數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)

云計(jì)算技術(shù)研究
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把數(shù)據(jù)存放在不同類別的存儲(chǔ)設(shè)備,例如磁盤、磁盤陣列、光盤庫、磁帶等,通過分級(jí)存儲(chǔ)管理軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)體在不同存儲(chǔ)設(shè)備之間自動(dòng)遷移;根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻率、保留時(shí)間、容量、性能要求等因素確定最佳存儲(chǔ)策略,從而控制數(shù)據(jù)遷移的規(guī)則。

存儲(chǔ)分類

開放系統(tǒng)的外置存儲(chǔ)設(shè)備分為兩種:直接式存儲(chǔ)DAS(Direct-Attached Storage)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)FAS(Fabric-AttachedStorage)。其中FAS又細(xì)分為網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)NAS(Network-Attached Storage)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN(Storage Area Network)。

組網(wǎng)

存儲(chǔ)設(shè)備的組網(wǎng)簡單可以總結(jié)如下:

1、DAS:存儲(chǔ)設(shè)備直接通過SCSI線纜或者FC的方式直接連到服務(wù)器上,SCSI環(huán)路最多可以支持16臺(tái)設(shè)備,F(xiàn)C仲裁環(huán)可以支持126臺(tái)設(shè)備;

2、NAS:NAS是一種文件共享服務(wù),存儲(chǔ)設(shè)備直接連接到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上,通過NFS/CIFS對(duì)外提供文件訪問服務(wù);

3、SAN:SAN細(xì)分為FC-SAN和IP-SAN,F(xiàn)C-SAN需要專門的FC Switch以及HBA,IP-SAN通過以內(nèi)交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。

不同形態(tài)存儲(chǔ)對(duì)比:

1、傳輸類型:DAS采用SCSI/FC,NAS采用IP,F(xiàn)C-SAN采用FC,IP-SAN采用IP;

2、數(shù)據(jù)類型:DAS/SAN都是塊級(jí)存儲(chǔ),NAS是文件級(jí)存儲(chǔ);

3、典型應(yīng)用場景:DAS適用場景較廣,NAS適用于文件服務(wù)器,F(xiàn)C-SAN適用于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,IP-SAN適用于視頻監(jiān)控;

4、優(yōu)點(diǎn):DAS的優(yōu)勢是兼容性好;NAS優(yōu)勢是易于安裝、成本低;FC-SAN優(yōu)勢是高性能、高可用性、高擴(kuò)展性;IP-SAN的優(yōu)勢是高擴(kuò)展性、成本低;

5、缺點(diǎn):DAS的擴(kuò)展性有限,存儲(chǔ)利用率低;NAS性能較低,支持應(yīng)用場景有限;FC-SAN比較昂貴,配置復(fù)雜,互操作性低;IP-SAN與FC-SAN相比性能低。

存儲(chǔ)設(shè)備的使用協(xié)議包括:

1、SCSI:SCSI是小型機(jī)系統(tǒng)接口的簡稱,1979年提出,是為小型機(jī)研制的接口技術(shù),現(xiàn)在已經(jīng)在小型機(jī)、高低端服務(wù)器、PC上普及使用,分為SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3,目前最廣泛使用的是SCSI-3;

2、iSCSI:iSCSI是一種基于TCP/IP的數(shù)據(jù)塊傳輸標(biāo)準(zhǔn),由Cisco和IBM發(fā)起,可以在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行SCSI協(xié)議,使其能夠在千兆以內(nèi)網(wǎng)上進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)存取備份操作;

3、FC:FC是一種高性能的串行連接標(biāo)準(zhǔn),用于服務(wù)器共享設(shè)備的連接,接口傳輸速率目前有1/2/4/8/16/32G幾種標(biāo)準(zhǔn),需要配合HBA和FC Switch組網(wǎng)。

RAID

RAID的級(jí)別需要解釋下,分為從RAID0到RAID7共8種明確標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別,此外還有RAID10(RAID1與RAID0組合)、RAID30、RAID50等不同組合。

RAID級(jí)別對(duì)比:

1、最小配置:RAID0 1、RAID1 2、RAID3/5 3、RAID6 4、RAID10 4;

2、性能:RAID1<RAID6<RAID3/5<RAID10<RAID0;

3、特點(diǎn):RAID0無容錯(cuò),磁盤利用率100%,不帶奇偶校驗(yàn)的條帶集;RAID1最佳容錯(cuò),通過磁盤鏡像進(jìn)行可靠性保障,磁盤利用率50%;RAID10是RAID0與RAID1的結(jié)合,數(shù)據(jù)分布在每個(gè)磁盤,并且磁盤還存在鏡像,磁盤利用率50%;RAID3/RAID5采用帶奇偶校驗(yàn)的條帶集,磁盤利用率(N-1)/N,RAID3適合順序存取,RAID5適合隨機(jī)存??;RAID6采用雙校驗(yàn)位,利用率(N-2)/N。

數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)

把數(shù)據(jù)存放在不同類別的存儲(chǔ)設(shè)備,例如磁盤、磁盤陣列、光盤庫、磁帶等,通過分級(jí)存儲(chǔ)管理軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)體在不同存儲(chǔ)設(shè)備之間自動(dòng)遷移;根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻率、保留時(shí)間、容量、性能要求等因素確定最佳存儲(chǔ)策略,從而控制數(shù)據(jù)遷移的規(guī)則。分別存儲(chǔ)的存儲(chǔ)方式分為:

1、在線存儲(chǔ):數(shù)據(jù)存放在磁盤系統(tǒng),一般采用高端存儲(chǔ)系統(tǒng)和技術(shù),例如SAN、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直連、S2A等;

2、離線存儲(chǔ):數(shù)據(jù)備份到磁帶、磁帶庫或者光盤庫,訪問性能低,但成本低、海量存儲(chǔ);

3、近線存儲(chǔ):不經(jīng)常用到且數(shù)據(jù)訪問量不大的數(shù)據(jù)存放到性能較低的存儲(chǔ)設(shè)備上,同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備要求尋址迅速、傳輸率高。

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