存储基础·存储发展·存储组网系统·存储形态·云计算|超详细！

存储基础一.什么是存储？狭义的存储广义的存储二.存储的发展1.传统存储2.外挂存储3.存储网络4.分布式存储三.存储组网系统1.NAS存储2.SAN存储特点SAN的网络部署形式FC SAN(光纤通道协议)IP SAN (TCP/IP协议)3.三种存储组网对比四.存储形态1.集中式存储2.分布式存储五.存储业务类型

栖栖故人

1287人浏览 · 2023-04-21 21:39:01

栖栖故人 · 2023-04-21 21:39:01 发布

前序

各位客官：

早上好！中午好！晚上好！

欢迎步入云计算的大门，这是咱们云计算一栏的第三篇博客啦，今天我们来了解一下什么是存储？存储是如何发展起来的呢？存储的组网系统有哪些？存储的形态是啥？再看看存储有哪些业务类型？店家是从华为官网上学习而来哒，以下是学习所思所得所悟哦。先赞后看，养成好习惯。话不多说，上菜！

存储基础

一.什么是存储？

存储：存放数据文件的介质。

狭义的存储：

CD，DVD，磁带，硬盘等

广义的存储：

存储硬件：磁盘阵列，控制器，磁盘柜，磁带库等

存储软件：备份软件，管理软件，快照，复制等

存储网络：HBA卡，光纤交换机，FC线缆等

存储解决方案：集中式存储，归档，容灾等

二.存储的发展

1.传统存储

定义：传统存储由单硬盘组成。

局限性：
• 硬盘成为系统性能瓶颈
• 有限硬盘槽位，容量小
• 单硬盘存放数据，可靠性差
• 存储空间利用率低
• 本地存储，数据分散

2.外挂存储

外挂存储：即直连存储，最早的形态是JBOD，仅仅是将一些磁盘串联在一起，被称为JBOD（Just a Bunch Of Disks，磁盘簇），主机看到的就是一堆独立的硬盘，只增加了容量，无法提供安全保障。

发展：从附属服务器到独立系统

（1）采用外部硬盘阵列，解决了有限硬盘槽位，容量小的问题。

（2）采用智能硬盘阵列，把控制器拉出来，控制器中包含RAID功能、大容量Cache，同时使得磁盘阵列具有多种实用的功能，如提高数据的读写性能、数据的安全性等。

解决问题：

• 硬盘成为系统性能瓶颈

• 有限硬盘槽位，容量小

• 单硬盘存放数据，可靠性差，读写性能低

3.存储网络

存储网络： SAN是典型的存储网络，主要使用FC网络传输数据，随后出现了IP存储区域网络。

发展：从独立系统到网络共享存储

解决问题：

• 硬盘成为系统性能瓶颈

• 有限硬盘槽位，容量小

• 单硬盘存放数据，可靠性差，读写性能低

• 存储空间利用率低

• 数据无法共享

4.分布式存储

分布式存储：采用通用服务器硬件构建存储资源池，更适合云计算的场景。

三.存储组网系统

1.NAS存储

NAS：Network Attached Storage，网络附加存储，是一种将分部，独立的数据进行整合集中式管理，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。

NAS可以作为网络节点，直接接入网络中。支持多种网络技术，多种网络拓扑；支持多种协议：NFS，CIFS等。

2.SAN存储

SAN：Storage Area Networks，存储区域网络，是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统。

存储网络：一个存储网络是一个用在服务器和存储资源之间专用的高性能的网络体系。

特点：

SAN式独立于LAN的服务器后端存储专用网络。

SAN采用可扩展的网络拓扑结果连接服务器和存储设备。

每一个存储设备不隶属于任何一台服务器，所有的存储设备都可以在网络之间进行对等的资源共享。

SAN的网络部署形式

FC SAN(光纤通道协议)

背景：为解决DAS拓展性差的问题，将存储设备网络化，可以同时连接上百台服务器。

连接方式：FC光纤，使用专用的FC交换机。通过FC交换机建立起与服务器和存储设备之间的直接连接。

协议：使用Fibre Channel Protocol光纤通道协议（FC，光纤通道，是指一种用于在光纤或者铜缆上传输100Mbit/s到4.25Gbit/s信号的标准数据存储网络。用于建立存储区域网的高速传输技术。光纤通道能够用于支持ATM，IP等协议的一般网络，但它主要用途是从服务器上传输小型计算机系统接口流量到磁盘阵列。）

访问方式：后端一台存储设备的存储空间可以划分为多个LUN，供前端服务器使用。

链路速率：2Gbit/s，4Gbit/s，8Gbit/s

功能：提供快照，容灾等高级数据保护功能

优势：传输大块数据，实现远距离传输

应用场景：企业级存储

IP SAN (TCP/IP协议)

背景：为解决FC-SAN在价格及管理上的诸多问题而生。

连接方式：采用以太网作为连接链路，以太网交换机

访问方式：后台一台存储设备的存储空间可以划分为多个LAN，供前端使用(与FC SAN相同）。

链路速率：1Gbit/s，10Gbit/s

功能：提供快照，容灾等高级数据保护功能

优势：可以使用非常成熟的IP网络管理工具和基础建设。IP网络使用普遍，可谓企业节省大笔建设，管理及人事成本。（很好的拓展性，灵活的互通性，传输距离无限制，成本低易管理）

iSCSI：Internet Small Computer System Interface，Internet小型计算机系统接口，是一种基于因特网及SCSI-3协议下的存储技术，它将原来只用于本机的SCSI协议透过TCP/IP网络发送，使连接距离可作无限延伸。

3.三种存储组网对比

NAS和SAN最大的区别就在于NAS有文件操作和管理系统，而SAN却没有这样的系统功能，其功能仅仅停留在文件管理的下一层，即数据管理。

SAN和NAS不是互相冲突的，是可以共存于一个系统网络中的，但是NAS通过一个公共的接口实现空间的管理和资源共享，SAN仅仅是为服务器存储数据提供一个专门的快速后方存储通道。

四.存储形态

1.集中式存储

集中式存储系统：整个存储是集中在一个系统中的。企业级的存储设备一般是集中式存储。集中式存储不是一个单独的设备，是集中在一套系统当中的多个设备。

集中式存储按照技术架构可以划分为SAN和NAS。

优点：部署结构简单

缺点：

▫ 孤立的存储资源，存储通过专用网络连接到有限数量的服务器；

▫ 集中式纵向扩容通过增加硬盘框实现，硬件控制器性能（单控制器带盘能力）成为瓶颈；

▫ 集中式存储横向扩容需要通过控制器全连接实现，硬件控制器性能成为扩容瓶颈；

▫ 集中式存储资源缺乏共享，存储设备和资源往往由不同厂家提供，设备之间无法进行资源共享，数据中心看到的是一个个孤立的存储池；

▫ 集中式存储采用集中式元数据管理方式，系统所能提供的并发操作能力将受限于元数据服务的性能，元数据服务也将会成为系统的性能瓶颈。