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數(shù)據(jù)存儲定義

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)，計算機提供輸出數(shù)據(jù)。但如果沒有用戶輸入，計算機的 CPU 就無法進行任何計算或產(chǎn)生任何輸出數(shù)據(jù)。

用戶可以直接向計算機輸入數(shù)據(jù)。然而，人們在計算機時代的早期就發(fā)現(xiàn)，不斷地手動輸入數(shù)據(jù)非常耗時耗力。一種短期解決方案是計算機內(nèi)存，也稱為隨機存取存儲器 (RAM)。但它的存儲容量和保留時間是有限的。只讀存儲器 (ROM) 顧名思義，存儲在其中的數(shù)據(jù)只能讀取，未必可以編輯。它們控制著計算機的基本功能。

盡管計算機內(nèi)存技術取得了進展，出現(xiàn)了動態(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間的限制。當計算機關機時，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。

通過數(shù)據(jù)存儲空間，用戶可以將數(shù)據(jù)保存到設備上。當計算機關機時，數(shù)據(jù)仍得以保留。用戶可以指示計算機從存儲設備中提取數(shù)據(jù)，而無需手動將數(shù)據(jù)輸入計算機。計算機可根據(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位置。用戶還可以與他人共享數(shù)據(jù)存儲。

數(shù)據(jù)存儲的工作原理

數(shù)據(jù)存儲的工作原理是通過將數(shù)據(jù)寫入存儲設備，然后保持數(shù)據(jù)的完整性和可用性，使得用戶可以隨時訪問和使用這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲有兩個基本要素：數(shù)據(jù)所采取的形式，以及記錄和存儲數(shù)據(jù)的設備。

數(shù)據(jù)存儲設備

數(shù)據(jù)存儲設備是指用來存儲數(shù)據(jù)的物理設備;
數(shù)據(jù)存儲設備分為兩大類： 直接區(qū)域存儲和基于網(wǎng)絡的存儲。

直接區(qū)域存儲也稱為直連存儲 (DAS)，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(nèi)部總線上，數(shù)據(jù)存儲設備是整個服務器結構的一部分。 DAS 也可以提供良好的本地備份服務，但共享功能有限。

DAS 設備包括軟盤、光盤 (CD 和 DVD)、硬盤驅(qū)動器 (HDD)、閃存驅(qū)動器和固態(tài)驅(qū)動器 (SSD)。

DAS存儲方式主要適用以下環(huán)境:

1）小型網(wǎng)絡
因為網(wǎng)絡規(guī)模較小，數(shù)據(jù)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(jīng)濟，適合擁有小型網(wǎng)絡的企業(yè)用戶。
2）地理位置分散的網(wǎng)絡
雖然企業(yè)總體網(wǎng)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(lián)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(shù)據(jù)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。

基于網(wǎng)絡的存儲支持多臺計算機通過網(wǎng)絡對其進行訪問，因此更有利于數(shù)據(jù)共享和協(xié)作。它的異地存儲能力也使其更適合備份和數(shù)據(jù)保護。

有兩種常見的基于網(wǎng)絡的存儲設置：網(wǎng)絡連接存儲 (NAS) 和存儲區(qū)域網(wǎng)絡 (SAN)。

NAS（Network Attached Storage） 通常是由冗余存儲容器組成的單個設備，或是獨立磁盤冗余陣列 (RAID) ,它采用獨立于服務器，單獨為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)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(wǎng)絡。這樣數(shù)據(jù)存儲就不再是服務器的附屬，而是作為獨立網(wǎng)絡節(jié)點而存在于網(wǎng)絡之中，可由所有的網(wǎng)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(wǎng)絡之中，與用戶的操作系統(tǒng)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(tǒng)，而是采用一個面向用戶設計的，專門用于數(shù)據(jù)存儲的簡化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡連接所需要的協(xié)議，因此使整個系統(tǒng)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(shù)據(jù)存儲方式是基于現(xiàn)有的企業(yè)而設計的，按照TCP/IP協(xié)議進行通信，以文件的I/O方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

NAS的缺點：
(1)存儲性能較低　(2)可靠度不高

SAN（Storage Area Network）存儲方式創(chuàng)造了存儲的網(wǎng)絡化。存儲網(wǎng)絡化順應了計算機服務器體系結構網(wǎng)絡化的趨勢。SAN的支撐技術是光纖通道（FC Fiber Channel）技術。它是ANSI為網(wǎng)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(xié)議，其最大特性是將網(wǎng)絡和設備的通信協(xié)議與傳輸物理介質(zhì)隔離開，這樣多種協(xié)議可在同一個物理連接上同時傳送。

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

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(wǎng)絡連接部件：包括主機總線適配卡、驅(qū)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(wǎng)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(shù)據(jù)，傳輸速率高達1062.5Mb/s。
3）良好的擴展能力。由于SAN采用了網(wǎng)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(xiàn)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。

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(wǎng)絡（TCP/IP，ATM，F(xiàn)DDI）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(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(chǎn)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。

存儲設備的類型

SSD 和閃存

閃存是一種固態(tài)技術，它使用閃存芯片來寫入和存儲數(shù)據(jù)。固態(tài)磁盤 (SSD) 閃存驅(qū)動器使用閃存來存儲數(shù)據(jù)。與 HDD 相比，固態(tài)系統(tǒng)沒有移動部件，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

SSD 和閃存提供比 HDD 更高的吞吐量，但全閃存陣列的價格較高。許多組織機構采用混合方法，將閃存的速度與硬盤驅(qū)動器的存儲容量結合在一起。平衡的存儲基礎架構使公司能夠針對不同的存儲需求應用恰當?shù)募夹g。它提供了一種經(jīng)濟實惠的方式來告別傳統(tǒng)的 HDD 模式，而無需完全采用閃存。

云儲存

與將文件存儲到本地硬盤驅(qū)動器或存儲網(wǎng)絡相比，云存儲提供了一種經(jīng)濟實惠且可擴展的替代方案。云服務提供商允許您將數(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)絡連接進行訪問。提供商負責托管、保護、管理和維護服務器及相關基礎架構，并確保您在需要時能夠隨時訪問數(shù)據(jù)。

混合云存儲

混合云存儲結合了私有云和公共云元素。借助混合云存儲，組織機構可以選擇將數(shù)據(jù)存儲在哪種云上。例如，具有嚴格歸檔和復制要求的高度管制數(shù)據(jù)通常更適合存儲到私有云環(huán)境。而敏感性不高的數(shù)據(jù)可以存儲在公共云中。一些組織機構借助混合云中的公共云存儲來補充其內(nèi)部存儲網(wǎng)絡。

備份軟件和設備

備份存儲和設備可防止因災難、故障或欺詐而造成數(shù)據(jù)丟失。它們定期將數(shù)據(jù)和應用程序副本復制到單獨的輔助設備，然后使用這些副本進行災難恢復。備份設備可以是 HDD、SSD、磁帶驅(qū)動器、服務器等等，但備份存儲也可以作為服務提供，也就是所謂的備份即服務 (BaaS)。與大多數(shù)“即服務”解決方案一樣，BaaS 提供了一種保護數(shù)據(jù)的低成本選項，以易于擴展的方式將數(shù)據(jù)保存在遠程位置。

數(shù)據(jù)存儲的形式

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

文件存儲

文件存儲也稱為文件級或基于文件的存儲，是一種用于組織和存儲數(shù)據(jù)的分層存儲方法。換言之，數(shù)據(jù)存儲在文件中，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構下。

塊存儲

塊存儲有時也稱為塊級存儲，是一種用于將數(shù)據(jù)存儲成塊的技術。這些塊隨后作為單獨的部分存儲，每個部分都有一個唯一的標識符。對于需要快速、高效和可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠嬎銏鼍埃_發(fā)人員傾向于使用塊存儲。

對象存儲

對象存儲通常稱為基于對象的存儲，是一種用于處理大量非結構化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲架構。這些數(shù)據(jù)無法輕易組織到具有行和列的傳統(tǒng)關系數(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）。

到這里，相信諸位對數(shù)據(jù)存儲有了初步的認識。想了解更多有趣有料的信息

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