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存储技术基本知识 北京金中鼎科技发展有限公司存储阵列事业部TEL 010 51662051FAX 010 51662051EXT608 什么是存储 存储就是根据不同的应用环境通过采取合理 安全 有效的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效的访问总的来讲可以包含两个方面的含义 一 它是数据临时或长期驻留的物理媒介二 它是保证数据完整安全存放的方式或行为 存储分类 为了减少企业对存储的整体投入 通常对不同的数据采取不同的存储方式 因此在一个较大的存储系统中存储设备会分成 存储分类 1在线存储2离线存储 Raid RedundantArrayofIndependentDisks 技术 RAID翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列 或简称磁盘阵列 简单的说 RAID是一种把多块独立的硬盘 物理硬盘 按不同方式组合起来形成一个硬盘组 逻辑硬盘 从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术 组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级 冗余的概念 数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后 利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复 从而保障了用户数据的安全性 Raid技术 在用户看起来 组成的磁盘组就像是一个硬盘 用户可以对它进行分区 格式化等等 总之 对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样 不同的是 磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多 而且可以提供数据冗余 RAID级别 RAID技术经过不断的发展 现在已拥有了从RAID0到6七种基本的RAID级别 另外 还有一些基本RAID级别的组合形式 不同RAID级别代表着不同的存储性能 数据安全性和存储成本 下面就针对一些最为常用的RAID级别做简单介绍 RAID0 RAID0是把所有的硬盘并联起来成为一个大的硬盘组 其容量为所有属于这个组的硬盘的总和 所有数据的存取均以并行分割方式进行 RAID0图解 RAID0的特点 RAID0的缺点安全系数低 是不提供数据冗余 RAID0具有的优点 是特别适用于对性能要求较高 而对数据安全不太在乎的领域 如图形工作站等 对于个人用户 RAID0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择 硬盘利用率100 RAID1 RAID1是硬盘镜像备份操作 由两个硬盘所组成 其中一个是主硬盘而另外一个是镜像硬盘 主硬盘的数据会不停的被镜像到另外一个镜像硬盘上 如下图所示 RAID1图解 RAID1特点 所有主硬盘的数据会不停地镜像到另外一个硬盘上 故RAID1具有很高的冗余能力 达到最高的100 RAID1特点 由于这个镜像做法不是以算法操作 故它的容量效率非常的低 只有50 RAID1只支持两个硬盘操作 容量非常有限 故一般只用于操作系统中 RAID0 1 RAID0 1是RAID0和RAID1的组合形式 也称为RAID10 RAID0 1图解 RAID0 1特点 1 RAID0 1即由两组RAID0的硬盘作RAID1的镜像容错 2 RAID0 1具备有RAID1的容错能力和RAID0的容量性能 3 RAID0 1的容量效率还是与RAID1一样只有50 故同样地没有被普及使用 RAID3 RAID3在安全方面以奇偶校做错误校正及检测 有一个额外的校检磁盘 RAID3图解 RAID5 RAID5也是一种具容错能力的RAID操作方式 与RAID3不一样的是RAID5的容错方式不应用专用容错硬盘 容错信息是平均的分布到所有硬盘上 当阵列中有一个硬盘失效 磁盘阵列可以从其他的几个硬的对应数据中算出已掉失的数据 RAID5图解 RAID5 总容量为 N 1 x最低容量硬盘的容量 从容量效率来讲 RAID5同样地消耗了一个硬盘的容量 当有一个硬盘失效时 失效硬盘的数据可以从其他硬盘的容错信息中重建出来 RAID6 1 是带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构2 是对RAID5的扩展 主要是用于要求数据绝对不能出错的场合3 p0代表第0带区的奇偶校验值 而pA代表数据块的奇偶校验值 RAID6图解 2020 3 17 27 可编辑 RAID6 RAID6也是一种具容错能力的RAID操作方式它可以允许任意两块硬盘故障 硬盘实用率为 N 2 x 有和RAID5相当的性能 为您的数据提供更安全更可靠的保障 RAID级别的对比 存储设备与服务器的连接方式 存储设备与服务器直接相连接 又称为 存储设备直接联入现有的 的网络中 这种设备称为 将各种存储设备集中起来形成一个存储网络 以便于数据的集中管理 这样的网络称为 DAS DirectAttachedStorage DAS 直接附加存储 它被定义为直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的数据存储方式 主机与硬盘的接口方式 主机接口 FCSCSI硬盘接口 FCSATASCSIIDE DAS直连图 DAS直连图 双机备原图 DAS技术参数 SCSI小型机接口它的传输速度 80Mb s160Mb s320Mb s DAS技术参数 SATA串行的IDE技术它的传输速度 150Mb s300Mb s DAS 主机与阵列是通过SCSI连接方式连接的 当服务器读取数据的能力和CPU的数据处理能力随着科技进步提升时 数据的吞吐能力 DataI O 已经证实成为一个系统性能的瓶颈 而且 随着这些系统的复杂性增高 管理和拥有这些系统的成本也大幅度攀升 DAS的优势 1 被大多数的从业人员所熟悉2 技术比较成熟3 有比网络存储要低的采购成本 除去相应服务器的采购成本 4 拥有最多的成功案例5 多种连接方式 SCSI FC等 DAS的劣势 1 不支持多协议客户端2 分散式数据管理方式 不利于大量数据的管理3 存储容量增加时 这种方式的扩展能力很差 同时相应管理软件也会升级 DAS的劣势 4 高并发用户数条件下易造成数据堵塞 影响使用5 较高的维护成本6 市场发展状况堪忧 正逐渐被其它高性能的数据存储解决方案所替代 NAS NetworkAttachedStorage 网络存储服务器 是一个专用为提供高性能 低拥有成本和高可靠性的数据保存和传送产品 NAS架构图 NAS的特点 NAS是专门针对文件级数据存储应用而设计的 将存储设备与服务器完全分离 从而将服务器端数据I O瓶颈彻底消除 服务器不用在承担向用户传送数据的任务 更专注于网络中的其它应用 也提高了网络的整体性能 SAN StorageAreaNetwork SAN即存储区域网络它是一种通过光纤集线器 光纤路由器 光纤交换机等连接设备将磁盘阵列 磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网 SAN的架构图 SAN技术参数 SAN的传输速度1G S2G S将来会有4G S SAN的特点 1 可实现大容量存储设备数据共享2 可实现高速计算机与高速存储设备的高速互联3 可实现灵活的存储设备配置要求4 可实现数据快速备份5 提高了数据的可靠性和安全性 SAN与NAS的共同的特点 实现了数据的集中存储与集中管理 SAN与NAS的差别 NAS是独立的文件服务器 存储操作系统不在停留在通用服务器端 SAN中的数据是基于块级的传输 文件系统仍在相应的服务器上 SAN与NAS的比较 SAN存储网络系统是以块 Block 级的方式操作