存储和数据库

存储系统

什么是存储系统

存储系统是一个提供了读写、控制类接口，能够安全有效地把数据持久化的软件。

系统特点

• 作为后端软件的底座，性能敏感
• 存储系统代码，既“简单”又“复杂”
• 存储系统软件架构、容易受硬件影响

存储器层级结构

• 第一层：通用寄存器堆
• 第二层：指令与数据缓冲栈
• 第三层：高速缓冲存储器
• 第四层：主储存器（DRAM）
• 第五层：联机外部储存器（硬磁盘机）
• 第六层：脱机外部储存器（磁带、光盘存储器等）

这就是存储器的层次结构~~~ 主要体现在访问速度~~~

RAID技术

RAID全称RedundanArrayofInexpensiveDisk（磁盘阵列技术）

出现背景

• 单块大容量磁盘的价格 > 多块小容量磁盘

  RAID 0

  1.多块磁盘简单组合

  2.数据条带化存储，提高磁盘带宽

  3.没有额外的容错设计

• 单块磁盘的写入性能 < 多块磁盘的并发写入性能

  RAID 1

  1.一块磁盘对应一块额外镜像盘

  2.真实空间利用率仅50%

  3.容错能力强

• 单块磁盘的容错能力有限，不够安全

  RAID 0 + 1

  1.结合了RAID 0和RAID 1

  2.真实空间利用率仅50%

  3.容错能力强，写入带宽好

数据库

数据库分为关系型数据库和非关系型数据库

关系型数据库特点

关系型数据库是存储系统，但在存储之外，又发展出其他能力

• 结构化数据友好
• 支持事务
• 支持复杂查询语言

非关系型数据库特点

非关系型数据库也是存储系统，但是一般不要求严格的结构化

• 半结构化数据友好
• 可能支持事务
• 可能支持复杂查询语言

数据库 VS 经典存储

结构化数据管理

一条用户注册数据

数据库：写入关系型数据库，以表的形式管理

经典存储：写入文件，自行定义管理结构

事务

凸显出数据库支持 事务 的优越性

事务具有：

• A(tomicity),事务内的操作要么做全，要么不做
• C(onsistency),事务执行前后，数据状态是一致的
• I(solation),可以隔离多个并发事务，避免影响
• D(urability),事务一旦提交成功，数据保证持久性

复杂查询能力

数据库：灵活简洁

经典存储：僵化复杂

总结

存储系统

• 块存储：存储软件栈里面的底层系统，接口过于朴素
• 文件存储：日常使用最广泛的存储系统，接口十分友好，实现五花八门
• 对象存储：公有云上的王牌产品，immutable语义加持
• key-value存储：形式最灵活，存在大量的开源/黑盒产品

数据库系统

• 关系型数据库：基于关系和关系代数构建的，一般支持事务和SQL访问，使用体验友好的产品
• 非关系型数据库：结构灵活，访问方式灵活，针对不同场景有不同的针对产品