云存储技术

存储的分类

1.封闭系统的存储
2.开放系统的存储:

  • 内置存储
  • 外部存储:直连式存储(DAS)、网络存储(FAS):网络接入存储(NAS)、存储区域网络(SAN)

组网形式

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**DAS定义:**存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接连到服务器的。I/O请求直接发送到存储设备。
DAS优点:
1.连接简单:集成在服务器内部;点到点的连接;距离短;安装技术要求不高。
2.低成本需求:SCSI总线成本低。
3.较好的性能
4.通用的解决方案:DAS的投资低,绝大多是应用可以接受。
DAS缺点:
1.有限的扩展性:SCSI总线的距离最大25米;最多15个设备。
2.专属的连接:空间资源无法与其他服务器共享。
3.备份和数据保护:备份到与服务器直连的磁带设备上,硬件失败将导致更高的恢复成本。
4.TCO(总拥有成本高):存储容量的加大导致管理成本上升,存储使用效率低。
**NAS定义:**存储设备连接到现有的网络上,提供数据和文件服务,应用服务器直接把File I/O请求通过LAN传给远端NAS中的文件系统,NAS中的文件系统发起Block I/O到与NAS直连的磁盘。主要面向高效的文件共享任务,适用于那些需要网络进行大容量文件数据传输的场合。
NAS优点:
1.资源共享
2.构建于IP网络之上
3.部署简单
4.较好的可扩展性
5.异构环境下的文件共享
6.易于管理
7.备份方案简单
8.低的TCO
NAS缺点:
1.可扩展性有限
2.带宽瓶颈,一些应用会占用带宽资源
3.不适应某些数据库的应用
**SAN定义:**它是一个用在服务器和存储资源之间的、专用的、高性能的网络体系。它为实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。
SAN优点:
1.实现存储介质的共享
2.非常好的扩展性
3.易于数据备份和恢复
4.实现备份磁带共享
5.LAN自由和服务器自由
6.高性能
7.支持服务器群集技术
8.具有容灾手段
9.低的TCO
SAN缺点:
1.成本较高
2.需要专用的连接设备如FC交换机以及HBA
3.SAN孤岛
4.技术较为复杂
5.需要专业的技术人员维护

DSA、NAS、SAN存储组网形态的比较

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RAID 0 : Striped Disk Array without Fault Tolerance(没有容错设计的条带磁盘阵列,以条带形式将RAID阵列的数据均匀分布在各个阵列中。
总容量=(磁盘数量)*(磁盘容量)

**RAID 1:**以镜像作为冗余手段,虛拟磁盘中的数据有多个拷贝,放在成员磁盘上。
总容量=(磁盘数量/ 2)*(磁盘容量)

**RAID 3(条带分布+专用盘校验):**以XOR校验为冗余方式,使用专门的磁盘存放校验数据,虛拟磁盘上的数据块被分为更小的数据块并行传输到各个成员物理磁盘上,同时计算出XOR校验数据存放到校验磁盘上。
总容量=(磁盘数-1)*(磁盘容量)

RAID5 (条带技术+分布式校验):以XOR检验为冗余方式,校验数据均匀分布在各个数据磁盘上,对各个数据磁盘的访问为异步操作。
总容量=(磁盘数-1)*(磁盘容量)

**RAID6:**能够允许两颗磁盘同时失效的RAID级别系统。
总容量=(磁盘数-2)*(磁盘容量)

**RAID10 (镜像阵列条带化):**将镜像和条带组合起来的组合RAID级别,最低一-级 是RAID 1镜像对,第二级为RAID 0。
总容量=(磁盘数/2)*(磁盘容量)

**RAID50:**将镜像和条带组合起来的组合RAID级别,最低与一级是RAID 5镜像对,第二级为RAID 0。
总容量=(磁盘数-1)*(磁盘容量)

各种级别RAID的比较

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磁盘热备

热备份是指在建立RAID磁盘阵列系统的时候,将其中一个磁盘指定为热备磁盘,此热备磁盘再平常并不操作,当阵列中某一磁盘发生故障时,热备磁盘就会取代故障磁盘,并将故障磁盘的数据重构在热备磁盘中。

快照

快照是每一个时间点上的逻辑卷的映像,逻辑上相当于整个快照源卷的副本。可将快照卷分配给任何一台主机。

块存储

块存储将存储区域划分成固定大小的小块,是传统裸存储设备的存储空间对外暴露方式。块存储系统将大量磁盘设备通过SCSI/SAS或FC SAN与存储服务器连接,服务器直接通过SCSI/SAS或FC协议控制和访问数据。块存储方式不存在数据打包/解包过程,可提供更高的性能。
块存储技术特点:
1.基于传统的磁盘阵列实现,对外提供标准的FC或iSCSI协议。
2.数据访问特点:延迟低、带宽较高,但可扩展性差。
3.应用系统跟存储系统耦合程度紧密。
4.以卷的方式挂载到主机操作系统后,可格式化文件系统,或以裸数据或文件系统的方式作为数据库的存储。

表存储系统

用来存储和管理结构化/半结构化数据,向应用系统提供高可扩展的表存储空间,包括交易型数据库和分析型数据库。
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传统块存储与对象存储

在传统的存储系统中用文件或块作为基本的存储单位,块设备要记录每个存储数据块在设备上的位置;而在对象存储系统中,对象是数据存储的基本单元,ob ject维护自己的属性,从而简化了存储系统的管理任务,增加了灵活性,在存储设备中,所有对象都有一个对象标识, 通过对象标识OSD命令访问该对象。

对象

对象是系统中数据存储的基本单位,每个0bject是数据和数据属性集的综合体,数据属性可以根据应用的需求进行设置,包括数据分布、服务质量等。

对象存储系统的组成

1.对象(Object):包含了文件数据以及相关的属性信息,可以进行自我管理。 2.OSD:一个智能设备,是对象的集合。 3.文件系统:运行在客户端.上,将应用程序的文件系统请求传输到MDS和OSD上。 4.元数据服务器(Metadata Server, MDS):提供元数据、Cache一致性等服务。 5.网络连接:对象存储系统的重要组成部分。它将客户端、MDS和OSD连接起来,构成了一个完整的系统。