数据存储基础知识

存储分类

开放系统的外置存储设备分为两种:直接式存储DAS(Direct-Attached Storage)和网络存储FAS(Fabric-AttachedStorage)。其中FAS又细分为网络接入存储NAS(Network-Attached Storage)和存储区域网络SAN(Storage Area Network)。

组网

存储设备的组网简单可以总结如下:
1、DAS:存储设备直接通过SCSI线缆或者FC的方式直接连到服务器上,SCSI环路最多可以支持16台设备,FC仲裁环可以支持126台设备;
2、NAS:NAS是一种文件共享服务,存储设备直接连接到现有网络上,通过NFS/CIFS对外提供文件访问服务;
3、SAN:SAN细分为FC-SAN和IP-SAN,FC-SAN需要专门的FC Switch以及HBA,IP-SAN通过以内交换机进行组网。
组网示意图
不同形态存储对比:
1、传输类型:DAS采用SCSI/FC,NAS采用IP,FC-SAN采用FC,IP-SAN采用IP;
2、数据类型:DAS/SAN都是块级存储,NAS是文件级存储;
3、典型应用场景:DAS适用场景较广,NAS适用于文件服务器,FC-SAN适用于数据库应用,IP-SAN适用于视频监控;
4、优点:DAS的优势是兼容性好;NAS优势是易于安装、成本低;FC-SAN优势是高性能、高可用性、高扩展性;IP-SAN的优势是高扩展性、成本低;
5、缺点:DAS的扩展性有限,存储利用率低;NAS性能较低,支持应用场景有限;FC-SAN比较昂贵,配置复杂,互操作性低;IP-SAN与FC-SAN相比性能低。

存储设备的使用协议包括:
1、SCSI:SCSI是小型机系统接口的简称,1979年提出,是为小型机研制的接口技术,现在已经在小型机、高低端服务器、PC上普及使用,分为SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3,目前最广泛使用的是SCSI-3;
2、iSCSI:iSCSI是一种基于TCP/IP的数据块传输标准,由Cisco和IBM发起,可以在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在千兆以内网上进行快速的数据存取备份操作;
3、FC:FC是一种高性能的串行连接标准,用于服务器共享设备的连接,接口传输速率目前有1/2/4/8/16/32G几种标准,需要配合HBA和FC Switch组网。

RAID

RAID的级别需要解释下,分为从RAID0到RAID7共8种明确标准级别,此外还有RAID10(RAID1与RAID0组合)、RAID30、RAID50等不同组合。
RAID级别对别:
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、特点:RAID0无容错,磁盘利用率100%,不带奇偶校验的条带集;RAID1最佳容错,通过磁盘镜像进行可靠性保障,磁盘利用率50%;RAID10是RAID0与RAID1的结合,数据分布在每个磁盘,并且磁盘还存在镜像,磁盘利用率50%;RAID3/RAID5采用带奇偶校验的条带集,磁盘利用率(N-1)/N,RAID3适合顺序存取,RAID5适合随机存取;RAID6采用双校验位,利用率(N-2)/N。

数据分级存储

把数据存放在不同类别的存储设备,例如磁盘、磁盘阵列、光盘库、磁带等,通过分级存储管理软件实现数据实体在不同存储设备之间自动迁移;根据数据的访问频率、保留时间、容量、性能要求等因素确定最佳存储策略,从而控制数据迁移的规则。分别存储的存储方式分为:
1、在线存储:数据存放在磁盘系统,一般采用高端存储系统和技术,例如SAN、点对点直连、S2A等;
2、离线存储:数据备份到磁带、磁带库或者光盘库,访问性能低,但成本低、海量存储;
3、近线存储:不经常用到且数据访问量不大的数据存放到性能较低的存储设备上,同时对存储设备要求寻址迅速、传输率高。

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