云计算中存储继承知识
云计算中存储继承知识
存储分为:内存和外存
内存:归类计算资源
外存:硬盘(磁盘)
硬盘:分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)
物理磁盘类型
SATA盘的全称是Serial Advanced Technology Attachment,SATA(Serial ATA)口的硬盘有叫串口硬盘。
SATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。
串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
SAS盘
- SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,与SATA硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。
- NL-SAS盘
- NL-SAS是采用了SAS的磁盘接口和SATA的盘体的综合体。NL-SAS硬盘的转速只有7200转,因此性能比SAS硬盘差。但由于使用了SAS接口,所以在寻址和速度上有了提升。
SSD盘
- SSD(Solid State Disk),固态硬盘,是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片(闪存)、DRAM芯片(动态随机存取器))组成。SSD在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。SSD虽然具有传统机械硬盘所不具备的快速读写、质量轻、能耗低以及体积小等特点,但其使用寿命有限且价格较高。
物理磁盘类型对比
物理磁盘类型 |
SSD |
SAS |
NL-SAS |
SATA |
性能 |
非常高 |
高 |
较高 |
一般 |
可靠性 |
一般 |
高 |
较高 |
一般 |
价格 |
很高 |
高 |
较便宜 |
便宜 |
能耗 |
低 |
高 |
较低 |
较低 |
应用场景 |
数据访问非常频繁的场景 |
数据较离散的中高端用户 |
较大数据块,业务压力较小 |
较大数据块,业务压力较小 |
集中式存储:服务器中有很多硬盘,内容是集中的,存储在一个地方的
RAID技术:称为冗余磁盘陈列
优点:高效可多块磁盘并行读写、安全奇偶校验和热备技术
常用RAID类型
RAID0:又叫条带化。将多块硬盘逻辑成一块硬盘使用,至少需要一块硬盘,容量等于所有磁盘加起来的容量,但安全性不变,读写速度提升最高
RAID1:镜像。同时在两个硬盘中写,容量只等于其中一块的容量,读写速度不变,安全性高,至少需要两块硬盘。
RAID5:独立式数据磁盘与分布式校验块。至少需要三块硬盘,每块磁盘拿三分之二存东西,三分之一做奇偶校验。允许坏一块硬盘
RAID6:至少需要四块硬盘,允许坏两块硬盘
RAID10:是RAID1和RAID0的组合
RAID50:是RAID5和RAID0的组合
集中式存储类型
SAN:存储区域网络。独立于业务网络之外的高速存储
存储服务器通过网络提供给主机用,
有两种提交方案: IP-SAN 利用现有的以太网
FC-SAN在存储服务器上配置网络接口和交换机适配器,用的是光网络
IP-SAN 和 FC-SAN对比
IP-SAN |
FC-SAN |
|
网络速度 |
1GB、10GB 、40GB |
4GB 、8GB、16GB |
网络架构 |
直接利用现有的IP网络 |
单独建设光纤网络和HBA卡 |
传输距离 |
理论上无限制 |
受限于光纤的传输距离 |
管理、维护 |
操作简单 |
技术要求较高 |
兼容性 |
与所有支持IP网络的设备兼容 |
兼容性差 |
性能 |
目前主流是1GB |
非常高的读写和传输性能 |
成本 |
便宜 |
高(光纤交换机、HBA卡、培训技术人员) |
安全性 |
较低 |
较高 |
NAS:叫网络附加存储。多用于家庭网络,专用的文件存储器,相当于一个共享目录。
两种共享方案
CIFS:
CIFS(Common Internet File System),通用网络文件系统,是由微软的SMB(Server Message Block)发展而来的一个公共、开放的文件系统。在Windows主机之间,可以通过一个简单的共享映射,将CIFS服务器上的共享资源挂载到自己的系统中,把它当成自己本地系统资源一样来使用
NFS:
NFS(Network File System),网络文件系统,是由Sun公司开发的,用于在Linux/UNIX/AIX/HP-UX/Mac OS X等类UNIX的操作系统中实现网络文件共享。通过挂载命令将远程的文件系统挂载在自己的文件系统之下,像使用本机文件一样使用远程共享文件
CIFS和NFS对比
CIFS |
NFS |
|
传输特点 |
基于网络,对可靠性要求高 |
基于网络,独立传输 |
易用性 |
无需额外的软件 |
需要安装软件 |
安全性 |
无法进行错误恢复 |
可以进行错误恢复 |
文件转换 |
不保留文件格式的特性 |
保留文件格式的特性 |
分布式存储:
把每个服务器上的空闲硬盘都拿出来,形成一个集中的存储池,后期服务器都可以去这个存储池拿东西
如图:
副本机制:可保证数据不丢失。一个文件写入进来,会把这个文件一分为二(称为双副本)或一分为三(称为三副本),存入两个或三个服务器。读取的话就只需要读取其中的一分,如果主机损坏还能去其他服务器中读取。
如图:
常见分布式存储产品
以下两个属于开源
以下两个属于闭源
虚拟化存储和非虚拟化存储
虚拟化存储:由SAN或NAS提供的存储空间,需要添加一层文件系统来屏蔽底层的差异性,性能较差。支持跟多的虚拟化特性。
非虚拟化存储:由分布式存储提供的空间,没有添加文件系统,性能好,无法支持高级特性。
虚拟化中的存储架构
pool即存储池,是存放存储空间资源的容器,所有应用服务器使用的存储空间都来自于存储池。
Volume即卷,是存储系统内部管理对象。
LUN:是可以直接映射给主机读写的存储单元,是Volume对象的对外体现
文件系统:文件的分层组织结构,操作系统有了文件系统之后,数据以文件和文件夹的形式体现,可以做到文件的复制、粘贴、删除和恢复。
常见的文件系统
操作系统:NTFS、ext2/3/4、FAT32、exFAT
NVS存储的文件系统:CIFS、NFS
虚拟化集群的文件系统:VIMS(华为)、VMFS(VMware)
格式化:重新写入文件系统
文件映射到磁盘的过程
如图:
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