这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 13 天
存储系统
存储系统是一个提供了读写和控制类接口，能够安全有效地将数据持久化的软件。作为后端服务数据的最后一环，存储系统分性能非常敏感，因此其 IO 代码必须尽可能简单以提高性能；存储系统作为数据持久化的提供者，其稳定性和安全性备受重视，因此其错误处理及故障恢复相关逻辑便非常复杂。
除此之外，由于硬件的多种多样，存储系统需要根据硬件不同做出修改。然而在单机系统上仍然难以做到高性能、高可用性和高性价比。此时出现了 RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）技术，解决单块硬盘相较于多块小硬盘性价比低、效率低和可靠性低的问题。
常见的 RAID 方案：
- RAID0：多块磁盘同时写入文件的一部分，总体容量为这些磁盘单独容量的和。无容错设计，任意一块磁盘损坏，全部数据丢失（RAID0 一时爽，数据火葬场）
- RAID1：两块硬盘互为镜像，保证数据的可用性，总体容量为较小的那块磁盘的容量
- RAID01或RAID10：两块磁盘组成一个 RAID0（RAID1），在将两个这样的组合组成RAID0（RAID1）。
- RAID5：由三块磁盘组成，每块磁盘存储一部分数据的同时存储另外两块磁盘的奇偶校验数据。任意一块磁盘损坏，可根据另外两块磁盘的校验数据恢复该磁盘的数据。
数据库
数据库系统分为关系型数据库系统（RDBMS）和非关系型数据库系统（NRDBMS）。“关系”（Relation）指任意元素制成的序偶~~（离散数学老师正在提着刀赶来）~~。
SQL 是用于操纵数据库的一种 DSL（Domain Specific Language），具有便于人类阅读的特点。
关系型数据库是一种存储系统，但在此之外还有其他特性，比如事务（ACID）。非关系型数据库不具有很强的结构性，对事务的支持不一定好，但其结构简单，效率较高。
主流存储产品
单机存储
单机存储系统是指单个计算节点上的存储系统，包括本地文件系统和 key-value 存储两类。
Linux 上的文件系统都遵守统一的 VFS 接口，文件系统的两大数据结构为 inode（Index Node）和 dentry(Directory Entry)。inode 记录文件的元数据等，会被持久化到磁盘上，其总数在创建文件系统时就已确定；dentry 始终位于内存中，记录文件名、inode 指针等。inode 与 dentry 对应关系为 N:1（因为硬链接的存在）。
key-value 系统的常见数据结构是 LSM-Tree，牺牲读取性能以追求更高的写入性能。HDFS便是分布式存储系统的一个代表性产品。
分布式存储
分布式存储系统在单机存储系统基础上实现了分布式协议，涉及到网络通信。
类似 RAID，HDFS 也是在大型设备性价比较低的背景下产生的，追求用大量廉价的小型机获得高性能和高可靠性。HDFS 支持大量数据存储、具有高容错性、弱 POSIX 语义、使用普通 x86 设备运行。
除了 HDFS,，Ceph 也是分布式存储系统的重要产品之一。遵守“一切皆对象”的哲学~~（你是 Java 派来的救兵叭）~~，采用主备复制模型进行数据写入，使用 CRUSH 算法构建分布式模型。
单机数据库
单机数据库是指在单个计算节点上运行的数据库系统，事务在单机内执行。
单机关系型数据库系统著名产品有 Oracle、MySQL 和 PostgreSQL，非关系型数据库常见的有 MongoDB（灵活）、Redis（数据结构丰富，不支持 SQL）和 Elasticsearch（擅长模糊搜索）。
分布式数据库
由于业务规模的变化，为了弹性部署项目，分布式数据库应运而生。
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