传统存储介绍 | 学习笔记

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课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/507/detail/6793


传统存储介绍

内容介绍:

一、认识存储

二、存储的发展历史

三、磁盘发展历史及趋势

四、SSD 硬盘介绍

五、RAID 技术产生的背景

六、RAID 介绍

七、主机访问存储模式

八、存储备份介绍

九、存储灾备介绍

 

一、认识存储

当我们想到存储……

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以上是各种存储的种类,早期歌手在存储歌曲时使用磁带,歌曲就是数据。早期系统或应用软件都会通过光盘或者软盘形式进行发放,购买一张光盘,上面可能是Windows 系统或 Linux 系统可以借助光盘进行安装,所以在光盘中存储了一些操作系统或应用程序的数据,数据安装完成后就可以使用相应的服务。目前大多数人使用的为硬盘和移动硬盘或u盘,都是存储介质。

 

二、存储的发展历史

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存储也是随着技术的发展不断演变。最早期还有一种类似打孔的设备,靠它来记录一些数据的信息。之后传统企业在做数据备份时会将数据备份到磁带的设备中,磁带的优点非常便宜,但是磁带设备也存在缺点例如当需要恢复数据时整个恢复过程复杂且耗时长。

随之产生硬盘和光盘,数据存在硬盘与光盘中,现在光盘使用场景较少,主要使用硬盘。硬盘本身单个硬盘比较容易出故障导致数据丢失。

随之产生磁盘阵列,它存储的数据量更大,通过磁盘阵列将多块硬盘进行结合利用相关冗余机制提高存储量以及可用性。

 

三、磁盘发展历史及趋势

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硬盘的容量以及各方面指标不断发展,早期硬盘的容量较小,例如一些核心指标转速、存取的速度都较低。随着技术发展,出现如今 SATA 硬盘属于机械硬盘,SSD固态硬盘。若云上对应用的性能要求较高推荐使用 SSD 硬盘。云上也支持廉价的SATA 硬盘。

 

四、SSD 硬盘介绍

SSD ( Solid State Disk ) 硬盘

泛指由控制单元和固态存储单元( DRAM 或 Flash 芯片)组成的存储设备,目前支持SATA、FC、SAS 接口。

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传统如左图,显示的为机械式硬盘,读取和写入时由磁头在盆片上转动来寻找文件所在的扇区。右图为 SSD 硬盘,芯片式,大多由主控缓存和闪存组成,不存在机械结构,读取和写入不需要寻到。两者相比各有特点,机械硬盘造价低,SSD 硬盘内部没有机械部件,采用闪存芯片,数据存取速度快。

相比机械硬盘,SSD 优点总结如下:

1、数据存取速度快︰在密集的 IO 读写和低延迟方面与传统硬盘对比性能优异;

2、故障率低︰内部不存在任何机械部件,内部全部采用闪存芯片

3、绿色环保∶工作时静音,发热量小,散热快

4、重量更轻∶有利于移动设备的携带。

 

五、RAID 技术产生的背景

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从图下饼图可以看到,硬盘故障中只有 12% 是属于完全物理损坏,88% 是部分或完全可用。据统计,整个存储系统的硬件故障 90% 以上是硬盘故障。所以怎么对存在硬盘中的数据进行保护是非常重要的工作。

 

六、RAID 介绍

RAID ( Redundant Array of Independent Disks ) 即独立磁盘冗余阵列,从根本上说就是通过多块硬盘,以某种方式形成一定的数据冗余,这样当一块或多块硬盘损坏时,数据还能够依靠这样的冗余保存下来,不至于丢失。(像上述的故障,在存储系统中故障所占比例非常大,此时就可以通过 RAID 来保证安全性)

1、RAID 0  迅速读写,安全性要求不高,如图形工作站等(对于图形的处理对磁盘IO要求较高。图形工作站主要目的为图形处理,处理完成后要相应存储介质存储图片,对安全性并没有较高要求)

2、RAID 1  随机数据写入,安全性要求高,如服务器、数据库存储领域

3、RAID 3  连续数据传输,安全性要求高,如视频编辑、大型数据库等

4、RAID 5  随机数据传输,安全性要求高,如金融、数据库、存储等

 

七、主机访问存储模式

目前的网络存储技术有直连式存储(DAS : Direct Attached Storage )、网络存储设备 (NAS :Network Attached Storage ) 和存储网络 (SAN : Storage Area Network )

Direct- Attached Storage (DAS)

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例如家用系统与硬盘就是典型的一种直连式存储

Network- Attached Storage (NAS)

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应用通过挂网络存储的设备与存储进行交互

Storage Area Networks(SAN)

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整个通过大的存储网络,独立于 TCP/IP 网络外的专用网络,存储速度快,安全性高,机制健全。

 

八、存储备份介绍

全量备份∶是每次备份时都会所有文件进行备份;优点是恢复速度相对较快,因为只需要最后一次全量备份﹔缺点是每次备份需要的时间较长。

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增量备份∶是对上次全备份或者增量备份后被修改了的文件做备份;优点是备份数据量小,需要的时间短;缺点是恢复的时候需要多份备份数据,出问题的风险较大。

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九、存储灾备介绍

当对业务的连续性,对数据的安全性要求较高时可用针对存储系统做相对灾备的机制。

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同城灾备中心:

生产中心和灾难备份中心距离比较近,比较容易的实现数据的同步镜像,可以保证数据完整性和数据零丢失。

可以防范火灾、建筑物破坏等可能遭遇的风险隐患,但对于战争、地震、水灾等隐患力不从心。

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异地备份中心:

生产中心和备份中心跨城域,距离比较远。

通过异步镜像/复制备份数据无法保证数据零丢失。

如果远距离同步镜像,则交易效率太低、通信成本很高。

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两地三中心:

结合‘同城+异地’的优点。

在异地备份中心具有完整的灾难接管能力的情况下,建立同城备份站点,可使同城灾备中心具有应用接管能力。

也可以让同城灾备中心只是一个同步数据镜像站点。

“两地三中心”提高了业务连续性目标,是当前灾备系统的最佳实践。

以上讲解了传统存储的相关知识。

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