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存储基础知识

贝贝哥哥 于 2020-12-01 发布
什么是存储

存储是数据的载体,负责数据高性能的存取。是一个可以通过一堆不可靠,性能有限,容量小的硬盘构建出高可靠,高性能,大容量的专业存储系统的一个软硬件一体的设备。

存储的分类
NAS与SAN:差异与应用场景

NAS和SAN这两种存储架构相互补充,因为它们具有竞争力,可以满足组织中的不同需求和使用情况。但是,企业IT预算不是无限的,组织需要优化其存储支出以适应其优先级要求。本文将通过定义NAS和SAN,找出它们的区别以及介绍两种体系结构的使用场景。

7大差异
- NAS SAN
结构 使用TCP / IP网络 在高速光纤通道网络上运行
数据处理 处理基于文件的数据 处理块数据
协议 直接连接到以太网,可以使用多种协议与服务器连接,包括NFS,SMB / CIFS和HTTP 使用SCSI协议与服务器通信
性能 由于文件系统层较慢,因此通常具有较低的吞吐量和较高的延迟 对于需要高速流量的环境,性能更高
可拓展性 入门级和NAS设备的扩展性不高,高端NAS系统使用群集或横向扩展节点可扩展至PB 可扩展性是主要驱动力:其网络架构使管理员能够在向上或向外扩展配置中扩展性能和容量
可维护性 易于管理:设备轻松插入局域网并提供简化的管理界面 比NAS需要更多的管理时间
价格 通常高端NAS的购买和维护成本较低,尽管高端NAS的成本将高于入门级SAN。 在复杂性堆之上,使用FC SAN管理SAN更为复杂
使用场景

NAS:当需要整合,集中和共享时

SAN:需要加速,扩展和保护时

RAID介绍
什么是 RAID

冗余磁盘阵列技术RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,以降低大批量数据存储的费用,同时也希望采用冗余信息的方式,使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失,从而开发出一定水平的数据保护技术,并且能适当的提升数据传输速度。

过去RAID一直是高档服务器才有缘享用,一直作为高档SCSI硬盘配套技术作应用。近来随着技术的发展和产品成本的不断下降,IDE硬盘性能有了很大提升,加之RAID芯片的普及,使得RAID也逐渐在个人电脑上得到应用。

那么为何叫做冗余磁盘阵列呢?冗余的汉语意思即多余,重复。而磁盘阵列说明不仅仅是一个磁盘,而是一组磁盘。这时你应该明白了,它是利用重复的磁盘来处理数据,使得数据的稳定性得到提高。

为什么用 RAID

1) 扩大了存储能力,可由多个硬盘组成容量巨大的存储空间。 2) 降低了单位容量的成本,市场上最大容量的硬盘每兆容量的价格要大大高于普及型硬盘,因此采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多。 3) 提高了存储速度 单个硬盘速度的提高均受到各个时期的技术条件限制,要更进一步往往是很困难的,而使用 RAID,则可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作,因此整体速度有成倍地提高。 4) 可靠性 RAID 系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存储,这种安全措施对于网络服务器来说是最重要不过的了。 5) 容错性 RAID 控制器的一个关键功能就是容错处理。容错阵列中如有单块硬盘出错,不会影响到整体的继续使用,高级 RAID 控制器还具有拯救数据功能。

RAID等级

RAID等级的选择主要有三个因素,即数据可用性、 I/O 性能和成本。

目前,在实际应用中常见的主流 RAID 等级是

如果不要求可用性,选择 RAID0 以获得高性能。如果可用性和性能是重要的,而成本不是一个主要因素,则根据磁盘数量选择 RAID1 。如果可用性,成本和性能都同样重要,则根据一般的数据传输和磁盘数量选择 RAID3 或 RAID5 。在实际应用中,应当根据用户的数据应用特点和具体情况,综合考虑可用性、性能和成本来选择合适的 RAID 等级。

主流 RAID 等级技术对比

RAID等级 RAID0 RAID1 RAID3 RAID5 RAID6 RAID10
别名 条带 镜像 专用奇偶校验条带 分布奇偶校验条带 双重奇偶校验条带 镜像加条带
容错性 无 有 有 有 有 有
冗余类型 无 有 有 有 有 有
热备份选择 无 有 有 有 有 有
读性能 高 低 高 高 高 高
随机写性能 高 低 低 一般 低 一般
连续写性能 高 低 低 低 低 一般
需要磁盘数 n≥1 2n (n≥1) n≥3 n≥3 n≥4 2n(n≥2)≥4
可用容量 全部 50% (n-1)/n (n-1)/n (n-2)/n 50%