存储技术基础—存储架构和RAID

1、服务器与存储系统

服务器：提供计算能力、为网络请求提供服务。

存储系统：存储设备+存储管理系统+RAID磁盘系统、接受I/O请求。

存储架构：

                DAS （Direct Attach STorage)存储设备直接和服务器连接

                NAS  (Network Attached Storage) 网络附加存储，采用网络技术，通过交换机连接存储系统。

                SAN  (Storage Area Network)存储区网络，采用 FC(光纤通道)，将存储系统网络化

RAID:  （Redundant Array of Independent Disks）磁盘阵列

2、数据存储类型

文件存储：NAS

块存储(Block)：DAS和SAN

对象存储（网络存储架构）： 对象存储同兼具SAN告诉直接访问磁盘特点及NAS的分布式共享特点。核心是将数据通路（数据读或写）和控制通路（元数据）分离，并且基于对象存储设备（OSD)构建存储系统,每个对象存储设备具有一定的只能，能够自动管理其上的数据分布。对象存储结构组成部分（对象、对象存储设备、元数据服务器、对象存储系统的客户端）。

 

3、存储架构和特点

• DAS是以服务器为中心的存储结构，就是将存储设备直接连在服务器上（大多SCSI接口），然后服务器连接在网络上，网络上任何客户端要访问某存储设备上的资源必须经过服务器。由于连接在各个节点服务器上的存储设备是独立的，因此整个网络上的存储设备其实是分散、独立而无法共享的。DAS存储方式是以服务器为中心的，所有的数据流必须经过服务器转发，因此服务器的负担比较重，也是整个系统的瓶颈。服务器的CPU、内存及I/O均影响DAS的性能。

• NAS是以数据为中心的存储结构，是一种完全脱离服务器就可直接上网的存储设备，NAS把任务优化的存储设备直接连接到网络上，用户可直接通过网络共享NAS设备中的数据，解决了DAS中存储对服务器的依赖及服务器的瓶颈问题。在NAS下，客户机对资源的请求直接发送给NAS设备，改请求返回的数据也直接发给请求者而无需服务器的中转，大大提高的响应速度和传输速率。NAS采用RJ―45标准网络接口，只要将NAS设备通过集线器或交换机连接到TCP／IP网络，分配一个IP地址即可。NAS支持异构网络环境下的跨平台文件共享，支持WINDOW/UNIX/APPLE等。

• SAN是一种以网络为中心的存储结构，不同于普通以太网，是位于服务器后端，为连接服务器、磁盘阵列、带库等存储设备而建立的高性能网络。SAN以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有高传输速率的光通道(或者ISCSI)的直接连接，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。SAN与传统的DAS区别在于DAS的存储设备专门服务于所连接的服务器，而SAN模式下所有服务器可以通过高速通道共享所有的存储设备。SAN的主要设备：存储设备（磁盘阵列）、服务器、连接设备（网络交换设备及光纤等）、存储管理软件。SAN的优势在于所有存储设备高度共享，所有存储设备可以集中管理同时具有冗余备份功能，单台服务器宕机系统照样工作。

总结：DAS的特点是存储专属性，每个服务器是其附属的存储设备的“MANAGER”,专属而独立；SAN可以满足高需求的存储要求，但其光纤交换机成本太高，而且服务器和存储设备之间有距离限制；NAS打破了DAS的存储设备专属问题而共享，也没有SAN高昂的光纤交换机成本问题和距离限制，但是其NAS服务器本身限制了其性能，并不适合做视频存储，但适合在多点并发访问的情形；ISCSI具有 SAN的架构和相对低廉的成本，但对交换机的配置和网络稳定性要求很高

 

4、RAID

JBOD：同一磁盘柜内的一组磁盘，不提供容错，提升小，由于JBOD的缺陷出现了RAID。

条带化：RAID是数据条带化独立的磁盘，将多个驱动器划归到一个逻辑存储单元的组合方式。

级别：每种级别具备不同的成本、性能、容错优势。

RAID:

          

JBOD:

          

RAID Level 0: 带区集

           

RAID Level 1:镜像

           

RAID Level 3 :专盘校验的带区集

          

RAID Level 5：分布校验的带区集

            

RAID Level 10：

            

RAID Level 30：

            

RAID Level 50：

           

RAID 级别比较：

            

           

             RAID0：并行传输没有校验。

             RAID1：容量利用率对半，冗余量大。

              RAID3：并行传输、专盘奇偶校验，适合大数据。

              RAID5：并行传输、非专盘奇偶校验，适合小数据。

              RAID10：一半RAID1 一半RAID0。

5、未完待续补充。