在PC時代,處理器、內(nèi)存和硬盤被認(rèn)為是計算機最重要的三個部件,重要性也是逐漸降低。然而移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,硬盤的重要性也大幅提升,人們從關(guān)注處理器的性能開始轉(zhuǎn)移到硬盤的速度、延遲以及數(shù)據(jù)安全等方面。如今筆者甚至認(rèn)為存儲的重要性已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了處理器和內(nèi)存。下面就聽我一一道來!
書接上回——存儲的重要性超過處理器和內(nèi)存?可能有人看到這個觀點并不贊同。畢竟在大多數(shù)人腦海里,處理器的重要性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硬盤。人們在購買手機、平板、PC的時候,首先關(guān)注的就是處理器的型號、頻率、緩存等等,而對于硬盤來說,則是夠用就可以了。
然而筆者認(rèn)為,如今即使處理器和內(nèi)存發(fā)生故障后,我們可以采用更換、添加這些設(shè)備就能夠讓設(shè)備達(dá)到甚至超過原先的性能。但是對于存儲的硬盤來說,如果遇到問題的時候,我們并不能通過更換設(shè)備來解決存儲問題。里面的數(shù)據(jù)對于我們每個人都非常重要,而存儲的數(shù)據(jù)可能對于一些人來說是無法彌補回來的。
新浪微博上網(wǎng)友反應(yīng)的硬盤問題
雖然如今的存儲介質(zhì)的整體質(zhì)量大幅提升,但是出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象時有發(fā)生,如上圖。硬盤出現(xiàn)問題,備份數(shù)據(jù)消息,這有時候會給我們個人及公司帶來難以挽回的損失。而處理器和內(nèi)存則不會造成如今這樣的局面。所以如今存儲的重要性顯然要超過處理器和內(nèi)存。
存儲非常重要,但存儲并不僅有硬盤。人們通常根據(jù)存儲用戶的不同分為消費存儲和企業(yè)存儲。人們更多的只是簡單的了解硬盤的容量、轉(zhuǎn)數(shù)等,但對于偏企業(yè)存儲的一些技術(shù)卻知之甚少。在如今移動計算時代,只是簡單的了解硬盤知識顯然是不夠的。今天筆者就給大家惡補一下存儲知識。
談到存儲市場,可能很多人更多的想到的是硬盤,甚至有的人認(rèn)為硬盤就是存儲。其實則不然,硬盤是雖然目前是最主流的存儲介質(zhì)但卻僅是存儲的基礎(chǔ)而已,其并不能代表整個存儲行業(yè)。如今跟機械硬盤同樣能夠存儲數(shù)據(jù)的還有固態(tài)硬盤SSD,其是近年受關(guān)注度非常大的存儲介質(zhì),首先讓我們來了解下這兩種存儲介質(zhì)。
存儲市場硬盤當(dāng)?shù)?/strong>
首先我們來看一下機械硬盤是如何工作的?硬盤由盤片、讀寫磁頭、馬達(dá)、底座、電路板等部分組成,硬盤存儲的原理是控制電路通過硬盤讀寫頭來改變磁盤表面上極細(xì)微的磁性粒子簇的N、S極性來存儲數(shù)據(jù)的,所以磁盤是相當(dāng)重要的。
機械硬盤
磁頭由于經(jīng)常與磁盤接觸來改變磁性粒子數(shù),所以其在硬盤中也是一個非常重要的部件。硬盤在讀寫的時候為了能在磁盤表面高速來回移動讀取數(shù)據(jù)則需要注意磁頭和盤面的距離,太高太低都會影響讀取性能。而且硬盤由于與盤片很近,在磁盤發(fā)生碰撞的時候經(jīng)常容易損壞的部分就是磁頭。
SSD崛起不容忽視
硬盤在整個IT發(fā)展過程中起到了至關(guān)重要的作用,其是整個計算機系統(tǒng)非常重要的一部分。但是同樣作為非常重要的處理器和內(nèi)存,在經(jīng)過多年的發(fā)展,性能已經(jīng)翻了幾十倍。而作為同樣重要的存儲硬盤,在隨著CPU、內(nèi)存性能的大幅提升也遇到了發(fā)展瓶頸。
SSD固態(tài)硬盤
原始的硬盤存儲方式遇到了瓶頸,這個時候就需要一種新型的存儲方式來與處理器、內(nèi)存不斷增長的性能相匹配。SSD是近年非常受關(guān)注的一種新型的存儲介質(zhì),簡單的說SSD就是用固態(tài)電子存儲芯片制成的硬盤,其在性能上能夠提升上百倍。但是其在成本和壽命方面還有待改善,所以目前在存儲市場仍不是主流,但是如今各大廠商已經(jīng)開始了積極的針對SSD領(lǐng)域的備戰(zhàn)。[nextpage]
前面提到的硬盤,平常我們一般都能接觸到,即使是SSD,如今也在一些領(lǐng)域可以見到,大家并不會感到陌生。但我們談到的這些通常被稱作消費存儲,也就是為普通消費者使用的。企業(yè)存儲相對大家來說則比較陌生。但是對于我們每個人來說也是非常重要的,下面我們來看一下什么是企業(yè)存儲?
企業(yè)存儲的知識我們需要了解嗎?
可能有人會說,我們并不會接觸到企業(yè)存儲,為何要了解企業(yè)存儲知識呢?其實,隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,原本跟個人關(guān)系不大的企業(yè)存儲也有了向下延伸到消費者的趨勢。這主要是,移動時代數(shù)據(jù)增長速度,數(shù)據(jù)類型都發(fā)生了很大變化,數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式的增長,原始的存儲模式已經(jīng)解決不了當(dāng)前的個人存儲問題。
舉例來說,例如,手機都有自己的存儲空間,在以前,8GB、16GB的存儲容量對于我們來說是一個非常大的空間。然而,隨著相片像素的增大、高清電影的文件越來越大,應(yīng)用程序安裝越來越多,這就對我們的手機空間提出了挑戰(zhàn)。如今,在國外,很多家庭用戶利用NAS的遠(yuǎn)程存儲功能來解決手機存儲難題。手機可以通過網(wǎng)絡(luò)控制NAS系統(tǒng)將手機中的圖片、文件、電影等存儲在NAS系統(tǒng)中而不占用手機空間。反過來則是我們目前經(jīng)常提到的移動辦公,方便了你我他。
移動終端存儲的擴展
NAS的向下移動,讓原本在企業(yè)存儲應(yīng)用的產(chǎn)品運用到家庭和個人客戶。而隨著數(shù)據(jù)的增加,每個企業(yè)的存儲都將越來越大,而用戶工作生活中都會接觸到企業(yè)存儲。所以企業(yè)存儲的知識還是非常重要的。企業(yè)存儲并不只關(guān)注單塊硬盤的性能,而是關(guān)注整個存儲的性能,企業(yè)存儲其并不是硬盤的堆積,而是對整個硬盤陣列的優(yōu)化。
企業(yè)存儲系統(tǒng)性能的評估相比硬盤、SSD則要復(fù)雜很多,其往往作為一個整體來評估,包括整體的IOPS性能,整體的使用感受,整體的數(shù)據(jù)保護(hù)等等。企業(yè)存儲技術(shù)也很多,如RAID技術(shù)、重復(fù)刪除技術(shù),云存儲技術(shù)等等,下面我們來具體看一下。[nextpage]
談到企業(yè)存儲系統(tǒng),可能很多人會說,為什么會出現(xiàn)大容量的存儲呢?答案肯定是需求,有需求才會有市場!
需求是什么?當(dāng)然是原本的存儲不能夠解決我們的存儲問題。例如,容量問題。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,原本企業(yè)用來存儲的硬盤已經(jīng)不能夠滿足用戶的需求,原本單塊磁盤可以解決的存儲問題已經(jīng)落伍,但如何將磁盤組成一個整體的,簡單的堆疊在一起肯定是不行的,于是RAID技術(shù)出現(xiàn)了。
大容量需求促使RAID技術(shù)出現(xiàn)
如何擴大存儲的容量呢?單塊硬盤的容量畢竟有限,如今4TB的硬盤已經(jīng)是最大的存儲容量,更別說對于SSD來說,大容量更是個挑戰(zhàn)。于是,人們開始研究如何將更多的硬盤組合在一起呢?于是輪到RAID出場了。
RAID是RedundantArraysofInexpensiveDisks縮寫,有“價格便宜具有冗余能力的磁盤陣列”之意。RAID原理是利用數(shù)組方式來作磁盤組,配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計,提升存儲容量,而且RAID還擁有一個企業(yè)非常喜歡的功能,那就是數(shù)據(jù)保護(hù)。
RAID技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)
能夠增大存儲容量,同時能夠提供數(shù)據(jù)保護(hù),于是在RAID成為了企業(yè)存儲最常見的技術(shù)。如今大部分存儲都是基礎(chǔ)RAID來提供服務(wù)的,當(dāng)然,也有了RAID的進(jìn)化版,例如華為的RAID2.0+技術(shù)。但總體來說都是基于RAID的存儲技術(shù)。
目前RAID的解決方案分為硬件RAID和軟件RAID,硬件RAID需要的投入要高一下,不會占用磁盤空間;軟RAID是基于軟件實現(xiàn)的RAID功能,穩(wěn)定性較差,但是投入少,需要占用一小部分的存儲空間。硬件RAID一般應(yīng)用在大中型的存儲設(shè)備中,而軟件RAID在NAS存儲產(chǎn)品中應(yīng)用較多。
RAID技術(shù)讓更多的磁盤結(jié)合在一起,形成了更大的存儲容量。常見的RAID模式一般為RAID10和RAID5,對性能要求高的一般都采用RAID10,RAID5則對磁盤利用率更高。對于企業(yè)用戶來說,如何選擇適合自己的RAID是根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求來選擇的。
對于用戶來說,其在購買存儲產(chǎn)品的時候并不需要考慮RAID,一般客戶的產(chǎn)品都會帶有RAID的組件方式。用戶在購買產(chǎn)品的時候需要注意的是根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇適合自己的存儲方式。如今,常見的存儲方式有DAS、NAS和SAN存儲。
DAS、NAS和SAN三種存儲方式的區(qū)別
DAS存儲是最原始的存儲架構(gòu),是指一個存儲設(shè)備只用于連接一臺服務(wù)器,其它主機就不能使用這個存儲設(shè)備了。DAS結(jié)構(gòu)在目前的中小企業(yè)中應(yīng)用非常的多,還有就是一些數(shù)據(jù)應(yīng)用必須按照在DAS結(jié)構(gòu)的存儲器才能應(yīng)用,也是采用這種DAS結(jié)構(gòu)。
NAS則是基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,能夠為網(wǎng)絡(luò)中的Windows、linux以及MACOS等系統(tǒng)提供文件共享、數(shù)據(jù)備份等服務(wù)器。而且隨著NAS技術(shù)的更新,如今NAS以及出現(xiàn)了更多的新功能,如云存儲、家庭影院、移動客戶端登陸等等。如今NAS存儲更是成為了家庭存儲的新選擇。
SAN存儲主要應(yīng)用在比較高端的存儲領(lǐng)域,其通過專用高速網(wǎng)將一個活多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器連起來,組成專用存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),并允許多臺終端獨立訪問同一個存儲設(shè)備。
三種存儲方式(來自eword)
目前,雖然DAS、NAS和SAN存儲形成了存儲架構(gòu)的三大陣營,但是目前也有合并的跡象,這主要是由于目前移動計算時代,更多的非架構(gòu)化數(shù)據(jù)產(chǎn)生,客戶往往需要存儲設(shè)備提供文件級存儲和數(shù)據(jù)塊存儲,統(tǒng)一存儲是目前大家關(guān)注比較多的話題,大家也可以多關(guān)注下。[nextpage]
上文中我們已經(jīng)了解到,針對不同的企業(yè)不同的需求,存儲大致可以分為DAS存儲、NAS存儲和SAN存儲。這三種存儲是目前的主流存儲方式,但是隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,人們發(fā)現(xiàn)存儲的數(shù)據(jù)是越來越多,而且這些數(shù)據(jù)中我們會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有一些數(shù)據(jù)是重復(fù)存儲的,這種顯現(xiàn)不但耗費了大量的存儲空間,同時還對數(shù)據(jù)的管理、備份都帶來了挑戰(zhàn)。于是,人們研究出了重復(fù)刪除技術(shù)。
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除節(jié)省存儲投入成本
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù),從名字中我們可以看到這個技術(shù)的大概意思,就是將重復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除,從而減少存儲設(shè)備、人力、電力資源等方面的開銷從而大幅度的節(jié)約存儲成本。
數(shù)據(jù)重復(fù)困然用戶
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)的工作原理是在數(shù)據(jù)存儲的時候,對已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,如果有相同的數(shù)據(jù)存儲就會過濾到這部門數(shù)據(jù),重復(fù)的數(shù)據(jù)就會用指示符取代。這對高度冗余的數(shù)據(jù)集的業(yè)務(wù)收益巨大,如備份數(shù)據(jù),人們可以節(jié)省大量的時間、設(shè)備等等,讓存儲更經(jīng)濟。
目前,重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的技術(shù)產(chǎn)品也是分為硬件和軟件兩種方式。軟件的方式是指在服務(wù)器上安裝程序,利用備份服務(wù)器的運算能力將重復(fù)的數(shù)據(jù)去重后然后再備份。這種方式的缺點是會拉長備份時間。而且如何兼容服務(wù)器上的備份軟件和重刪軟件也是一個潛在的問題。硬件則只需要安裝擁有重復(fù)刪除技術(shù)的硬件就可以。其產(chǎn)生的影響會有所減小。
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)雖然能夠幫助企業(yè)節(jié)省不斷增長的空間問題,但是對于整個存儲系統(tǒng)的性能來說,重復(fù)刪除數(shù)據(jù)技術(shù)可能影響到整個服務(wù)器的性能。而且不同廠商的重復(fù)刪除技術(shù)相差很多,所以企業(yè)在選購重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)也要謹(jǐn)慎。[nextpage]
當(dāng)人們利用RAID解決了存儲容量的問題,讓利用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)解決了企業(yè)數(shù)據(jù)增長問題。人們發(fā)現(xiàn),在存儲的數(shù)據(jù)中,并不是所有的數(shù)據(jù)的活躍度都是一樣的,通常存儲系統(tǒng)中20%的數(shù)據(jù)占據(jù)了80%的活躍度,如何讓活躍度高的數(shù)據(jù)更快的訪問成為了困擾用戶的問題,于是廠商們開始研發(fā)了自動分層技術(shù)。
自動分層技術(shù)讓磁盤利用更合理
自動分層技術(shù)是根據(jù)性能的需求或者頻率自動、智能的將部分邏輯卷或卷移動到合適的介質(zhì),這樣就可以計生性能并簡化存儲管理。邏輯卷自動分層是的存儲系統(tǒng)只移動邏輯卷的活躍部分,而不是整個邏輯卷。而且還可以創(chuàng)建這些頁面的頁面池,每個池根據(jù)活躍程度不同代表不同的曾。
自動分層技術(shù)(來自Zdet)
在擁有自動分層的系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)會首先被寫入性能最高的層中,當(dāng)他變的不太活躍的時候,會被遷移到成本低、性能欠佳的層中。如果活躍度再次提高,就會自動的推回性能較高的層。這樣就改善了存儲系統(tǒng)的整體性能,提供了利用效率。
同時由于自動分層技術(shù),需求的高性能磁盤較少,最大化了高性能磁盤的性能,消除了數(shù)據(jù)分類需求,極少了電力、空間和制冷的消耗,從而降低了成本。尤其是大數(shù)據(jù)時代,企業(yè)數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長,,PB乃至ZB及的數(shù)據(jù)已經(jīng)出現(xiàn),自動分層技術(shù)更是體現(xiàn)了其價值。
可能有人依然不明白什么是分層存儲,其實分層存儲由來已久,內(nèi)存和處理器的一二三級緩存就是分層存儲的一個非常典型例子。而且Windows操作系統(tǒng)的磁盤緩存技術(shù)也是一個很有代表性的例子。分層存儲技術(shù)就是通過在內(nèi)部存儲與外部存儲之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的分層,讓活躍度更高的數(shù)據(jù)利用性能更好的磁盤,從而達(dá)到加快磁盤訪問速度的一種實用技術(shù)。
如今,數(shù)據(jù)呈現(xiàn)了爆炸式增長,而且隨著數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的出現(xiàn),人們開始意識到數(shù)據(jù)的價格重要性。不同于我們之前的消費存儲,可能我們存儲的是一些普通的資料,而如今,各式各類的數(shù)據(jù)資料我們都可以保存起來,這就對數(shù)據(jù)的安全性提出了更高的要求。
數(shù)據(jù)備份是數(shù)據(jù)保護(hù)最常用方式
保護(hù)數(shù)據(jù)的安全,數(shù)據(jù)備份無疑是目前最常用也是最管用的方式。其通過對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的復(fù)制,通過復(fù)制對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,并對數(shù)據(jù)的備份進(jìn)行管理設(shè)定,以保護(hù)好數(shù)據(jù)的實時的安全。同時備份功能還要支持還原數(shù)據(jù),這樣才是一個完整的備份。
數(shù)據(jù)保護(hù)非常重要
數(shù)據(jù)備份一般也是分為硬件備份和軟件備份和人工備份,如今隨著數(shù)據(jù)的逐漸增多,人工備份在數(shù)據(jù)龐大的系統(tǒng)中已經(jīng)行不通了。其耗費的時間是如今的人們難以忍受的。也是應(yīng)用的最大障礙。
硬件備份需要提供高容量、高可靠性和可管理性行,這就相當(dāng)于對存儲設(shè)備需求提供了更多的要求,無疑是增大企業(yè)的費用支出,這也是如今很多企業(yè)對數(shù)據(jù)并不采取備份的主要原因。軟件備份是目前很多企業(yè)采用的備份方式,但是這種備份同樣面臨著存儲設(shè)備損壞,數(shù)據(jù)恢復(fù)無法完成的風(fēng)險,同時軟件備份會對系統(tǒng)的正常運行造成影響。
在大數(shù)據(jù)來臨之際,數(shù)據(jù)備份同樣面臨著挑戰(zhàn),而筆者認(rèn)為這種挑戰(zhàn)更大的來源于人們的保護(hù)意識。尤其是在國內(nèi),數(shù)據(jù)的重要性并沒有被完全的重視,這些都是錯誤的。企業(yè)要根據(jù)自己的情況選擇適合的存儲備份方式,以免數(shù)據(jù)丟失給企業(yè)帶來難以挽回的損失。
存儲硬件在整個存儲系統(tǒng)中的作用非常重要,關(guān)系到整個存儲性能以及穩(wěn)定性,但是當(dāng)存儲硬件發(fā)展到一定程度后,再想利用硬件來提升存儲的性能已經(jīng)很難了。這個時候就需要提升軟件的可操性來提升整體系統(tǒng)的性能。軟件定義存儲的提出就是看出來軟件在整個系統(tǒng)中的重要性。
軟件定義存儲是未來發(fā)展趨勢
軟件定義存儲最好是由VMware提出的,來源于VMware提出的軟件定義的數(shù)據(jù)中心,存儲作為不可或缺的一部分被提出。
軟件定義數(shù)據(jù)中心
我們來看一下IDC為軟件定義存儲下的定義:可以安裝在商用資源(x86硬件、虛擬機監(jiān)控程序或者云)和線程計算硬件上的任何存儲軟件堆棧。此外,為了取得資格,基于軟件的存儲堆棧應(yīng)該提供一套完整的存儲服務(wù)。軟件定義存儲是虛擬化為基礎(chǔ),但是更超脫了虛擬化的范疇。
軟件定義存儲就是通過對管理軟件和操作系統(tǒng)的結(jié)合,能夠完整的實現(xiàn)對存儲系統(tǒng)的部署、管理、監(jiān)控等多個要求,這樣能夠帶來整個存儲系統(tǒng)的靈活性和高可用性。這個也將是未來的發(fā)展方式。
未來,用戶甚至可以自己購買軟件,然后部署在硬件中,就可以達(dá)到想到的存儲性能,拋棄硬件設(shè)備的限制,采用全開放的存儲架構(gòu),提供存儲的性能、可管理性,這是未來的一大發(fā)展趨勢。
可能筆者上面介紹這么多,你會說,這些存儲方式和存儲技術(shù)我都用不上,我們企業(yè)很小,而且也沒有技術(shù)人員,但是資料卻是很重要。該怎么解決這個問題呢?
云存儲是中小企業(yè)辦公好伴侶
的確,購買自己的存儲設(shè)備對于初創(chuàng)型企業(yè)和小企業(yè)來說的確是個不小的負(fù)擔(dān)。這里筆者給這些用戶推薦一種新型的存儲方式云存儲,這個是在云計算概念上延伸和衍生發(fā)展出來的一個新的存儲方式。其并不需要購買硬件設(shè)備,而只需要購買相應(yīng)的存儲空間就可以擁有自己的存儲空間。
云存儲發(fā)展迅速
云存儲相比于NAS、SAN存儲來說要簡單的多,簡單主要是指對用戶來說,云存儲一般是由知名的IT服務(wù)商提供了的一種服務(wù),其通過將自己的存儲設(shè)備的空間出租給用戶,收取相應(yīng)的費用,對這些設(shè)備進(jìn)行維護(hù)等。
云存儲的用戶并不需要有專業(yè)的維護(hù)人員,因為提供商已經(jīng)提供了免費的服務(wù)。同時云存儲提供了用戶幾乎無限的擴展空間,只要你出了相應(yīng)的錢就可以擴展容量。而且得到的存儲空間相比于自己購買設(shè)備來說,這種有專業(yè)人士維護(hù)的云存儲無疑是更安全的服務(wù)。
目前,云存儲在我國發(fā)展剛起步,但是在國外已經(jīng)非?;馃?,例如亞馬遜、谷歌,都提供了相應(yīng)的云存儲平臺。對于沒有資金購買存儲設(shè)備的用戶來說,不妨考慮這個既方便又實惠的存儲業(yè)務(wù)。
文章總結(jié):我們可以看到,存儲技術(shù)的每一次進(jìn)步都是市場需求在推動。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,存儲的重要性將會逐漸被重視,硬盤只是存儲的一個基礎(chǔ)而已。對于用戶來說,需要選擇適應(yīng)的存儲方式、存儲技術(shù)來滿足企業(yè)存儲需求。對于個人來說,同樣需要了解相關(guān)的存儲知識,方便在工作和生活中更好的保護(hù)數(shù)據(jù)安全。