和硬盤2），其他數(shù)據(jù)塊也以相同的方式（鏡像）寫入RAID1硬盤組中。寫入時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)被同時(shí)寫入工作硬盤和鏡像硬盤，而讀數(shù)據(jù)時(shí)只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障，系統(tǒng)將立即把鏡像盤調(diào)整為工作盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID1

采用鏡像冗余來提高可靠性，即每一個(gè)工作盤都有一個(gè)鏡像盤。數(shù)據(jù)塊D0和D1的副本同時(shí)寫入兩個(gè)硬盤中（硬盤1和硬盤2），其他數(shù)據(jù)塊也以相同的方式（鏡像）寫入RAID1硬盤組中。寫入時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)被同時(shí)寫入工作硬盤和鏡像硬盤，而讀數(shù)據(jù)時(shí)只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障，系統(tǒng)將立即把鏡像盤調(diào)整為工作盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID1

采用鏡像冗余來提高可靠性，即每一個(gè)工作盤都有一個(gè)鏡像盤。數(shù)據(jù)塊D0和D1的副本同時(shí)寫入兩個(gè)硬盤中（硬盤1和硬盤2），其他數(shù)據(jù)塊也以相同的方式（鏡像）寫入RAID1硬盤組中。寫入時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)被同時(shí)寫入工作硬盤和鏡像硬盤，而讀數(shù)據(jù)時(shí)只從工作盤讀出，一旦工作盤發(fā)生故障，系統(tǒng)將立即把鏡像盤調(diào)整為工作盤，從鏡像盤中讀出數(shù)據(jù)。??RAID1在數(shù)據(jù)寫入時(shí)，響應(yīng)時(shí)間會(huì)有所影響，但是讀數(shù)據(jù)的時(shí)候沒有影響，因此其讀取性能幾乎與RAID0接近。RAID1提供了最佳的數(shù)據(jù)保護(hù)，一旦工作硬盤發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從鏡像硬盤讀取數(shù)據(jù)，不會(huì)影響用戶工作。??RAID1由于工作硬盤和鏡像硬盤保存了相同的信息，可靠性很高，但是因?yàn)槠溥壿嬘脖P的總?cè)萘康扔谒形锢碛脖P容量的一半，所以硬盤的空間利用率僅有50%，成本很高。因此RAID1常用于讀寫性能要求高、對(duì)出錯(cuò)率要求極嚴(yán)的數(shù)據(jù)應(yīng)用場合，關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID10

RAID1+RAID0

，是將鏡像和條帶進(jìn)行組合的RAID級(jí)別，先進(jìn)行鏡像（RAID1）然后再做條帶（RAID0）。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID3采用單硬盤容錯(cuò)和并行數(shù)據(jù)傳輸，先采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)分塊，然后再將這些塊進(jìn)行異或運(yùn)算得到奇偶校驗(yàn)結(jié)果，最后把結(jié)果寫到最后一個(gè)盤，這個(gè)盤是RAID3組的奇偶校驗(yàn)硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID3采用單硬盤容錯(cuò)和并行數(shù)據(jù)傳輸，先采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)分塊，然后再將這些塊進(jìn)行異或運(yùn)算得到奇偶校驗(yàn)結(jié)果，最后把結(jié)果寫到最后一個(gè)盤，這個(gè)盤是RAID3組的奇偶校驗(yàn)硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID3采用單硬盤容錯(cuò)和并行數(shù)據(jù)傳輸，先采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)分塊，然后再將這些塊進(jìn)行異或運(yùn)算得到奇偶校驗(yàn)結(jié)果，最后把結(jié)果寫到最后一個(gè)盤，這個(gè)盤是RAID3組的奇偶校驗(yàn)硬盤。RAID3完好時(shí)讀性能與RAID0完全一致，并行從多個(gè)硬盤條帶讀取數(shù)據(jù)，性能非常高，同時(shí)還提供了數(shù)據(jù)容錯(cuò)能力。不足是校驗(yàn)盤很容易成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸，這種情況被稱為RAID3的“寫懲罰”。RAID3會(huì)把數(shù)據(jù)的寫入操作分散到多個(gè)硬盤上進(jìn)行，然而不管是向哪一個(gè)數(shù)據(jù)盤寫入數(shù)據(jù)，都需要同時(shí)重寫校驗(yàn)盤中的相關(guān)信息。因此，對(duì)于那些經(jīng)常需要執(zhí)行大量寫入操作的應(yīng)用來說，校驗(yàn)盤的負(fù)載將會(huì)很大，無法滿足程序的運(yùn)行速度，從而導(dǎo)致整個(gè)RAID系統(tǒng)性能下降。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID3和RAID4

RAID4與RAID3的原理大致相同，區(qū)別在于條帶化的方式不同。RAID4按照塊的方式來組織數(shù)據(jù)，寫操作只涉及當(dāng)前數(shù)據(jù)盤和校驗(yàn)盤兩個(gè)盤，多個(gè)I/O請(qǐng)求可以同時(shí)得到處理，提高了系統(tǒng)性能。RAID4

按塊存儲(chǔ)可以保單證塊的完整性，可以避免受到其他硬盤上同條帶產(chǎn)生的不利影響。RAID4

提供了非常好的讀性能，但單一的校驗(yàn)盤往往成為系統(tǒng)性能的瓶頸。對(duì)于寫操作，RAID4

只能逐個(gè)硬盤進(jìn)行寫操作，包括寫入校驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此寫性能比較差。而且隨著成員硬盤數(shù)量的增加，校驗(yàn)盤的系統(tǒng)瓶頸將更加突出。正是由于如上這些限制和不足，所以RAID4在實(shí)際應(yīng)用中很少見，主流存儲(chǔ)產(chǎn)品也很少使用RAID4保護(hù)。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID5

是改進(jìn)版的RAID3。不同的是，RAID5把校驗(yàn)數(shù)據(jù)按照循環(huán)的方式有規(guī)律地均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，每個(gè)RAID成員硬盤同時(shí)保存了數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息，很好地解決了RAID3出現(xiàn)的寫瓶頸或熱點(diǎn)問題。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID5

是改進(jìn)版的RAID3。不同的是，RAID5把校驗(yàn)數(shù)據(jù)按照循環(huán)的方式有規(guī)律地均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，每個(gè)RAID成員硬盤同時(shí)保存了數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息，很好地解決了RAID3出現(xiàn)的寫瓶頸或熱點(diǎn)問題。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID5

是改進(jìn)版的RAID3。不同的是，RAID5把校驗(yàn)數(shù)據(jù)按照循環(huán)的方式有規(guī)律地均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，每個(gè)RAID成員硬盤同時(shí)保存了數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息，很好地解決了RAID3出現(xiàn)的寫瓶頸或熱點(diǎn)問題。RAID5是最常用的RAID方式之一，是RAID0和RAID1的折中方案。RAID5要求最少三塊硬盤，其中一塊硬盤作為冗余存放校驗(yàn)數(shù)據(jù)，另外兩塊物理硬盤存放原始數(shù)據(jù)，即該RAID5的有效數(shù)據(jù)空間是兩塊物理硬盤空間的和。RAID5讀取速度和RAID0相同，但寫入速度不及RAID0，因?yàn)?/3空間是校驗(yàn)數(shù)據(jù)。RAID5允許在最多損壞一塊硬盤的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完全恢復(fù)，安全性比RAID0高出很多。RAID5適合用于對(duì)性能和安全有一定要求但又不太高的情況。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID50

是將RAID5和RAID0進(jìn)行兩級(jí)組合的RAID級(jí)別，第一級(jí)是RAID5，第二級(jí)為RAID0。兩個(gè)子組被配置成RAID5，這兩個(gè)子組再形成RAID0。每個(gè)RAID5子組完全獨(dú)立于對(duì)方。RAID50需要至少六個(gè)硬盤，因?yàn)橐粋€(gè)RAID5組最少需要三個(gè)硬盤。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID6

引入了雙重獨(dú)立的校驗(yàn)算法（P和Q校驗(yàn)算法），它可以保證在陣列中同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)硬盤失效時(shí)，陣列仍能夠繼續(xù)工作，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。RAID6等級(jí)是在RAID5的基礎(chǔ)上為了進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)而設(shè)計(jì)的一種RAID方式，它可以看作是一種擴(kuò)展的RAID5等級(jí)。在RAID6中，每個(gè)數(shù)據(jù)塊都會(huì)被分成若干個(gè)子塊，其中包括數(shù)據(jù)塊本身（例如D0）、P校驗(yàn)塊（例如P1和Q校驗(yàn)塊（例如Q1）。P校驗(yàn)塊是通過對(duì)同一分條內(nèi)所有用戶數(shù)據(jù)塊的簡單異或運(yùn)算得到的；而Q校驗(yàn)塊需要對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行GF（“伽羅華域”）變換得出里德·所羅門（ReedSolomon）碼，得到一系列系數(shù)Ki、Kj、Km、…，再通過Q=（Ki⊕數(shù)據(jù)塊1）⊕（Kj⊕數(shù)據(jù)塊2）⊕（Km⊕數(shù)據(jù)塊3）⊕…求出。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：

RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?RAID6

在RAID6的實(shí)現(xiàn)中，用戶數(shù)據(jù)和校驗(yàn)數(shù)據(jù)分布在同一分條的所有硬盤上。當(dāng)兩個(gè)硬盤同時(shí)失效時(shí)，即可通過求解兩元方程來重建兩個(gè)硬盤上的數(shù)據(jù)。下圖展示了五個(gè)物理硬盤組成的RAID6原理圖。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3圖中，P1是通過對(duì)D0，D1，D2所在的分條0進(jìn)行異或操作獲得的，P2是對(duì)D3，D4，D5所在的分條1異或操作實(shí)現(xiàn)的，其他的分條依次類推。Q1是對(duì)D0，D1，D2所在的分條0條進(jìn)行GF變換再異或操作實(shí)現(xiàn)的，Q2是對(duì)D3，D4，D5所在的分條1進(jìn)行GF變換再異或運(yùn)算，其他的分條也依次類推。RAID0：RAID1：RAID10：RAID3和RAID4：RAID5：RAID50：RAID6：

RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?

每一種RAID硬盤陣列都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇適合的RAID主要根據(jù)應(yīng)用從數(shù)據(jù)可靠性、I/O性能和成本三個(gè)方面綜合權(quán)衡。關(guān)鍵技術(shù)2常用RAID級(jí)別3RAID應(yīng)用選擇4RAID

等級(jí)RAID0RAID1RAID3RAID5RAID6RAID10技術(shù)條帶鏡像專用奇偶校驗(yàn)條帶分布奇偶校驗(yàn)條帶雙重奇偶校驗(yàn)條帶鏡像加條帶容錯(cuò)性無有有有有有冗余類型無有有有有有熱備份選擇無有有有有有讀性能高低高高高高隨機(jī)寫性能高低低一般低一般連續(xù)寫性能高低低低低一般需要硬盤數(shù)n≥12n(n≥1)n≥3n≥3n≥42n(n≥2)≥4可用容量全部50%(n-1)/n(n-1)/n(n-2)/n50%RAID簡介任務(wù)1

認(rèn)識(shí)RAIDTask1UnderstandRAID1?大容量

這是RAID的一個(gè)顯著優(yōu)勢，它擴(kuò)大了硬盤的容量?，F(xiàn)在單個(gè)硬盤的容量就可以到32TB及以上，這樣RAID的存儲(chǔ)容量就可以達(dá)到PB級(jí)，大多數(shù)的存儲(chǔ)需求都可以滿足。?高性能

受益于數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)，RAID將數(shù)據(jù)I/O分散到各個(gè)成員硬盤上，從而獲得與單個(gè)硬盤相比成倍增長的聚合I/O性能。?可靠性

可用性和可靠性是RAID的另一個(gè)重要特征。RAID冗余技術(shù)大幅提升了數(shù)據(jù)可用性和可靠性，保證了若干硬盤出錯(cuò)時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，不影響系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。?可管理性

實(shí)際上，R