一个网络应用，除了数据库存储业务数据以外，还需要存储一些数据文件信息，这类文件类的数据肯定要存储在一个硬件介质中，而整个的存储和传输过程，则需要一些架构层面的软件来实现。下面我们就围绕着服务器对文件的存储机制来逐步介绍文件系统。
一、存储介质
在单节点的存储机制中，使用的存储介质就是硬盘，硬盘又分为机械硬盘和SSD(固态硬盘)：
机械硬盘
固态硬盘
SSD的优点是读取速度比机械硬盘快，缺点就是造价高昂，售价比较贵，且寿命方面没有机械硬盘长。而机械硬盘优点就是造价便宜，技术比较成熟稳定，相关性能也比较了解，便于管理，缺点就是读取速度没有机械硬盘快。
二、文件系统
我们要在硬盘中存储文件，首先第一步就是要格式化文件系统。每个操作系统都有自己的文件系统，例如Linux下的tmpfs、GFS、XFS等。
单一的文件系统的缺点就是不好进行拓展，分区分的小了也不能拓展，只能重新进行分区。所以就引入了LVM，LVM是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。
LVM可以把多块硬盘做成一个个的PV(Physical Volume物理卷)，然后由一个VG(Volumne Group卷组)来管理PV，即GV建立在PV之上，一个GV中至少要包括一个PV，在GV建立之后可动态添加PV到GV中。而GV又从属于LV(Logical Volume逻辑卷)，GV中的未分配空间可以用于建立新的LV，LV建立后可以动态地扩展和缩小空间。系统中的多个LV可以属于同一个GV，也可以属于不同的多个GV。PV、GV和LV的关系图如下：
所以使用LVM的优点就是可以动态的进行磁盘分区管理，可以动态地扩展和缩小空间。
三、文件存储方式
存储的分类分为，封闭系统的存储和开放系统的存储。其中封闭系统的存储指的是大型机的存储。而开放式存储指的是基于Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器，它们又被分为内置存储和外挂存储，说白了，内置存储就是内存，外挂存储就是硬盘。在外挂存储中又分为DAS(Direct-Attached Storage直连式存储)、FAS(Fabric-Attached Storage网络化存储)，其中FAS又分为NAS(Network-Attached Storage网络接入存储)和SAN(Storage Area Network存储区域网络)，下面是存储分类图：
DAS、FAS、NAS和SAN的对比：
●DAS
图1.5.jpg
是直连式存储(Direct-AttachedStorage) ，存储设备是通过电缆（通常是SCSI接口电缆）直接挂到服务器总线上。DAS方案中外接式存储设备目前主要是指RAID、JBOD等。
每一台主机服务器有独立的存储设备，每台主机服务器的存储设备无法互通。通常在单一网络环境下且数据交换量不大，性能要求不高的环境下，可以说是一种应用较为早的技术实现。
●NAS
是网络附属存储(Network Attached Storage) ，存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)连接 ：
NAS是在网络中放置一个单独的存储服务器，此存储服务器开启网络共享。
●SAN
是存储区域网络(Storage Area Network) ，SAN连接又分ISCSI（网口）SAS（SAS口）以及FC（光纤口）连接。
下面是一个IBM-DS系统的SAN存储：
该SAN是由两块组成，一个是控制器(IP-SAN)，一个是硬盘存储扩展柜(FC-SAN)，一个控制器可以支持多个扩展柜，它们之间通过光纤进行连接。默认情况下，机器的尾纤只能接在控制器上，这里一般使用光纤交换机来进行多台机器与控制器的网络传输。
注：这种连接需要单独的存储产品。可以通过交换机连接。
四、文件存储机制
在同种文件存储方式下， 有多种文件存储机制：单机存储、共享存储、分布式存储。
1.单机存储
单机存储是比较简单的一种存储方式，只需要关注本机器的存储功能即可。单机存储技术可分为硬盘(文件系统)、LVM、文件分发(多级分发)和文件同步(rsync、HASH Tree、inotify)。
2.共享存储
共享存储，指的是多台服务器访问(写)同一个存储设备的同一个分区。通俗一点讲就是说系统允许多个用户(进程)共享同一份文件。如果不提供此功能，就意味着凡是需要该文件的用户，都须各自备有此文件的副本，显然造成空间的浪费。
共享存储的硬件方面，就是上面提到的NAS和SAN存储，而NAS中使用的文件系统就是NFS。NFS（Network File System）即网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。
3.分布式存储
在集群情况下，还有一种“分布式文件系统”:
上述分布式文件系统各自适用于不同的领域。它们都不是系统级的分布式文件系统，而是应用级的分布式文件存储服务。
一、存储介质
在单节点的存储机制中，使用的存储介质就是硬盘，硬盘又分为机械硬盘和SSD(固态硬盘)：
机械硬盘
固态硬盘
SSD的优点是读取速度比机械硬盘快，缺点就是造价高昂，售价比较贵，且寿命方面没有机械硬盘长。而机械硬盘优点就是造价便宜，技术比较成熟稳定，相关性能也比较了解，便于管理，缺点就是读取速度没有机械硬盘快。
二、文件系统
我们要在硬盘中存储文件，首先第一步就是要格式化文件系统。每个操作系统都有自己的文件系统，例如Linux下的tmpfs、GFS、XFS等。
单一的文件系统的缺点就是不好进行拓展，分区分的小了也不能拓展，只能重新进行分区。所以就引入了LVM，LVM是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。
LVM可以把多块硬盘做成一个个的PV(Physical Volume物理卷)，然后由一个VG(Volumne Group卷组)来管理PV，即GV建立在PV之上，一个GV中至少要包括一个PV，在GV建立之后可动态添加PV到GV中。而GV又从属于LV(Logical Volume逻辑卷)，GV中的未分配空间可以用于建立新的LV，LV建立后可以动态地扩展和缩小空间。系统中的多个LV可以属于同一个GV，也可以属于不同的多个GV。PV、GV和LV的关系图如下：
所以使用LVM的优点就是可以动态的进行磁盘分区管理，可以动态地扩展和缩小空间。
三、文件存储方式
存储的分类分为，封闭系统的存储和开放系统的存储。其中封闭系统的存储指的是大型机的存储。而开放式存储指的是基于Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器，它们又被分为内置存储和外挂存储，说白了，内置存储就是内存，外挂存储就是硬盘。在外挂存储中又分为DAS(Direct-Attached Storage直连式存储)、FAS(Fabric-Attached Storage网络化存储)，其中FAS又分为NAS(Network-Attached Storage网络接入存储)和SAN(Storage Area Network存储区域网络)，下面是存储分类图：
DAS、FAS、NAS和SAN的对比：
●DAS
图1.5.jpg
是直连式存储(Direct-AttachedStorage) ，存储设备是通过电缆（通常是SCSI接口电缆）直接挂到服务器总线上。DAS方案中外接式存储设备目前主要是指RAID、JBOD等。
每一台主机服务器有独立的存储设备，每台主机服务器的存储设备无法互通。通常在单一网络环境下且数据交换量不大，性能要求不高的环境下，可以说是一种应用较为早的技术实现。
●NAS
是网络附属存储(Network Attached Storage) ，存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)连接 ：
NAS是在网络中放置一个单独的存储服务器，此存储服务器开启网络共享。
●SAN
是存储区域网络(Storage Area Network) ，SAN连接又分ISCSI（网口）SAS（SAS口）以及FC（光纤口）连接。
下面是一个IBM-DS系统的SAN存储：
该SAN是由两块组成，一个是控制器(IP-SAN)，一个是硬盘存储扩展柜(FC-SAN)，一个控制器可以支持多个扩展柜，它们之间通过光纤进行连接。默认情况下，机器的尾纤只能接在控制器上，这里一般使用光纤交换机来进行多台机器与控制器的网络传输。
注：这种连接需要单独的存储产品。可以通过交换机连接。
四、文件存储机制
在同种文件存储方式下， 有多种文件存储机制：单机存储、共享存储、分布式存储。
1.单机存储
单机存储是比较简单的一种存储方式，只需要关注本机器的存储功能即可。单机存储技术可分为硬盘(文件系统)、LVM、文件分发(多级分发)和文件同步(rsync、HASH Tree、inotify)。
2.共享存储
共享存储，指的是多台服务器访问(写)同一个存储设备的同一个分区。通俗一点讲就是说系统允许多个用户(进程)共享同一份文件。如果不提供此功能，就意味着凡是需要该文件的用户，都须各自备有此文件的副本，显然造成空间的浪费。
共享存储的硬件方面，就是上面提到的NAS和SAN存储，而NAS中使用的文件系统就是NFS。NFS（Network File System）即网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。
3.分布式存储
在集群情况下，还有一种“分布式文件系统”:
分布式文件系统通过主控服务器对文件进行分布式存储，将客户端的文件存储根据业务需要，存储在不同的数据服务器中。
常见的分布式文件系统有FastDFS，GFS、HDFS、Ceph 、GridFS 、mogileFS、TFS等：
上述分布式文件系统各自适用于不同的领域。它们都不是系统级的分布式文件系统，而是应用级的分布式文件存储服务。
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