存储小百科:形态、架构、介质、协议、接口等

2022-6-3 304 6/3

存储形态

块存储、文件存储、对象存储

块存储

块存储一般体现形式是卷或者硬盘(比如windows里面看到的c盘),数据是按字节来访问的,块存储一般需要挂载给主机系统,并在此之上安装文件系统使用,如windows或者linux,也可以将块裸设备直接挂载给应用系统如数据库,通过应用系统初始化后使用。块存储协议多种多样,通常使用ISCSI协议,其次还有FC等。

文件存储

文件存储一般体现形式是目录和文件(比如C:\Users\Downloads\text.doc),即一个文件系统,数据以文件的方式存储和访问,按照目录结构进行组织。文件存储可以对数据进行一定的高级管理,文件存储可以很方便的共享,因此用途非常广泛。比如常用的NFS、CIFS、FTP等都是基于文件存储的。

对象存储

对象存储是把数据和元数据打包在一起作为一个整体对象存在一个超大池子里。对于对象访问,只需要报出它的UUID,就能立即找到它,但访问的时候对象是作为一个整体访问的。一般对象存储多用来存储大容量的非结构化冷数据,如视频、图像、音频等,常见的存储协议是S3、NFS。

存储架构

DAS、SAN、NAS

DAS(Direct AttachSTorage)

即直接连接存储,将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上使用,存储磁盘与服务器之间的连接通常采用SCSI连接(可以理解为直接集成在计算机的总线系统中),基于IP网络,可利用带宽低,系统应用与存储功能由同一台服务器负责,两者相互影响,适合小规模部署。

SAN(Storage Area Network)

即存储区域网络,通过光纤通道连接到一群计算机上,在该网络中提供了多主机连接,SAN是独立于数据网络的单独的存储网络,有IP SAN和FC SAN两种部署模式。SAN可以将存储和服务器隔离,简化了存储管理,能够统一,集中的管理各种资源,基于光纤通道或IP网络,提供块级别的数据存储,传输块,可利用带宽高,系统应用与存储功能分开,两者互不影响。

NAS(Network Attached Storage)

即网络连接存储,将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网),连接到一群计算机上,一套 NAS 储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统,基于IP网络,提供文件级别数据存储,可利用带宽低,系统应用与存储功能分开,两者互不影响 。

存储介质

SSD 、HDD、HHD

SSD

全称固态硬盘(Solid State Drive),用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。优点:读写速度快;防震抗摔性;低功耗;无噪音;工作温度范围大;轻便。缺点:容量小;寿命有限;售价高。

HDD

HDD全称硬盘驱动器(Hard Disk Drive),最基本的电脑存储器,也被称为机械硬盘,使用机械机构,由磁头、扇区等组成,优点是容量大、寿命高、便宜。

HHD

HHD全称混合硬盘(hybrid harddrive,HHD), 是既包含传统硬盘又有闪存(flashmemory)模块的大容量存储设备。一般是厂家自带SSD的HDD,SSD用做给HHD缓存加速使用。

存储协议

AHCI/ATA 、NVMe、SCSI/ISCSI、CIFS/NFS、FTP/HTTP

AHCI/ATA

用于SATA接口的AHCI或者ATA协议AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface)串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口),是目前最常用的硬盘通道协议之一,是在Intel的指导下,由多家公司联合研发的接口标准,它允许存储驱动程序启用高级串行 ATA 功能,如本机命令队列和热插拔。

ATA(Advanced Technology Attachment)接口,也叫IDE接口,IDE即Integrated Drive Electronics,它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的,只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。

NVMe

用于PCIe接口的NVMe协议NVM Express(NVMe),或称非易失性内存主机控制器接口规范(缩写:NVMHCIS),是一个逻辑设备接口规范。目前基于NVMe协议的SSD性能普遍是SATA3 SSD的2-10倍以上。

SCSI/ISCSI

SCSI即小型计算机接口(Small Computer System Interface),是一种通用接口标准,I/O技术,并且以块的方式进行数据传输。iSCSI (Internet SCSI)把SCSI命令和块状数据封装在TCP中在IP网络中传输,基本出发点是利用成熟的IP网络技术来实现和延伸SAN,即IP SAN。

CIFS/NFS

CIFS(common Internet File System)在windows主机直接来进行网络文件共享是通过使用微软公司直接的CIFS服务实现的。NFS(Network File System)在Linux/UNIX/AIX/HP-UX/Mac OS X等UNIX的操作系统提供网络文件存储服务。NFS网络文件系统(Network File System),在NUIX/LINUX系统中的网络文件共享系统协议。

FTP/HTTP

HTTP(Hypertext transfer protocol,超文本传输协议)定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面,以及服务器如何把Web页面传送给客户端的协议。FTP(File Transfer Protocol,文件传输协议)是一个用于在计算机网络上在客户端和服务器之间進行文件传输的应用层协议。

存储产品接口

SATA、 SAS、PCIe

SATA

SATA(Serial AT Attachment)即串行ATA,是将主机总线适配器连接到大容量存储设备(如硬盘驱动器,光驱和固态驱动器)的计算机总线接口。

SAS

SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,连接小型计算机系统接口,采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。

PCIe

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔在2001年提出的,旨在替代旧的PCI,PCI-X和AGP总线标准。

存储盘尺寸

2.5寸、3.5寸

2.5寸

消费市场2.5寸硬盘适用于笔记本,小巧且不需要额外电源支持,企业服务器市场2.5寸小盘一般均为SSD盘。

3.5寸

消费市场3.5寸硬盘适用于台式机桌面电脑,企业服务器上一般为大容量HDD盘。

存储安全

RAID、副本、EC等

RAID

即磁盘阵列,可通过RAID卡硬件实现、也可通过软件实现,RAID分多种方式,RAID 0/1/2/5/10等等。

副本

通过软件实现的多副本技术,通过将数据复制为多副本并分离存储保证数据安全性,常见的入2副本、3副本等等。

EC纠删码

EC纠删码可将数据分成多份并生成一定份数的校验数据,通过部分校验数据和原始数据就能将所有源数据推算出来,常见EC的如2+1、4+2等。

正确理解存储的各种知识需要长期的学习实践,如多种接口/介质/尺寸的硬盘均可用作部署块存储系统,块存储系统可通过EC/副本保证安全,加油。

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Tenkms

12月01日00:15

最后修改:2023年12月1日
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