數據存儲技術

數據存儲技術數據存儲存儲是數據的家處理、傳輸

、存儲是信息技術最基本的三個概念隨著網絡技術的發(fā)展，越來越多的企業(yè)使用計算機系統處理日常業(yè)務。從最早的服務器客戶機模式到今天的網絡計算環(huán)境。今后的移動計算環(huán)境對數據的請求不再受時間和空間的限制。隨著計算機數據量也在不斷膨脹。一切的發(fā)展似乎已經陷入了一個循環(huán)。數據存儲對象包括數據流在加工過程中產生的臨時文件或加工過程中需要查找的信息。數據以某種格式記錄在計算機內部或外部存儲介質上。數據存儲要命名，這種命名要反映信息特征的組成含義。數據流反映了系統中流動的數據，表現出動態(tài)數據的特征；數據存儲反映系統中靜止的數據，表現出靜態(tài)數據的特征。磁盤和磁帶都是常用的存儲介質。數據存儲組織方式因存儲介質而異。在磁帶上數據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。數據存儲方式與數據文件組織密切相關，其關鍵在于建立記錄的邏輯與物理順序間對應關系，確定存儲地址，以提高數據存取速度。DAS

DAS（DirectAttachedStorage）直接附加存儲方式與我們普通的PC存儲架構一樣，外部存儲設備都是直接掛接在服務器內部總線上，數據存儲設備是整個服務器結構的一部分。DAS（DirectAttachedStorage）直接附加存儲方式與我們普通的PC存儲架構一樣，外部存儲設備都是直接掛接在服務器內部總線上，數據存儲設備是整個服務器結構的一部分。DAS存儲方式主要適用以下環(huán)境：1）小型網絡因為網絡規(guī)模較小，數據存儲量小，且也不是很復雜，采用這種存儲方式對服務器的影響不會很大。并且這種存儲方式也十分經濟，適合擁有小型網絡的企業(yè)用戶。2）地理位置分散的網絡雖然企業(yè)總體網絡規(guī)模較大，但在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進行互聯非常困難，此時各分支機構的服務器也可采用DAS存儲方式，這樣可以降低成本。3）特殊應用服務器在一些特殊應用服務器上，如微軟的集群服務器或某些數據庫使用的原始分區(qū)，均要求存儲設備直接連接到應用服務器。4）提高DAS存儲性能在服務器與存儲的各種連接方式中，DAS曾被認為是一種低效率的結構，而且也不方便進行數據保護。直連存儲無法共享，因此經常出現的情況是某臺服務器的存儲空間不足，而其他一些服務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結構下的數據保護流程相對復雜，如果做網絡備份，那么每臺服務器都必須單獨進行備份，而且所有的數據流都要通過網絡傳輸。如果不做網絡備份，那么就要為每臺服務器都配一套備份軟件和磁帶設備，所以說備份流程的復雜度會大大增加。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直聯存儲，通過DAS能夠很好的為大型數據中心提供支持。對于大型的數據中心、云計算、存儲和大數據，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)數據中心數據的爆炸性增長也推動了市場對于可支持更高速數據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。與直連存儲架構相比，共享式的存儲架構，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被淘汰的進程越來越快了?？墒堑?012年為止，DAS仍然是服務器與存儲連接的一種常用的模式。事實上，DAS不但沒有被淘汰，近年來似乎還有回潮的趨勢。NAS

NAS（NetworkAttachedStorage）數據存儲方式全面改進了以前低效的DAS存儲方式。它采用獨立于服務器，單獨為網絡數據存儲而開發(fā)的一種文件服務器來連接所存儲設備，自形成一個網絡。這樣數據存儲就不再是服務器的附屬，而是作為獨立網絡節(jié)點而存在于網絡之中，可由所有的網絡用戶共享NAS的優(yōu)點：1）真正的即插即用NAS是獨立的存儲節(jié)點存在于網絡之中，與用戶的操作系統平臺無關，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，而是采用一個面向用戶設計的，專門用于數據存儲的簡化操作系統，內置了與網絡連接所需要的協議，因此使整個系統的管理和設置較為簡單。3）存儲設備位置非常靈活4）管理容易且成本低NAS數據存儲方式是基于現有的企業(yè)Ethernet而設計的，按照TCP/IP協議進行通信，以文件的I/O方式進行數據傳輸。NAS的缺點：(1)存儲性能較低(2)可靠度不高SAN

1991年，IBM公司在S/390服務器中推出了ESCON（EnterpriseSystemConnection）技術。它是基于光纖介質，最大傳輸速率達17MB/s的服務器訪問存儲器的一種連接方式。在此基礎上，進一步推出了功能更強的ESCONDirector（FCSWitch），構建了一套最原始的SAN系統。SAN（StorageAreaNetwork）存儲方式創(chuàng)造了存儲的網絡化。存儲網絡化順應了計算機服務器體系結構網絡化的趨勢。SAN的支撐技術是光纖通道（FCFiberChannel）技術。它是ANSI為網絡和通道I/O接口建立的一個標準集成。FC技術支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多種高級協議，其最大特性是將網絡和設備的通信協議與傳輸物理介質隔離開，這樣多種協議可在同一個物理連接上同時傳送。SAN的硬件基礎設施是光纖通道，用光纖通道構建的SAN由以下三個部分組成：1）存儲和備份設備：包括磁帶、磁盤和光盤庫等。2）光纖通道網絡連接部件：包括主機總線適配卡、驅動程序、光纜、集線器、交換機、光纖通道和SCSI間的橋接器3）應用和管理軟件：包括備份軟件、存儲資源管理軟件和存儲設備管理軟件。SAN的優(yōu)勢：1）網絡部署容易；2）高速存儲性能。因為SAN采用了光纖通道技術，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據，傳輸速率高達1062.5Mb/s。3）良好的擴展能力。由于SAN采用了網絡結構，擴展能力更強。光纖接口提供了10公里的連接距離，這使得實現物理上分離，不在本地機房的存儲變得非常容易。三種存儲方式比較存儲應用最大的特點是沒有標準的體系結構，這三種存儲方式共存，互相補充，已經很好滿足企業(yè)信息化應用。從連接方式上對比，DAS采用了存儲設備直接連接應用服務器，具有一定的靈活性和限制性；NAS通過網絡（TCP/IP，ATM，FDDI）技術連接存儲設備和應用服務器，存儲設備位置靈活，隨著萬兆網的出現，傳輸速率有了很大的提高；SAN則是通過光纖通道（FibreChannel）技術連接存儲設備和應用服務器，具有很好的傳輸速率和擴展性能。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產品的價格仍然遠遠高于DAS.許多用戶出于價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系統已經可以利用類似自動精簡配置（thinprovisioning）這樣的技術來彌補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據中心領域站穩(wěn)腳跟。此外，SAN和NAS依然問題多多，無法解決。存儲價格存儲設備是由技術變革而造成浪費性支出的典型，但也存在其必然性和必要性。在2005年，集成驅動電子設備（IDE）主要被用作低端數據存儲，而小型計算機系統接口（SCSI）硬盤主要用于高端服務器。IDE非常慢，直到其發(fā)展為增強型IDE，之后就是SATA技術登場。SATAIII2015年以及可以與高端存儲選項——串行鏈接SCSI（SAS）媲美——而且成本更低。所有這些存儲設備都使用旋轉硬盤，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存儲介質，脆弱而小眾，但2015年已經成為大多數數據中心設備廠商首選的存儲介質。數據存儲系統融合融合基礎設施（CI）系統遇到云數據存儲管理時，有點攪混水的勢頭。Nutanix——一家以數據存儲空間起家的供應商，提供超級CI平臺服務，其中包括先進的數據存儲管理軟件。IBM的PureFlex系統和PureData系統，Dell的PowerEdgeFX2系統，HP的ConvergedInfrastructure，以及其他數據存儲產品也提供了各種方法來實現直連數據存儲與CI系統整合，不僅是現有的陣列還是新型陣列都在加緊擴張與CI的融合。還有一招可以提高服務器端數據存儲連接的速度，如PCIe接口的閃存數據存儲器。IBM已經開發(fā)了用于自己系統內部連接的方式，可以進一步加快數據存儲速度。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據存儲系統保持高水平的統一協作。融合系統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的數據存儲工具來支持。未來的數據發(fā)展在當今世界，大數據時代的來臨，帶來了信息技術發(fā)展的巨大變革，并深刻影響著社會生產和人民生活的方方面面。如今，