云存储技术

存储的分类

云存储技术
根据组网形式不同,当前3种主流存储技术或存储解决方案分为直连式存储(DAS)、存储区域网络(SAN)、网络介入存储(NAS)。
云存储技术

直连式存储(DAS)

存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接连到服务器的。 I/O请求直接发送到存储设备。

DAS优点

连接简单
集成在服务器内部;点到点的连接;距离短;
安装技术要求不高
低成本需求
SCSI总线成本低
较好的性能
通用的解决方案
DAS的投资低,绝大多数应用可以接受

DAS缺点

有限的扩展性
SCSI总线的距离最大25米;最多15个设备
专属的连接
空间资源无法与其他服务器共享
备份和数据保护
备份到与服务器直连的磁带设备上
硬件失败将导致更高的恢复成本
TCO(总拥有成本高)
存储容量的加大导致管理成本上升
存储使用效率低

存储区域网络(SAN)

它是一个用在服务器和存储资源之间的、专用的、高性能的网络体系。它为实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。

SAN优点

实现存储介质的共享
非常好的扩展性
易于数据备份和恢复
实现备份磁带共享
LAN Free和Server Free
高性能
支持服务器群集技术
容灾手段
低的TCO

SAN缺点

成本较高
需要专用的连接设备如FC交换机以及HBA
SAN孤岛
技术较为复杂

需要专业的技术人员维护

网络介入存储(NAS)

存储设备连接到现有的网络上,提供数据和文件服务,应用服务器直接把File I/O请求通过LAN传给远端NAS中的文件系统,NAS中的文件系统发起Block I/O到与NAS直连的磁盘。主要面向高效的文件共享任务,适用于那些需要网络进行大容量文件数据传输的场合。

NAS优点

资源共享
构架于IP网络之上
部署简单
较好的扩展性
异构环境下的文件共享
易于管理
备份方案简单
低的TCO

NAS缺点

扩展性有限
带宽瓶颈,一些应用会占用带宽资源
不适应某些数据库的应用

DAS、NAS、SAN三种形态比较

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RAID

RAID0

Striped Disk Array without Fault Tolerance( 没有容错设计的条带磁盘阵列,以条带形式将RAID阵列的数据均匀分布在各个阵列中。
总容量=(磁盘数量)*(磁盘容量)
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RAID1

以镜像作为冗余手段,虚拟磁盘中的数据有多个拷贝,放在成员磁盘上。
总容量=(磁盘数量 / 2)*(磁盘容量)
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RAID3

RAID3 (条带分布+专用盘校验):以xor校验为冗余方式,使用专门的磁盘存放校验数据, 虚拟磁盘上的数据块被分为更小的数据块并行传输到各个成员物理磁盘上 ,同时计算出xor校验数据存放到校验磁盘上。
总容量=(磁盘数量 -1)*(磁盘容量)
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RAID5

RAID5 (条带技术+分布式校验):以XOR检验为冗余方式,校验数据均匀分布在各个数据磁盘上,对各个数据磁盘的访问为异步操作。
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RAID6

RAID6:能够允许两颗磁盘同时失效的RAID级别系统。
总容量=(磁盘数 -2)*(磁盘容量)
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RAID10

RAID10 (镜像阵列条带化):将镜像和条带组合起来的组合RAID级别,最低一级是RAID1镜像对,第二级为RAID0。
总容量=(磁盘数 /2)*(磁盘容量)
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RAID50

RAID50定义:将镜像和条带组合起来的组合RAID级别,最低一级是RAID5镜像对,第二级为RAID0。
总容量=(磁盘数 -1)*(磁盘容量)
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RAID级别比较

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磁盘热备

热备份是指在建立RAID磁盘阵列系统的时候,将其中一个磁盘指定为热备磁盘,此热备磁盘在平常并不操作,当阵列中某一磁盘发生故障时,热备磁盘便取代故障磁盘,并自动将故障磁盘的数据重构在热备磁盘上。

热备盘分为全局热备盘和局部热备盘。
**全局热备盘:**针对整个磁盘阵列,对阵列中所有RAID组起作用。
**局部热备盘:**只针对某一RAID组起作用。

快照

快照是某一个时间点上的逻辑卷的映像,逻辑上相当于整个快照源卷的副本。

云存储的概念与技术原理

云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过虚拟化、集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协调工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

云存储技术分类

块存储技术

块存储将存储区域划分成固定大小的小块,是传统裸存储设备的存储空间对外暴露方式。块存储系统将大量磁盘设备通过SCSI/SAS或FC SAN与存储服务器连接,服务器直接通过SCSI/SAS或FC协议控制和访问数据。块存储方式不存在数据打包/解包过程,可提供更高的性能。

分布式文件存储技术

文件存储以标准文件系统接口形式向应用系统提供海量非结构化数据存储空间。分布式文件系统把分布在局域网内各个计算机上的共享文件夹集合成一个虚拟共享文件夹,将整个分布式文件资源以统一的试图呈现给用户。 它对用户和应用程序屏蔽各个节点计算机底层文件系统的差异,提供用户方便的管理资源的手段或统一的访问接口。
分布式文件系统的出现很好的满足互联网信息不断增长的需求,并为上层构建实时性更高,更易使用的结构化存储系统提供有效的数据管理的支持。在催生了许多分布式数据库产品的同时,也促使分布式存储技术不断的发展和成熟。

对象存储技术

对象存储为海量非结构化数据提供Key-Value这种通过键-值查找数据文件的存储模式,提供了基于对象的访问接口,有效地合并了NAS和SAN的存储结构优势,通过高层次的抽象具有NAS的跨平台共享数据和基于策略的安全访问优点,支持直接访问具有SAN的高性能和交换网络结构的可伸缩性。

表存储技术

表存储系统用来存储和管理结构化/半结构化数据,向应用系统提供高可扩展的表存储空间,包括交易型数据库和分析型数据库。
NoSQL是设计满足超大规模数据存储需求的分布式存储系统,没有固定的Schema,不支持join操作,通过“向外扩展”的方式提高系统负载能力。

各种存储技术对比

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