網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展綜述09

1、l信息存儲(chǔ)的定義信息存儲(chǔ)的定義l數(shù)字信息學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)字信息學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)l容量問(wèn)題容量問(wèn)題l高可用性問(wèn)題高可用性問(wèn)題l性能問(wèn)題性能問(wèn)題l管理復(fù)雜性問(wèn)題管理復(fù)雜性問(wèn)題l 生命周期問(wèn)題生命周期問(wèn)題 處理處理 傳輸傳輸 存儲(chǔ)存儲(chǔ)l處理：對(duì)信息進(jìn)行變化和加工處理：對(duì)信息進(jìn)行變化和加工l傳輸：信息跨越空間的傳播傳輸：信息跨越空間的傳播l存儲(chǔ)：信息跨越時(shí)間的傳播存儲(chǔ)：信息跨越時(shí)間的傳播 存儲(chǔ)是信息技術(shù)的三大基石之一存儲(chǔ)是信息技術(shù)的三大基石之一 （被我國(guó)忽略的領(lǐng)域）（被我國(guó)忽略的領(lǐng)域）l處理：產(chǎn)生知識(shí)處理：產(chǎn)生知識(shí)l通訊：傳播知識(shí)通訊：傳播知識(shí)l存儲(chǔ)：積累知識(shí)存儲(chǔ)：積累知識(shí) 處理：大腦處理：大腦 通訊：語(yǔ)言

2、，手勢(shì)、表情通訊：語(yǔ)言，手勢(shì)、表情 存儲(chǔ)：大腦存儲(chǔ)：大腦通過(guò)技術(shù)的發(fā)明來(lái)克服自然狀態(tài)的局限與通過(guò)技術(shù)的發(fā)明來(lái)克服自然狀態(tài)的局限與不足不足大自然賦予人類(lèi)大腦極其優(yōu)秀的處理能力，而大自然賦予人類(lèi)大腦極其優(yōu)秀的處理能力，而通訊和存儲(chǔ)能力不足通訊和存儲(chǔ)能力不足在電腦發(fā)明前，幾乎所有的信息工具發(fā)明都集在電腦發(fā)明前，幾乎所有的信息工具發(fā)明都集中在通訊和存儲(chǔ)中在通訊和存儲(chǔ): :通訊：通訊：烽火臺(tái)、旗語(yǔ)、鼓語(yǔ)、郵遞、交通、電報(bào)、電話、無(wú)線電、電視、Internet存儲(chǔ)存儲(chǔ)：結(jié)繩計(jì)數(shù)、文字、繪畫(huà)、紙和印刷（非常偉大的發(fā)明，現(xiàn)代技術(shù)很多方面都沒(méi)有超過(guò)它）、照相、錄音、錄像、數(shù)字存儲(chǔ)處理處理：算籌、算盤(pán)、計(jì)算機(jī)l我

3、們處于人類(lèi)歷史上（數(shù)萬(wàn)年）信息技術(shù)（IT)的一個(gè)偉大的轉(zhuǎn)折過(guò)程（大約需要100年）:各種信息技術(shù)都向數(shù)字化轉(zhuǎn)移!(電的對(duì)比)l現(xiàn)在正處于變化最劇烈的拐點(diǎn)，一切都變化得這樣快l我們對(duì)這個(gè)過(guò)程有沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)?l世紀(jì)之交的信息技術(shù)大轉(zhuǎn)移：數(shù)字化大轉(zhuǎn)移世紀(jì)之交的信息技術(shù)大轉(zhuǎn)移：數(shù)字化大轉(zhuǎn)移l時(shí)間：世紀(jì)之交前后時(shí)間：世紀(jì)之交前后5050年年l5050年前開(kāi)始（以計(jì)算機(jī)發(fā)明為開(kāi)端），年前開(kāi)始（以計(jì)算機(jī)發(fā)明為開(kāi)端），5050年后成年后成熟，信息領(lǐng)域數(shù)字技術(shù)一統(tǒng)天下熟，信息領(lǐng)域數(shù)字技術(shù)一統(tǒng)天下l目前正是轉(zhuǎn)移的高峰期：目前正是轉(zhuǎn)移的高峰期：l數(shù)字控制、數(shù)字錄音、數(shù)據(jù)通訊（目前主干，即數(shù)字控制、數(shù)字錄音、數(shù)據(jù)通

4、訊（目前主干，即將用戶）、數(shù)字計(jì)算、數(shù)字電視、數(shù)字廣播、數(shù)將用戶）、數(shù)字計(jì)算、數(shù)字電視、數(shù)字廣播、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像、數(shù)字城市、數(shù)字流域、數(shù)字字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像、數(shù)字城市、數(shù)字流域、數(shù)字地球地球 . . 數(shù)字化生存數(shù)字化生存l50年后，不是數(shù)字的信息產(chǎn)品很難見(jiàn)到（成熟年后，不是數(shù)字的信息產(chǎn)品很難見(jiàn)到（成熟)l“數(shù)字”是人類(lèi)至今為止找到的最佳信息媒介！(終于找到了?。﹍可與各種信息形式進(jìn)行轉(zhuǎn)化可與各種信息形式進(jìn)行轉(zhuǎn)化（人能接受的信息：文字、聲音、圖形、（人能接受的信息：文字、聲音、圖形、圖像、視頻；觸覺(jué)？嗅覺(jué)？味覺(jué)？圖像、視頻；觸覺(jué)？嗅覺(jué)？味覺(jué)？ ；機(jī)；機(jī)器能接受的信息：電流、電壓等）器能接受的信

5、息：電流、電壓等）l可表達(dá)人的思想、辦法、事物的規(guī)律可表達(dá)人的思想、辦法、事物的規(guī)律 （程序的巨大能力）（程序的巨大能力）l可以單一的形式進(jìn)行可以單一的形式進(jìn)行處理、傳輸、存儲(chǔ)處理、傳輸、存儲(chǔ)，是唯一可以承擔(dān)三種信息任務(wù)的媒介是唯一可以承擔(dān)三種信息任務(wù)的媒介 信息技術(shù)統(tǒng)一于數(shù)字！結(jié)結(jié) 論論進(jìn)入數(shù)字域討論進(jìn)入數(shù)字域討論科學(xué)基礎(chǔ)（力學(xué)：牛頓定律)(電學(xué)：麥克斯韋方程）(數(shù)字信息學(xué)：？）l希爾伯特問(wèn)：希爾伯特問(wèn)： 存不存在一個(gè)解決所有數(shù)學(xué)問(wèn)題的一般算法？存不存在一個(gè)解決所有數(shù)學(xué)問(wèn)題的一般算法？l圖靈答道：有！圖靈答道：有！l圖靈理論的俗解：圖靈理論的俗解：l如果不考慮時(shí)間，只要按某種規(guī)律對(duì)如果不考慮

6、時(shí)間，只要按某種規(guī)律對(duì)bitbit進(jìn)行處理、傳輸、進(jìn)行處理、傳輸、存儲(chǔ)三種簡(jiǎn)單操作，就能在理論上解決任何數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)存儲(chǔ)三種簡(jiǎn)單操作，就能在理論上解決任何數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)題！題！l圖靈機(jī)模型主要是針對(duì)計(jì)算的，但存儲(chǔ)和通訊隱含在其圖靈機(jī)模型主要是針對(duì)計(jì)算的，但存儲(chǔ)和通訊隱含在其中中l(wèi)這個(gè)理論指明了這個(gè)理論指明了bitbit的強(qiáng)大功能，也包含了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)的強(qiáng)大功能，也包含了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想思想l在通訊和存儲(chǔ)兩個(gè)領(lǐng)域工作過(guò)的人都會(huì)發(fā)現(xiàn)，他們涉在通訊和存儲(chǔ)兩個(gè)領(lǐng)域工作過(guò)的人都會(huì)發(fā)現(xiàn)，他們涉及的問(wèn)題竟然如此類(lèi)似及的問(wèn)題竟然如此類(lèi)似l通訊的編碼理論完全可以用于存儲(chǔ)通訊的編碼理論完全可以用于存儲(chǔ)l通訊：信源編碼，

7、信道編碼通訊：信源編碼，信道編碼l存儲(chǔ)：糾錯(cuò)編碼，調(diào)制編碼，存儲(chǔ)：糾錯(cuò)編碼，調(diào)制編碼， 磁盤(pán)陣列的容錯(cuò)原理磁盤(pán)陣列的容錯(cuò)原理l加密理論、信息的壓縮原理對(duì)通訊和存儲(chǔ)是一樣的加密理論、信息的壓縮原理對(duì)通訊和存儲(chǔ)是一樣的l本質(zhì)的道理：通訊和存儲(chǔ)都是信息的傳播，差別在于：本質(zhì)的道理：通訊和存儲(chǔ)都是信息的傳播，差別在于：一個(gè)跨越空間，一個(gè)跨越時(shí)間一個(gè)跨越空間，一個(gè)跨越時(shí)間l原來(lái)信息論適用于信息的傳播！在空間和時(shí)間原來(lái)信息論適用于信息的傳播！在空間和時(shí)間上，他們遵從一樣的原理！上，他們遵從一樣的原理！l圖靈機(jī)主要是針對(duì)計(jì)算的，但隱含了通圖靈機(jī)主要是針對(duì)計(jì)算的，但隱含了通訊和存儲(chǔ)訊和存儲(chǔ)l信息論主要是針對(duì)通

8、訊和存儲(chǔ)的，但隱信息論主要是針對(duì)通訊和存儲(chǔ)的，但隱含了計(jì)算含了計(jì)算l處理、傳輸、存儲(chǔ)在理論上是三位一體處理、傳輸、存儲(chǔ)在理論上是三位一體的，缺一不可的，缺一不可l上述理論解決了數(shù)字信息學(xué)的全部？上述理論解決了數(shù)字信息學(xué)的全部？NO!l只要對(duì)只要對(duì)bitbit進(jìn)行處理、傳輸、存儲(chǔ)，就能進(jìn)行處理、傳輸、存儲(chǔ)，就能解決一切信息問(wèn)題！解決一切信息問(wèn)題！l只要處理和傳輸?shù)乃俣茸銐蚩?，存?chǔ)的只要處理和傳輸?shù)乃俣茸銐蚩?，存?chǔ)的容量足夠大，一切信息問(wèn)題都能解決！容量足夠大，一切信息問(wèn)題都能解決！（存在著這樣的可能性）（存在著這樣的可能性）l美國(guó)科學(xué)家Stephen Wolfram 2002年出版了一部科學(xué)巨著

9、:A New Kind of Science數(shù)學(xué)只能表達(dá)相對(duì)簡(jiǎn)單的科學(xué)規(guī)律，不能描述復(fù)雜現(xiàn)象：生物世界，湍流，社會(huì)，思維，經(jīng)濟(jì)，股票新科學(xué)的要點(diǎn)：宇宙的一切規(guī)律都可以由簡(jiǎn)單的程序經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算而得到!可能揭示了前所未知的科學(xué)本質(zhì)!有新的結(jié)果！數(shù)字的潛力還沒(méi)有被充分認(rèn)識(shí)!上述理論給予我們的終極信念上述理論給予我們的終極信念l對(duì)數(shù)字的操作能表達(dá)對(duì)數(shù)字的操作能表達(dá)一切信息規(guī)律和現(xiàn)象！一切信息規(guī)律和現(xiàn)象！l數(shù)字化的信息世界一定能實(shí)現(xiàn)！數(shù)字化的信息世界一定能實(shí)現(xiàn)！l第一步：現(xiàn)實(shí)域數(shù)字域l第二步：數(shù)字域三種簡(jiǎn)單的操作處理（計(jì)算），傳輸，存儲(chǔ)l第三步：數(shù)字域現(xiàn)實(shí)域軟硬件新論軟硬件新論l硬件：對(duì)數(shù)字操作的機(jī)器系

10、統(tǒng)l不論多么復(fù)雜的硬件系統(tǒng)，基本原理極為簡(jiǎn)單l即:操作數(shù)字!l數(shù)字硬件：對(duì)數(shù)字進(jìn)行處理、傳輸、和存儲(chǔ)的硬件l轉(zhuǎn)換硬件：將各種形式的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，或者將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為各種形式的硬件（圖像、聲音、文字輸入輸出設(shè)備，目前重要的設(shè)備是顯示器）l處理處理：CPU, DSP, ASIC, FPGA, Gatel傳輸傳輸：總線：總線(CPU內(nèi)部、系統(tǒng)總線內(nèi)部、系統(tǒng)總線, I/O總線總線), 網(wǎng)絡(luò)（機(jī)器內(nèi)部網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)（機(jī)器內(nèi)部網(wǎng)，LAN，WAN，INTERNET,無(wú)線網(wǎng)）無(wú)線網(wǎng)）l存儲(chǔ)存儲(chǔ)：RAM，ROM，F(xiàn)LASH，硬盤(pán)，光盤(pán)，硬盤(pán)，光盤(pán)，存儲(chǔ)系統(tǒng)（存儲(chǔ)系統(tǒng)（RAID，NAS，SAN）l硬件的核心技術(shù)：

11、集成電路技術(shù)l（可運(yùn)行的）思想和內(nèi)容的數(shù)字化（可運(yùn)行的）思想和內(nèi)容的數(shù)字化l思想：算法、規(guī)律、辦法思想：算法、規(guī)律、辦法-程序表達(dá)程序表達(dá)l內(nèi)容：圖形、圖像、數(shù)據(jù)、聲音、文字內(nèi)容：圖形、圖像、數(shù)據(jù)、聲音、文字等等l 歸結(jié)為程序和數(shù)據(jù)歸結(jié)為程序和數(shù)據(jù)l軟件的核心軟件的核心: 算法算法(一個(gè)好的算法可以代一個(gè)好的算法可以代替大量的硬件替大量的硬件: FFT, MPEG) l各種硬件在數(shù)字域都有相同或相似的內(nèi)臟（只有三個(gè)部分：處理、傳輸、存儲(chǔ)）-IT全息論l今后的各種信息工具和設(shè)備外部雖然千變?nèi)f化，內(nèi)部都是一樣的（統(tǒng)一性）l軟件是思想和內(nèi)容的數(shù)字化，各個(gè)領(lǐng)域都有自己的軟件，所以是各不相同的l創(chuàng)造越來(lái)

12、越快、越來(lái)越大、越來(lái)越可靠創(chuàng)造越來(lái)越快、越來(lái)越大、越來(lái)越可靠的硬件的硬件l利用硬件平臺(tái)創(chuàng)造具有共性的軟件利用硬件平臺(tái)創(chuàng)造具有共性的軟件( (操作操作系統(tǒng)，語(yǔ)言平臺(tái)，工具軟件，中間件，系統(tǒng)，語(yǔ)言平臺(tái)，工具軟件，中間件，辦公軟件），應(yīng)用軟件則應(yīng)由各行各業(yè)辦公軟件），應(yīng)用軟件則應(yīng)由各行各業(yè)的人自己去開(kāi)發(fā)的人自己去開(kāi)發(fā)當(dāng)前硬件的發(fā)展規(guī)律當(dāng)前硬件的發(fā)展規(guī)律l1 MooreMoore定律：微處理器內(nèi)晶體管數(shù)每十八個(gè)月翻定律：微處理器內(nèi)晶體管數(shù)每十八個(gè)月翻一番；一番；l2 2 Bell Bell定律：如果保持計(jì)算能力不變，微處理器的定律：如果保持計(jì)算能力不變，微處理器的價(jià)格每十八個(gè)月減少一半；價(jià)格每十八個(gè)月

13、減少一半；l3 3 Gilder Gilder定律：未來(lái)定律：未來(lái)2525年（年（19961996年與預(yù)言）里，主年與預(yù)言）里，主干網(wǎng)的帶寬將每干網(wǎng)的帶寬將每6 6個(gè)月增加一倍；個(gè)月增加一倍；l4 4 Metcalfe Metcalfe定律：網(wǎng)絡(luò)價(jià)值同網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的平方成定律：網(wǎng)絡(luò)價(jià)值同網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的平方成正比。正比。 5.5.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展規(guī)律：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展規(guī)律：DRAMDRAM的密度每年增加的密度每年增加60%60%，每三年翻四倍。，每三年翻四倍。l6 6。硬盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展規(guī)律：硬盤(pán)的密度每年增加約一。硬盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展規(guī)律：硬盤(pán)的密度每年增加約一倍倍l后PC時(shí)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的特點(diǎn)：l1.

14、無(wú)所不在的含有l(wèi)智能的小裝置；l2. 支持服務(wù)的后臺(tái)l服務(wù)器和巨型計(jì)算機(jī)l移動(dòng)存儲(chǔ)：移動(dòng)存儲(chǔ)：Flash, 微硬盤(pán)，微光盤(pán)微硬盤(pán)，微光盤(pán)l企業(yè)級(jí)海量存儲(chǔ)企業(yè)級(jí)海量存儲(chǔ)當(dāng)一切信息都轉(zhuǎn)換為數(shù)字，問(wèn)題就產(chǎn)生了WirelessOnline VideoE-CommerceCustomer Mgmt.D A T AData AnalysisEnterpriseApplicationsClient/Server70s80s90s00s10sBasic Accounting數(shù)據(jù)信息爆炸式增長(zhǎng)數(shù)據(jù)信息爆炸式增長(zhǎng) 第一爆發(fā)點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)多媒體第一爆發(fā)點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)多媒體第二爆發(fā)點(diǎn)：第二爆發(fā)點(diǎn)：Internet 第三爆發(fā)點(diǎn)第三

15、爆發(fā)點(diǎn):寬帶寬帶(目前）目前） 第四爆發(fā)點(diǎn)：第四爆發(fā)點(diǎn)： 空間影像和虛擬現(xiàn)實(shí)普遍應(yīng)用空間影像和虛擬現(xiàn)實(shí)普遍應(yīng)用 即使處理、傳輸能力固定不變，隨著數(shù)據(jù)即使處理、傳輸能力固定不變，隨著數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生，存儲(chǔ)能力也需要?jiǎng)討B(tài)單調(diào)地不斷產(chǎn)生，存儲(chǔ)能力也需要?jiǎng)討B(tài)單調(diào)地增加。（水泵、水管、水桶的比喻）增加。（水泵、水管、水桶的比喻） 處理和傳輸速度越高，容量的增加的梯處理和傳輸速度越高，容量的增加的梯度就越高，這就是存儲(chǔ)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展度就越高，這就是存儲(chǔ)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展特性。特性。結(jié)論：結(jié)論： 無(wú)限的容量需求和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展需求無(wú)限的容量需求和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展需求1. 減小減小bit位元尺度，提高密度位元尺度，提高密度 采用各

16、種物理原理和現(xiàn)象減小位元采用各種物理原理和現(xiàn)象減小位元 磁磁（翻轉(zhuǎn)尺寸）、（翻轉(zhuǎn)尺寸）、光光(光點(diǎn)大小）、光點(diǎn)大?。?、電電（線寬）、（線寬）、生物生物、量子量子 密度：道密度、面密度、體密度密度：道密度、面密度、體密度2. 建立存儲(chǔ)系統(tǒng)，用建立存儲(chǔ)系統(tǒng)，用“磚頭磚頭”構(gòu)造構(gòu)造“大廈大廈”l硬盤(pán)硬盤(pán)是最重要的大容量存儲(chǔ)設(shè)備，是最重要的大容量存儲(chǔ)設(shè)備，50年年代由代由IBM發(fā)明以來(lái)密度增加了發(fā)明以來(lái)密度增加了1，000，000倍，到目前為止，還沒(méi)有找到能與之倍，到目前為止，還沒(méi)有找到能與之競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)手l最近的密度超過(guò)最近的密度超過(guò)100Gb/in2，主要技術(shù)：，主要技術(shù)：超低飛行磁頭超低飛

17、行磁頭10nm，加釕超穩(wěn)定介質(zhì)，加釕超穩(wěn)定介質(zhì)，PRML讀通道，光磁混合紀(jì)錄，垂直磁讀通道，光磁混合紀(jì)錄，垂直磁記錄記錄硬盤(pán)的進(jìn)展硬盤(pán)的進(jìn)展-密、快、小、廉密、快、小、廉l應(yīng)用領(lǐng)域l移動(dòng)計(jì)算l數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī) 目前：目前：CD-ROM, DVD-ROM, DVD機(jī)機(jī) DVD-RW(DVR) 最近要產(chǎn)品化的技術(shù)：向高密度進(jìn)軍最近要產(chǎn)品化的技術(shù)：向高密度進(jìn)軍 藍(lán)光藍(lán)光DVD, HD-DVD 多層多階光存儲(chǔ)多層多階光存儲(chǔ) 近場(chǎng)光存儲(chǔ)近場(chǎng)光存儲(chǔ) 全息光存儲(chǔ)全息光存儲(chǔ) l正如無(wú)論多快的正如無(wú)論多快的單處理器無(wú)法滿單處理器無(wú)法滿足超級(jí)計(jì)算的要足超級(jí)計(jì)算的要求一樣，求一樣，無(wú)論多無(wú)論多大的單個(gè)硬盤(pán)也大的

18、單個(gè)硬盤(pán)也無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)存無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和企業(yè)存儲(chǔ)的儲(chǔ)和企業(yè)存儲(chǔ)的需要需要單處理器單處理器-多處理器多處理器-多計(jì)算機(jī)多計(jì)算機(jī)-網(wǎng)格網(wǎng)格硬盤(pán)硬盤(pán)- 陣列陣列-存儲(chǔ)網(wǎng)存儲(chǔ)網(wǎng)-數(shù)據(jù)網(wǎng)格數(shù)據(jù)網(wǎng)格由軟件和硬件共同實(shí)現(xiàn)由軟件和硬件共同實(shí)現(xiàn)磁盤(pán)陣列磁盤(pán)陣列（多個(gè)硬盤(pán)）（多個(gè)硬盤(pán)）容量、速度、可用性容量、速度、可用性l存儲(chǔ)虛擬化軟件（單一邏輯映像）l存儲(chǔ)資源管理軟件（容量、級(jí)別，性能）l存儲(chǔ)備份、數(shù)據(jù)遷移軟件l對(duì)很多領(lǐng)域，數(shù)據(jù)是比硬件設(shè)備寶貴得對(duì)很多領(lǐng)域，數(shù)據(jù)是比硬件設(shè)備寶貴得多的資源多的資源: : 銀行、電信、保險(xiǎn)、電子商務(wù)、網(wǎng)站、銀行、電信、保險(xiǎn)、電子商務(wù)、網(wǎng)站、企業(yè)信息企業(yè)信息l處理部件、傳輸部件損壞

19、：處理部件、傳輸部件損壞： 損失有限，損失有限， 更換可恢復(fù)更換可恢復(fù)l存儲(chǔ)部件損壞：存儲(chǔ)部件損壞： 數(shù)據(jù)丟失！巨大的損失！數(shù)據(jù)丟失！巨大的損失！建筑行業(yè)一定有安全系數(shù)，建筑行業(yè)一定有安全系數(shù)，80%80%的信息系統(tǒng)的信息系統(tǒng)沒(méi)有安全系數(shù)！沒(méi)有安全系數(shù)！l1. 數(shù)據(jù)不丟失（最起碼的要求）l2.系統(tǒng)不停機(jī)（724服務(wù)的保障）l3.性能不下降（優(yōu)質(zhì)服務(wù)的保障）解決可用性問(wèn)題的典型途徑： 冗余 （雙機(jī)，網(wǎng)絡(luò)RAID) 備份 （磁帶、光盤(pán)、硬盤(pán)）l具有耗散結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)具有耗散結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)l借鑒生物系統(tǒng)原理：借鑒生物系統(tǒng)原理：心臟之所以保證數(shù)十心臟之所以保證數(shù)十年的可用性，不是因年的可用性，不是因?yàn)?/p>

20、材料特別好，而是為材料特別好，而是因?yàn)樾玛惔x因?yàn)樾玛惔xlUCBUCB的的ISTOREISTOREDiskHalf-height canister共享處理機(jī)共享處理機(jī) 共享存儲(chǔ)器里的數(shù)據(jù)共享存儲(chǔ)器里的數(shù)據(jù)Make the common case fast!網(wǎng)站的存儲(chǔ)網(wǎng)站的存儲(chǔ)：幾十萬(wàn)用戶同時(shí)點(diǎn)擊到一個(gè)站點(diǎn)：幾十萬(wàn)用戶同時(shí)點(diǎn)擊到一個(gè)站點(diǎn)去獲得海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的信息。去獲得海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的信息。WWW: world wide web 變?yōu)樽優(yōu)閣orld wide wait1.Cache 1.Cache 技術(shù)，技術(shù)，RAM-DISK, RAM-RAIDRAM-DISK, RAM-RAID RAID-

21、TAPE(HSM) RAID-TAPE(HSM)2.2.高速高速I(mǎi)/OI/O通道通道:SCSI(160-320), FC(1-2-4G):SCSI(160-320), FC(1-2-4G) SATA(150-300), IP(1-10G) SATA(150-300), IP(1-10G)3. 3. 聚合帶寬（并行技術(shù)）：聚合帶寬（并行技術(shù)）： 多主機(jī)多主機(jī)- -單存儲(chǔ)，單主機(jī)單存儲(chǔ)，單主機(jī)- -多存儲(chǔ)多存儲(chǔ)4. 4. 改變工作方式：基于磁盤(pán)的系統(tǒng)，隨機(jī)小寫(xiě)改變工作方式：基于磁盤(pán)的系統(tǒng)，隨機(jī)小寫(xiě)與連續(xù)大寫(xiě)性能差與連續(xù)大寫(xiě)性能差100100倍，變小寫(xiě)為大寫(xiě)倍，變小寫(xiě)為大寫(xiě)5.5.提高協(xié)議效率：提高

22、協(xié)議效率：FC vs iSCSIFC vs iSCSI6.6.采用就近原則采用就近原則7. PTP7. PTP對(duì)等存儲(chǔ)原理對(duì)等存儲(chǔ)原理8.8.第三方直接傳輸?shù)谌街苯觽鬏攍對(duì)現(xiàn)狀的觀察對(duì)現(xiàn)狀的觀察 （1 1）硬盤(pán)每年的容量和性能都在提高）硬盤(pán)每年的容量和性能都在提高 （2 2）現(xiàn)有的）現(xiàn)有的RAIDRAID系統(tǒng)，換了一個(gè)硬盤(pán)之后系統(tǒng)，換了一個(gè)硬盤(pán)之后整體性能沒(méi)有提高整體性能沒(méi)有提高 （3 3）越用性能越差）越用性能越差進(jìn)化存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)化存儲(chǔ)系統(tǒng)（1 1）物理進(jìn)化）物理進(jìn)化（2 2）數(shù)據(jù)分布進(jìn)化）數(shù)據(jù)分布進(jìn)化 l異構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)異構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)l規(guī)模越來(lái)越大規(guī)模越來(lái)越大l系統(tǒng)越來(lái)越難以管理，人為錯(cuò)誤越

23、來(lái)越系統(tǒng)越來(lái)越難以管理，人為錯(cuò)誤越來(lái)越多多l(xiāng)管理成本越來(lái)越高，管理成本超過(guò)設(shè)備管理成本越來(lái)越高，管理成本超過(guò)設(shè)備成本成本l原因原因：目前的存儲(chǔ)設(shè)備都是被動(dòng)的，對(duì)設(shè)備的：目前的存儲(chǔ)設(shè)備都是被動(dòng)的，對(duì)設(shè)備的管理都在上層進(jìn)行，面對(duì)異構(gòu)的多種存儲(chǔ)設(shè)備管理都在上層進(jìn)行，面對(duì)異構(gòu)的多種存儲(chǔ)設(shè)備和異構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，管理軟件都要適應(yīng)，造成和異構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，管理軟件都要適應(yīng)，造成復(fù)雜性日益增加復(fù)雜性日益增加l解決途徑解決途徑：基于對(duì)象的存儲(chǔ)系統(tǒng)，主動(dòng)存儲(chǔ)：基于對(duì)象的存儲(chǔ)系統(tǒng)，主動(dòng)存儲(chǔ) CMUCMU提出提出OBD, SNIAOBD, SNIA提出標(biāo)準(zhǔn)提出標(biāo)準(zhǔn) 存儲(chǔ)對(duì)象：包括數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作存儲(chǔ)對(duì)象：包括數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的操作 管理下移，使存儲(chǔ)設(shè)備包含更多的智能管理下移，使存儲(chǔ)設(shè)備包含更多的智能 標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)外接口和描述標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)