存储设备的三种类型

《存储设备的三种类型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《存储设备的三种类型（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1 常见存储类型对于企业存储设备而言，根据其实现方式主要划分为DAS、SAN和NAS三种，分别针对不 同的应用环境，提供了不同解决方案。（区别见图 2）图 1 三种存储技术比较1.1DASDAS （DirectAttachSTorage）：是直接连接于主机服务器的一种储存方式，每一台主机服务器 有独立的储存设备，每台主机服务器的储存设备无法互通，需要跨主机存取资料时，必须经过相 对复杂的设定，若主机服务器分属不同的操作系统，要存取彼此的资料，更是复杂，有些系统甚 至不能存取。通常用在单一网络环境下且数据交换量不大，性能要求不高的环境下，可以说是一 种应用较为早的技术实现。1.2SANSAN （

2、StorageAreaNetwork）：是一种用高速（光纤）网络联接专业主机服务器的一种储存方 式，此系统会位于主机群的后端，它使用高速I/O联结方式，如SCSI,ESCON及Fibre-Channels。一般而言，SAN应用在对网络速度要求高、对数据的可靠性和安全性要求高、 对数据共享的性能要求高的应用环境中，特点是代价高，性能好。例如电信、银行的大数据量关 键应用。1.3NASNAS （NetworkAttachedStorage）：是一套网络储存设备，通常是直接连在网络上并提供资 料存取服务，一套NAS储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统，特点是性价比高。例如 教育、政府、企业等数据

3、存储应用。2 三种技术比较以下，通过表格的方式对于三种存储技术进行一个简单的比较。表格 1 三种技术的比较录像存储 录像存储是指将监控图像录制下来，并以文件形式存储在存储设备中，并可在以后随时被读出回 放。存储的实现有多种模式，包括DAS （直连存储）、SAN （存储区域网）和NAS （网络就是普通 计算机系统最常用的存储方式，即将存储介质（硬盘）直接挂接 DAS 存储）等。在 CPU 的直接访问总线上，优点是访问效率高，缺点是占用系统总线资源、挂接数量有限，一 般适用于低端PC系统。SAN是将存储和传统的计算机系统分开，系统对存储的访问通过专用 的存储网络来访问，对存储的管理可交付与存储网络

4、来管理，优点是高效的存储管理、存储升级 容易，而缺点则是系统较大，成本过高，适用于高端设备。NAS则充分利用系统原有的网络接 口，对存储的访问是通过通用网络接口，访问通过高层接口实现，同时设备可专注与存储的管理， 优点是系统简单、兼容现有系统、扩容方便，缺点则是效率相对比较低。典型的传统数字硬盘录像机设备一般都采用DAS方式，即自身包含若干硬盘，录像数据进行压 缩编码后直接存储在本地硬盘中，回放也从本地硬盘中读出。网络功能只是个附加的功能，主要 面向远程终端实时监控本地图像和回放本地录像。在系统比较大时，这种方式必然是分布式存储 的，给系统管理带来了麻烦。数字硬盘录像机的发展将使网络成为中心，

5、而规模的增大使得分布 式存储的缺点更加显着。采用NAS作为录像的存储设备，解决了传统数字硬盘录像机所限制的 这些问题，作为下一代数字录像系统，其优势表现在：a 优良的设备环境：由于硬盘的不稳定性，需要一个更好的工作环境来延长硬盘的寿命和减少存 储的不可用时间。 NAS 作为专业的存储设备，针对多硬盘环境作了优化设计，让硬盘工作的更 稳定、更可靠。b 专业的存储管理：有效的存储管理在数据量上升时更加显得重要，数据的安全性与冗余性将更 受关注。NAS通过专业软件对大容量存储进行管理，增加安全机制及冗余管理，使得存放的数 据更便捷、更放心。c轻松的容量扩张：对容量的需求日益增加的今日，更加看重存储容

6、量的可扩张性。NAS的容 量扩张基本上是Plug&Play的模式，方便用户升级。另外，NAS还可实现系统升级与存储升级 的分离，更适合一个逐渐发展的系统。本系统采用NAS作为录像的存储设备，但从网络可靠性方面考虑，采用二级存储机制，即录像 时直接录制在DVR中，在其中保存一定时间，定期再将DVR中的录像转存至NAS中。采用二 级存储机制，虽然比直接网络存储复杂，但可以将网络的不可靠因素对系统的影响降到最低，以 确保录像数据的完整性。3 常见存储技术3.1RAID 技术RAID (RedundantArraysoflndependentDisks)中文为廉价冗余磁盘阵列。在 1987 年由 美国

7、柏克莱大学提出RAID理论，作为高性能的存储系统，巳经得到了越来越广泛的概念的提 出到现在，巳经发展了多个级RAID的级别从RAID并成为一种工业标准。应用，别，有明确标准级别分别是JBOD、0、1、2、3、4、5等，其他还有6、7、10、30、50等。 RAID 为使用者降低了成本、增加了执行效率，并提供了系统运行的稳定性。各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的只 有 5 种，JBOD、RAID0、RAID1、RAID0 + 1 和 RAID5。(廉价冗磁盘阵列(RedundantArrayofInexpensiveDisks,简称 RAID)a

8、 功能：对磁盘高速存取(提速)： RAID 将普通硬盘组成一个磁盘阵列，在主机写入数据， RAID 控制器把主机要写入的数据分解为多个数据块，然后并行写入磁盘阵列；主机读取数据时， RAID 控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个硬盘上的数据，把它们重新组合后提供给主机。由于采用 并行读写操作，从而提高了存储系统的存取系统的存取速度。b 分类： RAID 可分为级别 0 到级别 6，通常称为： RAID0， RAID1， RAID2， RAID3， RAID4， RAID5， RAID6。)JBOD 的含意是控制器将机器上每颗硬盘都当作单独的硬盘处理，因此每颗硬盘都被当作单颗独 立的逻辑碟使用。此

9、外， JBOD 并不提供资料备余的功能。(RAID0： RAID0 并不是真正的 RAID 结构，没有数据冗余， RAID0 连续地分割数据并并行 地读/写于多个磁盘上。因此具有很高的数据传输率，但RAID0在提高性能的同时，并没有提 供数据可靠性，如果一个磁盘失效，将影响整个数据。因此RAID0不可应用于需要数据高可用 性的关键应用。RAID0 是具有提速和扩容的目的在RAID0模式中，数据被分割为一定数量的数据块(Chunk)交叉写在多个硬盘上，一般的来 说在RAID0系统中数据被分割的数量同RAID阵列所使用的硬盘的数量是有关的，比如RAID0 中采用了3块硬盘，那么数据将会被分为三份依

10、次的写入三个硬盘，通俗的说这种模式其实就 是利用 RAID 技术让系统认为三块硬盘组成一个容量更大的硬盘，因为这个过程没有数据校验 所以这种RAID模式是读写速度最快的一种。RAID0 并没有从安全性角度考虑，实际上，如果 RAID0 当中的一块硬盘坏了，所有数据都会 损坏，并且没有办法恢复。这使得RAID0的安全性能非常差，所以很多用户出于安全考虑没有 使用 RAID0 模式。虽然如此， RAID0 毕竟是所有 RAID 方式当中速度最快的一种模式，如果 RAID0模式当中有两块硬盘的话，那么RAID0的存储读取数据的速度会是单个硬盘双倍。，如 果使用6块硬盘的话，那么理论速率就是单个硬盘的

11、6倍。如果在RAID0模式当中使用不同的 硬盘会造成两方面的问题，首先， RAID0 的有效硬盘容量会是最小的硬盘的容量乘上硬盘的个 数，这是因为如果容量的最小的硬盘存满了之后，RAIDO依然会将文件平均分配到各个硬盘当中，此时便不能完成存储任务了；其次，如果RAIDO 当中的硬盘速度不同，那么整体的速度会是速度最慢的硬盘的速度乘上硬盘的个数，这是因为 RAID0 模式是需要将上一部的存储任务完成之后才能进行下一步的进程，这样，其它的速度快 的硬盘会停下来等待速度慢的硬盘完成存储或者读取任务，使得整体性能有所下降。所以，在这 里建议使用RAID0模式的用户最好选择容量和速度相同的硬盘，最好是同

12、一品牌的同种产品。 因此RAID0在严格意义上说不是“冗余独立磁盘阵列” RAID0模式一般用于需要快速处理数 据但是对于数据的安全性要求不高的场合。这种 RAID 模式的特点是简单，而且并不需要复杂 和昂贵的控制器。采用 RAID0 模式至少需要 2块硬盘，最终得到的存储容量也是这两块硬盘的 和。RAID0 的随机读取性能：很好RAID0 的随机写入性能：很好RAID0 的持续读取性能：很好RAID0 的持续写入性能：很好RAID0 的优点：最快的读写性能，如果每块硬盘拥有独立的控制器性能将会更好。RAID0 的缺点：任何一块硬盘出现故障所有的数据都会丢失，大部分的控制器都是通过软件 实现的

13、，所以效能并不好。RAID0 是无数据冗余的存储空间条带化，将数据以条纹化的方式存储在阵列之中，实现性能的 增强，但没有数据冗余。具有低成本、极高读写性能、高存储空间利用率的 RAID 级别，适用 于 Video/Audio 信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数 据冗余，其安全性大大降低，构成阵列的任何一块硬盘损坏都将带来数据灾难性的损失。RAID1 是两块硬盘数据完全镜像，数据条纹化的头一半是原始数据，后一半是数据镜像，但被 写往RAID1阵列中的第二个磁盘，RAID1最少需要2个磁盘。，安全性好，技术简单，管理方 便，读写性能均好，但其无法扩展（单块硬盘容量

14、），数据空间浪费大。专门针对性能要求高的 应用。RAIDO + 1综合了 RAID0和RAID1的特点，独立磁盘配置成RAID0，两套完整的RAID0互 相镜像。它的读写性能出色，安全性高，但构建阵列的成本投入大，数据空间利用率低，不能称 之为经济高效的方案。磁盘来存储冗余信息。奇偶磁盘物理上与数据磁盘相隔离。”奇偶“使用一个 RAID3 RAID5 使用一个“奇偶”磁盘来存储冗余信息。实际上，包括奇偶信息在内的所有数据都以条 纹化的形式存储到阵列中的所有磁盘上（没有物理上隔离的奇偶磁盘）。当对一个阵列执行 RAID5保护时，阵列要减去一个磁盘驱动器的容量（用于存储奇偶数据）。最少要求3个磁盘

15、。 RAID5 是目前应用最广泛的 RAID 技术。各块独立硬盘进行条带化分割，相同的条带区进行奇 偶校验（异或运算），校验数据平均分布在每块硬盘上。以n块硬盘构建的RAID5阵列可以有 n1 块硬盘的容量，存储空间利用率非常高（见图1）。任何一块硬盘上数据丢失，均可以通过 校验数据推算出来。 RAID5 具有数据安全、读写速度快，空间利用率高等优点，应用非常广泛， 但不足之处是 1 块硬盘出现故障以后，整个系统的性能大大降低。图 2RAID5 实现方式从技术实现方式上说， RAID 技术可以通过软件和硬件两种方式实现，随着硬件系统能力不断提 升，软件 RAID 实现方式越来越成为主流的选择。

16、标准的 RAID 写操作，如 RAID5 中所必需的校验计算，需包括以下几个步骤：1）以校验盘中读取数据2）以目标数据盘中读取数据3）以旧校验数据，新数据及已存在数据，生成新的校验数据4）将新校验数据写入校验盘5）将新数据写入目标数据盘 当主机将一个待写入阵列 RAID 组中的数据发送到阵列时，阵列将该数据保存在缓存中并立即 报告主机该数据的写入工作已完成。该数据写入到阵列硬盘的工作由阵列控制完成，该数据可继 续存放在Cache中直到Cache满，而且要为新数据腾出空间而必须刷新时或阵列需停机时， 控制器会及时将该数据从Cache写入阵列硬盘中。这种缓存回写技术使得主机不必等待RAID 校验计算过程的完成，即可处理下一个读写任务，这样，主机的读写效率大为增加。当主机命令 将一个数据写入硬盘，则阵列控制器将该数据写入缓存最上面的位置，只有新数据才会被控制器 按 Write