存储系统(还需要输入1个字)

计算机存储系统可以分为内置和外部两种方式。

内置就是机器里面装硬盘,外部可以是直接接外置硬盘,也可以是通过 络来连接存储设备。

一、磁盘接口

对于内置磁盘,目前的接口主要是SATA/SAS/SCSI三种。

1、SATA
像个人PC,目前一般硬盘接口是SATA(Serial ATA),即串行ATA。ATA(Advanced Technology Attachmen),意为高级技术附件规格。20年前吧,大约2000年或更早的时候,PC里的硬盘符合PATA(parallel ATA,并行ATA)规范,接的是主板上的IDE口。目前的SATA与PATA相比,传输速率高,可靠性好,还支持热插拔,所以目前成为个人PC主流。

使用SATA的硬盘,转速通常不太高,容量大,目前PC机或者IOPS要求不是太高的存储多使用这种接口的硬盘。

2、SCSI
个人PC层面是SATA接口,服务器一般是SCSI。

SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口),是一种用于计算机及其周边设备之间(硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等)系统级接口的独立处理器标准,并不仅仅只支持硬盘。

2、RAID 0
条带化,读取速度快,但一损俱损。

连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,这点有别于上面的JBOD,但它同样没有数据冗余,没有为数据的可靠性提供保证,其中一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

但是成本也会明显增加,磁盘利用率为50%。RAID 1多用在保存关键性的重要数据的场合。

RAID 1主要是通过二次读写实现磁盘镜像,所以磁盘控制器的负载也相当大,尤其是在需要频繁写入数据的环境中。为了避免出现性能瓶颈,使用多个磁盘控制器就显得很有必要。

4、RAID 0 + 1
RAID0与RAID1的结合体。既快速读写,又保证数据安全。护发去头皮,两全其美。唯一缺点,就是磁盘利用率还是只有50%。

7、RAID 4
RAID4和RAID3很象,不同的是,它对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘。在图上可以这么看,RAID3是一次一横条,而RAID4一次一竖条。它的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。

8、RAID 5
RAID5(分布式奇偶校验的独立磁盘结构)。从它的示意图上可以看到,它的奇偶校验码存在于所有磁盘上,所以提高了可靠性。

RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比 RAID 1低而磁盘空间利用率要比 RAID 1 高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低,是运用较多的一种解决方案。

RAID5和RAID4一样,数据以块为单位分布到各个硬盘上。RAID 5不对数据进行备份,而是把数据和与其相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

至少使用3块硬盘(也可以更多)组建RAID5磁盘阵列。只允许有一块硬盘出现故障,出现故障时需要尽快更换。当更换故障硬盘后,在故障期间写入的数据会进行重新校验。 如果在未解决故障又坏1块,那就是灾难性的了。

做RAID 5阵列所有磁盘容量必须一样大,当容量不同时,会以最小的容量为准。 最好硬盘转速一样,否则会影响性能。

图中下标带p的,都是检验码,每个盘都有,人人有份,永不落空。

10、RAID 7

RAID 7等级是至今为止,理论上性能最高的RAID模式,因为它从组建方式上就已经和以往的方式有了重大的不同。在RAID 7中,以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘,有自己的读写通道,效率也就不言自明。

2、NAS
络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)

采用 络(TCP/IP、ATM、FDDI)技术,通过 络交换机连接存储系统和服务器主机,建立专用于数据存储的存储私 。NAS有文件系统和IP地址,可以类似的理解为 上邻居的共享磁盘。

NAS产品是真正即插即用的产品,支持多种计算机平台,无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域 内;由于 络接入存储采用TCP/IP 络进行数据交换,不同厂商的产品(服务器、交换机、NAS存储)只要满足协议标准就能够实现互连互通,无兼容性的要求。

NAS早期性能受带宽影响,随着快速以太 (100Mbps)、VLAN虚 、Trunk(Ethernet Channel) 以太 通道的出现, 络接入存储的读写性能得到改善;1998年千兆以太 (1000Mbps)的出现和投入商用,为 络接入存储(NAS)带来质的变化和市场广泛认可。2002年万兆以太 (10000Mbps)的出现和投入商用,存储 络带宽大大提高NAS存储的性能。

无论是从适用性还是TCO(Total Cost of Ownership,总拥有成本)的角度来说,NAS成为多数企业,尤其是大中小企业的最佳选择。

存储系统(还需要输入1个字)
SAN结构中,文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用服务器上;而NAS则是每个应用服务器通过 络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。换句话说:NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。

按照我的理解,NAS意为 络接入存储,它就是一个独立的存储系统,通过 络接入;SAN为存储区域 络,是一个 络,这个 络适合用于存储。

NAS是存储系统,SAN是 络系统。


2021.05.20
NAS,通过 络将存储服务器连接起来;SAN,通过 络将磁盘连接起来。NAS,压力容易落在存储服务器上,形成瓶颈。而SAN,数据可以从多个磁盘中并行存取,提高了性能,减轻单个磁盘压力,再加上光纤高速传输,效果估计比NAS更好。

参考文章:
DAS、NAS、SAN
磁盘阵列三种架构DAS、NAS、SAN基础知识
存储:从硬盘到磁盘阵列再到DAS、NAS、SAN


2022.07.29
目前硬盘可分为三大种类(SSD;HHD;HDD)
SSD(Solid State Drive):固态硬盘
HDD(Hard Disk Drive):机械硬盘
HHD(Hybrid Hard Drive):混合硬盘。是既包含传统硬盘又有闪存(flashmemory)模块的大容量存储设备。闪存处理存储中写入或恢复最频繁的数据。

参考文章

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