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數(shù)據(jù)存儲(chǔ)定義

數(shù)字信息有兩種類型：輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。用戶提供輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)提供輸出數(shù)據(jù)。但如果沒有用戶輸入，計(jì)算機(jī)的 CPU 就無法進(jìn)行任何計(jì)算或產(chǎn)生任何輸出數(shù)據(jù)。

用戶可以直接向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)。然而，人們?cè)谟?jì)算機(jī)時(shí)代的早期就發(fā)現(xiàn)，不斷地手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)非常耗時(shí)耗力。一種短期解決方案是計(jì)算機(jī)內(nèi)存，也稱為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)。但它的存儲(chǔ)容量和保留時(shí)間是有限的。只讀存儲(chǔ)器 (ROM) 顧名思義，存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)只能讀取，未必可以編輯。它們控制著計(jì)算機(jī)的基本功能。

盡管計(jì)算機(jī)內(nèi)存技術(shù)取得了進(jìn)展，出現(xiàn)了動(dòng)態(tài) RAM (DRAM) 和同步 DRAM (SDRAM)，但它們?nèi)匀皇艿匠杀尽⑷萘亢捅Ａ魰r(shí)間的限制。當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，RAM 保留數(shù)據(jù)的能力也隨之消失。那么有何解決方案呢？答案是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，用戶可以將數(shù)據(jù)保存到設(shè)備上。當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，數(shù)據(jù)仍得以保留。用戶可以指示計(jì)算機(jī)從存儲(chǔ)設(shè)備中提取數(shù)據(jù)，而無需手動(dòng)將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可根據(jù)需要從各種來源讀取輸入數(shù)據(jù)，然后再創(chuàng)建輸出，并將其保存到相同的源位置或其他存儲(chǔ)位置。用戶還可以與他人共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的工作原理

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的工作原理是通過將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)設(shè)備，然后保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和可用性，使得用戶可以隨時(shí)訪問和使用這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有兩個(gè)基本要素：數(shù)據(jù)所采取的形式，以及記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)備。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備是指用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理設(shè)備;
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備分為兩大類： 直接區(qū)域存儲(chǔ)和基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)。

直接區(qū)域存儲(chǔ)也稱為直連存儲(chǔ) (DAS)，直接附加存儲(chǔ)方式與我們普通的PC存儲(chǔ)架構(gòu)一樣，外部存儲(chǔ)設(shè)備都是直接掛接在服務(wù)器內(nèi)部總線上，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備是整個(gè)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分。 DAS 也可以提供良好的本地備份服務(wù)，但共享功能有限。

DAS 設(shè)備包括軟盤、光盤 (CD 和 DVD)、硬盤驅(qū)動(dòng)器 (HDD)、閃存驅(qū)動(dòng)器和固態(tài)驅(qū)動(dòng)器 (SSD)。

DAS存儲(chǔ)方式主要適用以下環(huán)境:

1）小型網(wǎng)絡(luò)
因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小，且也不是很復(fù)雜，采用這種存儲(chǔ)方式對(duì)服務(wù)器的影響不會(huì)很大。并且這種存儲(chǔ)方式也十分經(jīng)濟(jì)，適合擁有小型網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)用戶。
2）地理位置分散的網(wǎng)絡(luò)
雖然企業(yè)總體網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行互聯(lián)非常困難，此時(shí)各分支機(jī)構(gòu)的服務(wù)器也可采用DAS存儲(chǔ)方式，這樣可以降低成本。
3）特殊應(yīng)用服務(wù)器
在一些特殊應(yīng)用服務(wù)器上，如微軟的集群服務(wù)器或某些數(shù)據(jù)庫使用的原始分區(qū)，均要求存儲(chǔ)設(shè)備直接連接到應(yīng)用服務(wù)器。

基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)支持多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行訪問，因此更有利于數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。它的異地存儲(chǔ)能力也使其更適合備份和數(shù)據(jù)保護(hù)。

有兩種常見的基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)設(shè)置：網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ) (NAS) 和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (SAN)。

NAS（Network Attached Storage） 通常是由冗余存儲(chǔ)容器組成的單個(gè)設(shè)備，或是獨(dú)立磁盤冗余陣列 (RAID) ,它采用獨(dú)立于服務(wù)器，單獨(dú)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而開發(fā)的一種文件服務(wù)器來連接所存儲(chǔ)設(shè)備，自形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就不再是服務(wù)器的附屬，而是作為獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而存在于網(wǎng)絡(luò)之中，可由所有的網(wǎng)絡(luò)用戶共享。

NAS的優(yōu)點(diǎn)：

1）真正的即插即用
NAS是獨(dú)立的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)存在于網(wǎng)絡(luò)之中，與用戶的操作系統(tǒng)平臺(tái)無關(guān)，真正的即插即用。
2）存儲(chǔ)部署簡單
NAS不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的，專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需要的協(xié)議，因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡單。
3）存儲(chǔ)設(shè)備位置非常靈活
4）管理容易且成本低
NAS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式是基于現(xiàn)有的企業(yè)而設(shè)計(jì)的，按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，以文件的I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

NAS的缺點(diǎn)：
(1)存儲(chǔ)性能較低　(2)可靠度不高

SAN（Storage Area Network）存儲(chǔ)方式創(chuàng)造了存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化。存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)化順應(yīng)了計(jì)算機(jī)服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)。SAN的支撐技術(shù)是光纖通道（FC Fiber Channel）技術(shù)。它是ANSI為網(wǎng)絡(luò)和通道I/O接口建立的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集成。FC技術(shù)支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多種高級(jí)協(xié)議，其最大特性是將網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的通信協(xié)議與傳輸物理介質(zhì)隔離開，這樣多種協(xié)議可在同一個(gè)物理連接上同時(shí)傳送。

SAN 存儲(chǔ)可以是由多臺(tái)不同類型的設(shè)備所組成的網(wǎng)絡(luò)，包括 SSD 和閃存存儲(chǔ)、混合存儲(chǔ)、混合云存儲(chǔ)、備份軟件和設(shè)備以及云存儲(chǔ)

SAN的硬件基礎(chǔ)設(shè)施是光纖通道，用光纖通道構(gòu)建的SAN由以下三個(gè)部分組成：

1）存儲(chǔ)和備份設(shè)備：包括磁帶、磁盤和光盤庫等。
2）光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接部件：包括主機(jī)總線適配卡、驅(qū)動(dòng)程序、光纜、集線器、交換機(jī)、光纖通道和SCSI間的橋接器
3）應(yīng)用和管理軟件：包括備份軟件、存儲(chǔ)資源管理軟件和存儲(chǔ)設(shè)備管理軟件。

SAN的優(yōu)勢(shì)：

1）網(wǎng)絡(luò)部署容易；
2）高速存儲(chǔ)性能。因?yàn)镾AN采用了光纖通道技術(shù)，所以它具有更高的存儲(chǔ)帶寬，存儲(chǔ)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(shù)據(jù)，傳輸速率高達(dá)1062.5Mb/s。
3）良好的擴(kuò)展能力。由于SAN采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力更強(qiáng)。光纖接口提供了10公里的連接距離，這使得實(shí)現(xiàn)物理上分離，不在本地機(jī)房的存儲(chǔ)變得非常容易。

三種存儲(chǔ)方式比較

存儲(chǔ)應(yīng)用最大的特點(diǎn)是沒有標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，這三種存儲(chǔ)方式共存，互相補(bǔ)充。

從連接方式上對(duì)比:

DAS采用了存儲(chǔ)設(shè)備直接連接應(yīng)用服務(wù)器，具有一定的靈活性和限制性；
NAS通過網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP，ATM，F(xiàn)DDI）技術(shù)連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器，存儲(chǔ)設(shè)備位置靈活，隨著萬兆網(wǎng)的出現(xiàn)，傳輸速率有了很大的提高；
SAN則是通過光纖通道（Fibre Channel）技術(shù)連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器，具有很好的傳輸速率和擴(kuò)展性能。
三種存儲(chǔ)方式各有優(yōu)勢(shì)，相互共存，占到了磁盤存儲(chǔ)市場的70%以上。
SAN和NAS產(chǎn)品的價(jià)格仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DAS.許多用戶出于價(jià)格因素考慮選擇了低效率的直連存儲(chǔ)而不是高效率的共享存儲(chǔ)。

存儲(chǔ)設(shè)備的類型

SSD 和閃存

閃存是一種固態(tài)技術(shù)，它使用閃存芯片來寫入和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。固態(tài)磁盤 (SSD) 閃存驅(qū)動(dòng)器使用閃存來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。與 HDD 相比，固態(tài)系統(tǒng)沒有移動(dòng)部件，因此延遲更低，所需的 SSD 更少。由于大多數(shù)現(xiàn)代 SSD 基于閃存，因此閃存已成為固態(tài)系統(tǒng)的代名詞。

混合存儲(chǔ)

SSD 和閃存提供比 HDD 更高的吞吐量，但全閃存陣列的價(jià)格較高。許多組織機(jī)構(gòu)采用混合方法，將閃存的速度與硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)容量結(jié)合在一起。平衡的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)使公司能夠針對(duì)不同的存儲(chǔ)需求應(yīng)用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)。它提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式來告別傳統(tǒng)的 HDD 模式，而無需完全采用閃存。

云儲(chǔ)存

與將文件存儲(chǔ)到本地硬盤驅(qū)動(dòng)器或存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相比，云存儲(chǔ)提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且可擴(kuò)展的替代方案。云服務(wù)提供商允許您將數(shù)據(jù)和文件保存在異地位置，然后通過公共互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ盟接芯W(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行訪問。提供商負(fù)責(zé)托管、保護(hù)、管理和維護(hù)服務(wù)器及相關(guān)基礎(chǔ)架構(gòu)，并確保您在需要時(shí)能夠隨時(shí)訪問數(shù)據(jù)。

混合云存儲(chǔ)

混合云存儲(chǔ)結(jié)合了私有云和公共云元素。借助混合云存儲(chǔ)，組織機(jī)構(gòu)可以選擇將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在哪種云上。例如，具有嚴(yán)格歸檔和復(fù)制要求的高度管制數(shù)據(jù)通常更適合存儲(chǔ)到私有云環(huán)境。而敏感性不高的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在公共云中。一些組織機(jī)構(gòu)借助混合云中的公共云存儲(chǔ)來補(bǔ)充其內(nèi)部存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

備份軟件和設(shè)備

備份存儲(chǔ)和設(shè)備可防止因?yàn)?zāi)難、故障或欺詐而造成數(shù)據(jù)丟失。它們定期將數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序副本復(fù)制到單獨(dú)的輔助設(shè)備，然后使用這些副本進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)。備份設(shè)備可以是 HDD、SSD、磁帶驅(qū)動(dòng)器、服務(wù)器等等，但備份存儲(chǔ)也可以作為服務(wù)提供，也就是所謂的備份即服務(wù) (BaaS)。與大多數(shù)“即服務(wù)”解決方案一樣，BaaS 提供了一種保護(hù)數(shù)據(jù)的低成本選項(xiàng)，以易于擴(kuò)展的方式將數(shù)據(jù)保存在遠(yuǎn)程位置。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的形式

有三種主要形式來記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：? 文件存儲(chǔ)、塊存儲(chǔ)和對(duì)象存儲(chǔ)。

文件存儲(chǔ)

文件存儲(chǔ)也稱為文件級(jí)或基于文件的存儲(chǔ)，是一種用于組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分層存儲(chǔ)方法。換言之，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在文件中，文件被組織在文件夾中，文件夾則被組織在目錄和子目錄的層次結(jié)構(gòu)下。

塊存儲(chǔ)

塊存儲(chǔ)有時(shí)也稱為塊級(jí)存儲(chǔ)，是一種用于將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成塊的技術(shù)。這些塊隨后作為單獨(dú)的部分存儲(chǔ)，每個(gè)部分都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符。對(duì)于需要快速、高效和可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠?jì)算場景，開發(fā)人員傾向于使用塊存儲(chǔ)。

對(duì)象存儲(chǔ)

對(duì)象存儲(chǔ)通常稱為基于對(duì)象的存儲(chǔ)，是一種用于處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)。這些數(shù)據(jù)無法輕易組織到具有行和列的傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，或不符合其要求。具體示例包括電子郵件、視頻、照片、網(wǎng)頁、音頻文件、傳感器數(shù)據(jù)以及其他類型的媒體和 Web 內(nèi)容（文本或非文本）。

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