存储系列

存储系列名词

专有名词简介：

• PCI-E全称是PCI Express，是新一代的总线接口。
• SSD:固态驱动器（Solid State Disk或Solid State Drive，简称SSD），俗称固态硬盘，固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由于台湾英语里把固体电容称之为Solid而得名。SSD由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的彻底相同，在产品外形和尺寸上也彻底与普通硬盘一致。被普遍应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等诸多领域。
• DDR4:DDR4内存是新一代的内存规格。2011年1月4日，三星电子完成史上第一条DDR4内存。DDR4相比DDR3最大的区别有三点：16bit预取机制（DDR3为8bit），一样内核频率下理论速度是DDR3的两倍；更可靠的传输规范，数据可靠性进一步提高；工做电压降为1.2V，更节能。

• 何为NVMe？Non-Volatile Memory Express，非易失性存储器标准，是跑在PCIe接口上的协议标准。NVMe的设计之初就有充分利用到PCIe SSD的低延时以及并行性，还有当代处理器、平台与应用的并行性。SSD的并行性能够充分被主机的硬件与软件充分利用，相比于如今的AHCI标准，NVMe标准能够带来多方面的性能提高。NVMe为SSD而生，但不局限于以闪存为媒介的SSD，它一样能够应用在高性能和低延时的3D XPoint这类新型的介质上。能。

NVMe标准是面向PCI-E SSD的，使用原生PCI-E通道与CPU直连能够免去SATA与SAS接口的外置控制器（PCH）与CPU通讯所带来的延时。

因此PCI-E是接口形态，NVME是配套的标准SAS

SAS

• SAS:SAS(Serial Attached SCSI)即串行链接SCSI，是新一代的SCSI技术，和如今流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以得到更高的传输速度，并经过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口以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，而且提供与SATA硬盘的兼容性。
• SAS SSD最适合涵盖服务器虚拟化、数据库和联机事务处理（online transaction processing, OLTP）等普遍的任务关键型和I/O密集型应用程序的外部存储以及服务器环境。
• HCI的概念是将计算、存储与网络资源融合到同一个物理设备上，经过软件的方式将其变成资源池，根据应用的须要进行资源分配。它具备高效、灵活可扩展、部署管理简便等优点。
• SCI则是将这些资源再度分开，不过会将资源切分红不一样的小块，而后任意地根据应用的须要去作组合。组合以后，不管是性能、资源使用方式，都会让人感受就是一台机器，而不是计算、存储、网络资源各自分离的设备。

• 随着存储阵列的发展和进步，闪存价格的大幅降低，许多生产厂商提供不一样类型的全闪存存储阵列，以知足IT部门的网络文件系统/服务器消息块 (SMB)性能需求，而采用闪存的决策过程对IT经理和专业的入人员来讲变得更加复杂。

【NAS】

• NAS: 网络存储器，链接在网络上，与ip有关。支持多种协议，如NFS、CIFS、FTP、HTTP。
• NAS（Network Attached Storage：网络附属存储）按字面简单说就是链接在网络上，具有资料存储功能的装置，所以也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心，将存储设备与服务器完全分离，集中管理数据，从而释放带宽、提升性能、下降总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。目前国际著名的NAS企业有Netapp、EMC、OUO等。

• NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。NAS一般在一个LAN上占有本身的节点，无需应用服务器的干预，容许用户在网络上存取数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的全部数据，将负载从应用或企业服务器上卸载下来，有效下降总拥有成本，保护用户投资。
  NAS自己可以支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），并且可以支持各类操做系统。经过任何一台工做站，采用IE或Netscape浏览器就能够对NAS设备进行直观方便的管理。
  NAS将存储设备链接到现有的网络上来提供数据和文件服务。NAS服务器通常由存硬件、操做系统以及其上的文件系统等几个部分组成。NAS经过网络直接链接磁盘储存阵列，磁阵列具有了高容量、高效能、高可靠等特征。NAS将存储设备经过标准的网络拓扑结构连能够无需服务器直接上网，不依赖通用的操做系统，而是采用一个面向用户设计的，专门用于数据存储的简化操做系统，内置与网络链接所需的协议，从而使整个系统的管理和设置较为简单。

 

• NFS：网络文件系统，这个NFS可让你的PC将远程的NFS服务器分享的目录，挂载到本地的 机器当中。对于本地机器，那个远程的目录就是本地的磁盘目录同样。
• NFS启动前，必须先启动RPC来提供注册服务。不然NFS将没法工做。
• CIFS：通用网络文件系统，由微软提出，用于网络设备间文件共享，它使程序能够访问Internet计算机上的文件并让其提供服务
• iSCSI: 互联网小型计算机系统接口，由IBM开发，是一个供硬件设备使用，可在IP协议上层运行的SCSI指令集. 操做系统发送SCSI指令集，而后进行封装，以后经过TCP/IP协议传输，传到对端测，而后进行解析，解析后的结果对端进行处理，处理后再进行封装，传输返回，而后再解析。
• FC：存储使用的FC协议是指Fibre Channel，并非Fiber Channel，FC协议指网状通道协议，由于如今业界都使用光纤为物理载体，因此FC协议会被误认为光纤通道协议。FC协议有物理层、链路层、网络层、传输层及上三层。网络层又分为FC-AL个和FC-Fabric。FC-AL是环路，最多128节点。FC-Fabric是网状交换矩阵，节点数不少。上三层用于实现Login过程、名称服务等各种服务。总之，FC是一个高速高效、即插即用的网络。

【SAN】

• SAN: 存储区域网络，它直接和服务器经过线缆相连，不通过网络，主要用于数据库。

• 存储区域网络（Storage Area Network，简称SAN）采用网状通道（Fibre Channel ，简称FC，区别与Fiber Channel光纤通道）技术，经过FC交换机链接存储阵列和服务器主机，创建专用于数据存储的区域网络。SAN通过十多年历史的发展，已经至关成熟，成为业界的事实标准（但各个厂商的光纤交换技术不彻底相同，其服务器和SAN存储有兼容性的要求）。
  SAN专一于企业级存储的特有问题。当前企业存储方案所遇到问题的两个根源是：数据与应用系统紧密结合所产生的结构性限制，以及小型计算机系统接口(SCSI)标准的限制。大多数分析都认为SAN是将来企业级的存储方案，这是由于SAN便于集成，能改善数据可用性及网络性能，并且还能够减轻管理做业。

• SAN实际是一种专门为存储创建的独立于TCP/IP网络以外的专用网络。目前通常的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率，同时SAN网络独立于数据网络存在，所以存取速度很快，另外SAN通常采用高端的RAID阵列，使SAN的性能在几种专业存储方案中傲视群雄。
  　　SAN因为其基础是一个专用网络，所以扩展性很强，无论是在一个SAN系统中增长必定的存储空间仍是增长几台使用存储空间的服务器都很是方便。经过SAN接口的磁带机，SAN系统能够方便高效的实现数据的集中备份。
  目前常见的SAN有FC-SAN和IP-SAN，其中FC-SAN为经过光纤通道协议转发SCSI协议，IP-SAN经过TCP协议转发SCSI协议。

闪存和混合闪存

混合闪存

• 混合闪存阵列：混合闪存阵列一般是SSD硬盘和HDD硬盘的组合。混合阵列容许组织利用闪存的高性能和优化级别，同时利用HDD硬盘更高容量的优点。
• 为什么选择混合闪存：混合阵列旨在经过将闪存与HHD硬盘混合来提升每秒输入/输出操做数(IOPS)，并减小延迟。毫无疑问，与只采用HDD硬盘相比，其性能有所提升。可是，因为使用不一样类型工做负载的混合解决方案的性能数据各不相同，所以IT管理人员不会看到确切的数字。拥有依赖于HDD硬盘的存储基础设施的组织发现，添加一些闪存用于存储元数据或为某些关键业务应用程序提供更有意义的数据，而且能够知足应用程序性能需求。它还容许组织从现有的传统设备中逐渐过渡，从而实现更高的性能水平，同时不会支付全闪存那样更高的成本。
• 混合闪存优点：混合解决方案提供更高的适应性和效率。传统HDD硬盘一般能够存储大量的数据。但也有一个缺点，存储阵列性能急剧降低。经过将闪存速度与HDD硬盘的容量相结合，在混合闪存性能和容量之间提供了平衡。

当用户考虑存储容量的成本，而且很是适合中低端交易环境时，采用混合闪存成本更低。它也能够被视为一种一箭双鵰的选择：比所有采用HDD硬盘解决方案的性能更高，而且比采用全闪存的成本更低。

• 混合闪存的缺点：混合闪存性能没法与全闪存解决方案相匹敌。可是，根据企业的需求，采用混合存储就能够知足存储需求，由于许多现代存储解决方案能够提供高达数千的IOPS。但在某些状况下，应用程序会更多地应用在闪存存储层，这可能致使闪存不堪重负，并下降应用程序的性能。因为用户最终混合使用SSD硬盘和HDD硬盘，所以须要管理自动分层，这种方法并不彻底有效：自动分层设计没法跟上不断变化的应用程序工做负载的发展。此外，混合闪存仍然占用大量的机架空间、电源和冷却资源，所以用户最终仍是要支付更多的费用。

全闪存

全闪存的应用获得快速增加，能够提供与混合闪存相同的容量，并可以在更小的空间内提升性能。全闪存使IT组织可以下降功耗、物理机架空间需求、混合闪存解决方案的功耗，而且具备下降散热需求等优点。

闪存产品在最初推出时，价格很昂贵，并在有限的方式下使用，例如仅用于性能驱动的应用程序的子集。而随着闪存价格大幅下跌，下降了使用门槛。

• 为何采用全闪存：若是组织主要关注的是占地面积较小的解决方案中具备更高的性能，采用全闪存阵列是不错的选择。因为数据存储在固态磁盘或NAND芯片上，这种类型的解决方案能够提供数百万的IOPS。
• 全闪存的优点：全闪存系统由重复数据删除和压缩组成，可知足高容量需求。例如，用户能够在8U机架解决方案中存储数PB的可用数据，使用全闪存每个月产生约3-4kWh的能耗。相比之下，典型的高端混合闪存系统能够占用接近100U的机架空间，以容纳1PB的可用数据，而无需重复数据删除和压缩，每个月的能耗约为19-20kWh。

全闪存都基于SSD/NAND技术，而没有移动部件：使用闪存快速读/写和执行I/O操做。仅凭性能优点，就值得在全闪存上运行任务关键型应用程序，在这些应用程序中，更快的读/写/删除响应时间会产生巨大的性能差别。全闪存还利用了快速40G以太网交换机，这已成为一种常态。

但性能并非仅有的优点。因为采用的是全闪存，所以不涉及分层，所以其工做要快得多。此外，文件存储备份在更快的时间内完成，这使用户可以知足与内部客户签定的任何服务级别协议(SLA)。

全闪存阵列的体积一般更小，占用存储机架上的空间更少。此外，因为闪存没有移动部件，因此功耗更低。此外，因为产生热量的组件更少，所以冷却能耗也更少。实际上，使用全闪存解决方案与混合解决方案相比，机架/电源和散热的数量减小了75%-80%(对于100PB的数据)，并大幅减小机架、电源、冷却等基础设施的成本。

• 全闪存的缺点：当用户查看原始数据时，采用全闪存产品成本高昂，但其性能是全闪存解决方案的真正优点，这每每会说服IT管理人员选择全闪存解决方案。

总结：只有我的和IT团队真正了解组织当前的存储环境，才能根据目标和财务预算预测将来需求。组织须要作出明智的战略性存储决策，务必肯定当前面临的存储挑战，理解当前和将来的任务，并在执行、限制、成本等方面解决关键问题。