网络存储设备概述.

网络存储设备综述

1 网络存储

基于Windows、Linux和UNIX等操作系统的服务器称为开放系统。开放系统的数据存储方式分为内置存储和外挂存储两种，外挂存储又可以根据连接方式分为直连式存储和网络化存储，而网络化存储又可以分为网络接入存储和存储区域网络两部分。

1.1直连式存储（DAS）

直连式存储直接将存储设备连接到服务器上，这种方法难以扩展存储容量，而且不支持数据容错功能，当服务器出现异常时会造成丢失数据。

1.2网络接入存储（NAS）

网络化存储的出现适应了网络成为主要信息处理平台的发展趋势，它分摊了数据处理和存储管理的功能，计算机负责数据处理，而存储子系统负责数据的存储和管理。网络接入存储是将存储设备连接到现有的网络上，来提供数据存储和文件访问服务的设备。NAS服务器是在专用主机上安装简化了的只具有访问权限控制、数据保护和恢复等功能的操作系统的文件服务器，它内置了与网络连接所需要的协议，可以直接联网，具有权限的用户都可以通过网络来访问NAS服务器中的文件。NAS服务器直接连接磁盘阵列，它具备磁盘阵列的所有特征，高容量、高效能、高可靠性。

1.3存储区域网络（SAN）

SAN是一种连接存储设备和存储管理子系统的专用网络，专门给提供数据存储和管理功能。它是一种特殊的告诉网络，采用光纤通道实现互连，通过光纤通道交换机连接存储阵列和文件服务器主机。SAN不仅可以提供大容量的存储设备，而且在地域上可以分散部署，从而缓解了大量数据传输对于局域网通信的影响。与NAS相比，具有以下特点：（1）SAN具有无限的扩展能力

（2）SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤通道技术，所以具有更高的传输速度和更快的处理能力。

2 磁盘冗余阵列

廉价磁盘冗余阵列（RAID）是利用一台磁盘阵列控制器管理一组磁盘驱动器，组成一个可靠地、快速的大容量磁盘系统。RAID有时也被称为独立磁盘冗余阵列，以强调其可以作为一台虚拟的大容量硬盘使用的特点。RAID在不停机的情况下可支持一下功能：（1）自动检测硬盘故障

（2）重建硬盘的坏道信息

（3）硬盘热备份

（4）硬盘热替换

（5）扩充硬盘容量

3 磁盘冗余阵列的常用级别：

RAID规范包含RAID 0 —RAID 7对个等级，它们的技术特点各不相同，目前投入商业应用的有下列几种：

RAID 0：

需要两个以上的硬盘驱动，每个磁盘划分为不同的区块，数据按区块顺序存储。数据访问采用交叉存取、并行传输的方式。将数据分布在不同的驱动器上，可以提高传输速度，平衡驱动器的负载，但这种系统没有差错控制措施，如果一个盘上的数据出现错误，其他盘上的数据也无用了。RAID 0不能用于对数据稳定性要求较高的场合，但它在所有级别中，速度是最快的。

RAID 1：

具有磁盘镜像功能，看而利用并行读写特性，将数据分块并同时写入主磁盘和镜像盘，磁盘的利用率只有50%，它是以牺牲磁盘容量为代价换取可靠性的提高。RAID 1控制器能够同时对两个盘进行读写操作，通过镜像技术提高系统的容错能力。当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘工作，镜像盘相当于一个备份盘，这种硬盘控制模式的安全性是非常高的。此外，RAID 1技术还支持热替换，即在不断电的情况下对故障磁盘进行更换，更换完毕后只要从镜像盘上恢复数据即可。

RAID 2、RAID 3：

两者类似，都是将数据分块存储在不同的硬盘上实现多模块交叉存储，并在数据访问时提供差错校验功能。RAID 2使用海明码进行差错校验，需要单独的磁盘存放校验和恢复信息。RAID 3使用奇偶校验方式们只能查错不能纠错。这种技术需要三个以上的驱动器，一个磁盘专门存放奇偶校验码，其他磁盘作为数据盘实现多模块交叉存取。RAID 3主要用于图形图像处理等要求吞吐率比较高的场合，对于大量的连续数据可提供良好的传输速度，但对于随机数据，奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈。利用单独的奇偶校验盘来保护数据使磁盘的利用率提高到(n-1)/n.

RAID 5：

这是一种分布式奇偶校验的独立磁盘结构，用来进行纠错的校验信息分布在各个数据盘上，没有专门店校验盘。RAID 5的读出效率很高，写入效率一般，对区块式的聚集访问效率不错，对于奇偶校验码分布在不同的磁盘上，允许单个磁盘出错，所以提高了可靠性，也提高了磁盘的利用率，但是它对数据传输的并行性解决的不好，而且控制器的设计也相当复杂。

RAID 0+1：

RAID 0和RAID 1的组合形式，也称为RAID 10。它是存储性能和数据安全兼顾的方案，在提供与RAID 1同样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的访问速率，特别适用

于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域。