【计算机基础】存储概述

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一、存储分类

存储分类.jpg       内置存储即计算机内置的存储,外挂存储又分为以下几类。

  • DAS(Direct Attached Storage)直接连接存储:是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。
  • NAS(Network Attached Storage)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。NAS是部件级的存储方法,它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。需要共享大型CAD文档的工程小组就是典型的例子。
  • SAN(Storage Area Network)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,但并非通过标准的网络拓扑。 存储示意图.jpg

2.1 DAS    

  DAS是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上,适用于服务器在地理位置上比较分散,很难通过远程连接进行互联。但DAS依赖于服务器主机的操作系统进行数据的IO读写和存储管理,数据的备份和恢复都需要占用主机资源。此外存储设备和主机通过SCSI连接,受限于SCSI通道带宽。在大型集群中已经较少使用这种方式

2.2 NAS与SAN

存储网.jpg   为了解决DAS所存在的问题,提出来了一种新的解决方案,即将存储器从应用服务器中分离出来,进行集中管理,这就是存储网络(Storage Networks)。使用存储网络,可以实现数据集中管理,容易扩充,扩展性强,并具有容错功能,整个网络无单点故障。对于存储网络,有两种不同的实现手段,分别是NA和SAN。

  • NAS:用户通过TCP/IP协议访问数据,采用业界标准文件共享协议如:NFS、HTTP、FTP、CIFS实现共享。我们常见的NFS( Network File System,网络文件系统),就是NAS服务器支持的其中一种文件系统。
  • SAN:通过专用光纤通道交换机访问数据,采用SCSI、FC-AL接口。 NAS与SAN.jpg

  SAN存储设备通过光纤连接,而NAS存储设备通过TCP/IP连接。除了网络的不同,NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统的位置。SAN结构中,文件管理系统(FS)分别在每一个应用服务器上,而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。   

  由于两者不同的特性, SAN方案通常更快,特别是在传输大量数据时,也具有更好的可扩展性和可扩展性,即使在非常大的工作负载下也能保持其性能。SAN云经常用于更高级别的资源密集型应用程序。但它的维护和管理也更复杂,费用也会更昂贵。

  NAS方案通常更快、更便宜、更容易,并且通常用于更小、更具体的应用程序。它们可以像SAN云一样先进、复杂和快速,但这需要一些额外的工作和配置。NAS解决方案更频繁地用于个人用户、小企业主和更直接的数据应用程序。

二、 块存储、文件存储、对象存储

  1. 块存储:可以认为是裸盘,最多包一层逻辑卷(LVM),不能被操作系统直接读写,需要格式化为指定的文件系统(Ext3、Ext4、NTFS)后才可以访问、常见的DAS、FC-SAN、IP-SAN都是块存储。最大的优点就是读写快(带宽&IOPS)。

  2. 文件存储: 以文件和文件夹的层次结构来整理和呈现数据。Ext3、Ext4、NTFS是本地文件存储,NFS、CIFS是网络文件存储(NAS存储);最明显的特征是支持POSIX的文件访问接口(open、read、write、seek、close等)。优点在于便于扩展。

  3. 对象存储:也称为基于对象的存储,是一种扁平结构,其中的文件被拆分成多个部分并散布在多个硬件间。在对象存储中,数据会被分解为称为“对象”的离散单元,并保存在单个存储库中,而不是作为文件夹中的文件或服务器上的块来保存。常见的对象存储开源实现有 Ceph 的RADOS、openstack的swift、AWS s3等。对象存储需要一个HTTP接口,以供大多数客户端使用,基本都是restful接口。