在PC时代,处理器、内存和硬盘被认为是计算机最重要的三个部件。重要性依次为处理器>内存>硬盘!然而移动互联网时代的到来,硬盘的重要性也大幅提升,人们从关注处理器的性能开始转移到硬盘的速度、延迟以及数据安全等方面。如今笔者甚至认为存储的重要性已经远远超过了处理器和内存。下面就听我一一道来!
书接上回——存储的重要性超过处理器和内存?可能有人看到这个观点并不赞同。毕竟在大多数人脑海里,处理器的重要性要远远超过硬盘。人们在购买手机、平板、PC的时候,首先关注的就是处理器的型号、频率、缓存等等,而对于硬盘来说,则是够用就可以了。
然而笔者认为,如今即使处理器和内存发生故障后,我们可以采用更换、添加这些设备就能够让设备达到甚至超过原先的性能。但是对于存储的硬盘来说,如果遇到问题的时候,我们并不能通过更换设备来解决存储问题。里面的数据对于我们每个人都非常重要,而存储的数据可能对于一些人来说是无法弥补回来的。
虽然如今的存储介质的整体质量大幅提升,但是出现损坏的现象时有发生,如上图。硬盘出现问题,数据丢失,这有时候会给我们个人及公司带来难以挽回的损失。而处理器和内存则不会造成如今这样的局面,所以如今存储的重要性显然要超过处理器和内存。
存储非常重要,但存储并不仅只有硬盘。人们通常根据存储用户的不同分为消费存储和企业存储。人们更多的只是简单的了解硬盘的容量、转数等,但对于偏企业存储的一些技术却知之甚少。在如今移动计算时代,只是简单的了解硬盘知识显然是不够的。今天笔者就给大家恶补一下存储知识。
谈到存储市场,可能很多人更多的想到的是硬盘,甚至有的人认为硬盘就是存储。其实则不然,硬盘是虽然目前是最主流的存储介质但却仅是存储的基础而已,其并不能代表整个存储行业。如今跟机械硬盘同样能够存储数据的还有固态硬盘SSD,其是近年受关注度非常大的存储介质,首先让我们来了解下这两种存储介质。
存储市场硬盘当道
首先我们来看一下机械硬盘是如何工作的?硬盘由盘片、读写磁头、马达、底座、电路板等部分组成,硬盘存储的原理是控制电路通过硬盘读写头来改变磁盘表面上极细微的磁性粒子簇的N、S极性来存储数据的,所以磁盘是相当重要的。
机械硬盘
磁头由于经常与磁盘接触来改变磁性粒子数,所以其在硬盘中也是一个非常重要的部件。硬盘在读写的时候为了能在磁盘表面高速来回移动读取数据则需要注意磁头和盘面的距离,太高太低都会影响读取性能。而且硬盘由于与盘片很近,在磁盘发生碰撞的时候经常容易损坏的部分就是磁头。
SSD崛起不容忽视
硬盘在整个IT发展过程中起到了至关重要的作用,其是整个计算机系统非常重要的一部分。但是同样作为非常重要的处理器和内存,在经过多年的发展,性能已经翻了几十倍。而作为同样重要的存储硬盘,在随着CPU、内存性能的大幅提升也遇到了发展瓶颈。
原始的硬盘存储方式遇到了瓶颈,这个时候就需要一种新型的存储方式来与处理器、内存不断增长的性能相匹配。SSD是近年非常受关注的一种新型的存储介质,简单的说SSD就是用固态电子存储芯片制成的硬盘,其在性能上能够提升上百倍。但是其在成本和寿命方面还有待改善,所以目前在存储市场仍不是主流,但是如今各大厂商已经开始了积极的针对SSD领域的备战。
前面提到的硬盘,平常我们一般都能接触到,即使是SSD,如今也在一些领域可以见到,大家并不会感到陌生。但我们谈到的这些通常被称作消费存储,也就是为普通消费者使用的。企业存储相对大家来说则比较陌生。但是对于我们每个人来说也是非常重要的,下面我们来看一下什么是企业存储?
企业存储的知识我们需要了解吗?
可能有人会说,我们并不会接触到企业存储,为何要了解企业存储知识呢?其实,随着大数据时代的来临,原本跟个人关系不大的企业存储也有了向下延伸到消费者的趋势。这主要是,移动时代数据增长速度,数据类型都发生了很大变化,数据呈现爆炸式的增长,原始的存储模式已经解决不了当前的个人存储问题。
举例来说,例如,手机都有自己的存储空间,在以前,8GB、16GB的存储容量对于我们来说是一个非常大的空间。然而,随着相片像素的增大、高清电影的文件越来越大,应用程序安装越来越多,这就对我们的手机空间提出了挑战。如今,在国外,很多家庭用户利用NAS的远程存储功能来解决手机存储难题。手机可以通过网络控制NAS系统将手机中的图片、文件、电影等存储在NAS系统中而不占用手机空间。反过来则是我们目前经常提到的移动办公,方便了你我他。
移动终端存储的扩展
NAS的向下移动,让原本在企业存储应用的产品运用到家庭和个人客户。而随着数据的增加,每个企业的存储都将越来越大,而用户工作生活中都会接触到企业存储。所以企业存储的知识还是非常重要的。企业存储并不只关注单块硬盘的性能,而是关注整个存储的性能,企业存储其并不是硬盘的堆积,而是对整个硬盘阵列的优化。
企业存储系统性能的评估相比硬盘、SSD则要复杂很多,其往往作为一个整体来评估,包括整体的IOPS性能,整体的使用感受,整体的数据保护等等。企业存储技术也很多,如RAID技术、重复删除技术,云存储技术等等,下面我们来具体看一下。
谈到企业存储系统,可能很多人会说,为什么会出现大容量的存储呢?答案肯定是需求,有需求才会有市场!
需求是什么?当然是原本的存储不能够解决我们的存储问题。例如,容量问题。随着大数据时代的到来,原本企业用来存储的硬盘已经不能够满足用户的需求,原本单块磁盘可以解决的存储问题已经落伍,但如何将磁盘组成一个整体的,简单的堆叠在一起肯定是不行的,于是RAID技术出现了。
大容量需求促使RAID技术出现
如何扩大存储的容量呢?单块硬盘的容量毕竟有限,如今4TB的硬盘已经是最大的存储容量,更别说对于SSD来说,大容量更是个挑战。于是,人们开始研究如何将更多的硬盘组合在一起呢?于是轮到RAID出场了。
RAID是Redundant Arrays of Inexpensive Disks缩写,有“价格便宜具有冗余能力的磁盘阵列”之意。RAID原理是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升存储容量,而且RAID还拥有一个企业非常喜欢的功能,那就是数据保护。
RAID技术保护数据
能够增大存储容量,同时能够提供数据保护,于是在RAID成为了企业存储最常见的技术。如今大部分存储都是基础RAID来提供服务的,当然,也有了RAID的进化版,例如华为的RAID 2.0+技术。但总体来说都是基于RAID的存储技术。
目前RAID的解决方案分为硬件RAID和软件RAID,硬件RAID需要的投入要高一下,不会占用磁盘空间;软RAID是基于软件实现的RAID功能,稳定性较差,但是投入少,需要占用一小部分的存储空间。硬件RAID一般应用在大中型的存储设备中,而软件RAID在NAS存储产品中应用较多。
RAID技术让更多的磁盘结合在一起,形成了更大的存储容量。常见的RAID模式一般为RAID10和RAID5,对性能要求高的一般都采用RAID10,RAID5则对磁盘利用率更高。对于企业用户来说,如何选择适合自己的RAID是根据自己的业务需求来选择的。
对于用户来说,其在购买存储产品的时候并不需要考虑RAID,一般客户的产品都会带有RAID的组件方式。用户在购买产品的时候需要注意的是根据业务需求选择适合自己的存储方式。如今,常见的存储方式有DAS、NAS和SAN存储。
DAS、NAS和SAN三种存储方式的区别
DAS存储是最原始的存储架构,是指一个存储设备只用于连接一台服务器,其它主机就不能使用这个存储设备了。DAS结构在目前的中小企业中应用非常的多,还有就是一些数据应用必须按照在DAS结构的存储器才能应用,也是采用这种DAS结构。
NAS则是基于标准的网络协议来实现数据传输,能够为网络中的Windows、linux以及MAC OS等系统提供文件共享、数据备份等服务器。而且随着NAS技术的更新,如今NAS以及出现了更多的新功能,如云存储、家庭影院、移动客户端登陆等等。如今NAS存储更是成为了家庭存储的新选择。 群晖、威联通、色卡司、华芸等NAS存储厂商的产品销售都非常不错。
SAN存储主要应用在比较高端的存储领域,其通过专用高速网将一个活多个网络设备和服务器连起来,组成专用存储区域网络,并允许多台终端独立访问同一个存储设备。
三种存储方式(来自eword)
目前,虽然DAS、NAS和SAN存储形成了存储架构的三大阵营,但是目前也有合并的迹象,这主要是由于目前移动计算时代,更多的非架构化数据产生,客户往往需要存储设备提供文件级存储和数据块存储,统一存储是目前大家关注比较多的话题,大家也可以多关注下。
上文中我们已经了解到,针对不同的企业不同的需求,存储大致可以分为DAS存储、NAS存储和SAN存储。这三种存储是目前的主流存储方式,但是随着大数据时代的来临,人们发现存储的数据是越来越多,而且这些数据中我们会经常发现有一些数据是重复存储的,这种现象不但耗费了大量的存储空间,同时还对数据的管理、备份都带来了挑战。于是,人们研究出了重复删除技术。
重复数据删除节省存储投入成本
重复数据删除技术,从名字中我们可以看到这个技术的大概意思,就是将重复的数据进行删除,从而减少存储设备、人力、电力资源等方面的开销从而大幅度的节约存储成本。
数据重复困然用户
重复数据删除技术的工作原理是在数据存储的时候,对已经存储的数据进行检查,如果有相同的数据存储就会过滤到这部门数据,重复的数据就会用指示符取代。这对高度冗余的数据集的业务收益巨大,如备份数据,人们可以节省大量的时间、设备等等,让存储的成本更经济。
目前,重复数据删除的技术产品也是分为硬件和软件两种方式。软件的方式是指在服务器上安装程序,利用备份服务器的运算能力将重复的数据去重后然后再备份。这种方式的缺点是会拉长备份时间。而且如何兼容服务器上的备份软件和重删软件也是一个潜在的问题。硬件则只需要安装拥有重复删除技术的硬件就可以。其产生的影响会有所减小。
重复数据删除技术虽然能够帮助企业节省不断增长的空间问题,但是对于整个存储系统的性能来说,重复删除数据技术可能影响到整个服务器的性能。而且不同厂商的重复删除技术相差很多,所以企业在选购重复数据删除技术也要谨慎。
当人们利用RAID解决了存储容量的问题,让利用重复数据删除技术解决了企业数据增长问题。人们发现,在存储的数据中,并不是所有的数据的活跃度都是一样的,通常存储系统中20%的数据占据了80%的活跃度,如何让活跃度高的数据更快的访问成为了困扰用户的问题,于是厂商们开始研发了自动分层技术。
自动分层技术让磁盘利用更合理
自动分层技术是根据性能的需求或者频率自动、智能的将部分逻辑卷或卷移动到合适的介质,这样就可以计生性能并简化存储管理。逻辑卷自动分层是的存储系统只移动逻辑卷的活跃部分,而不是整个逻辑卷。而且还可以创建这些页面的页面池,每个池根据活跃程度不同代表不同的曾。
自动分层技术(来自Zdet)
在拥有自动分层的系统中,数据会首先被写入性能最高的层中,当他变的不太活跃的时候,会被迁移到成本低、性能欠佳的层中。如果活跃度再次提高,就会自动的推回性能较高的层。这样就改善了存储系统的整体性能,提供了利用效率。
同时由于自动分层技术,需求的高性能磁盘较少,最大化了高性能磁盘的性能,消除了数据分类需求,极少了电力、空间和制冷的消耗,从而降低了成本。尤其是大数据时代,企业数据量呈现爆炸式增长,,PB乃至ZB及的数据已经出现,自动分层技术更是体现了其价值。
可能有人依然不明白什么是分层存储,其实分层存储由来已久,内存和处理器的一二三级缓存就是分层存储的一个非常典型例子。而且Windows操作系统的磁盘缓存技术也是一个很有代表性的例子。分层存储技术就是通过在内部存储与外部存储之间进行数据的分层,让活跃度更高的数据利用性能更好的磁盘,从而达到加快磁盘访问速度的一种实用技术。
如今,数据呈现了爆炸式增长,而且随着数据分析、数据挖掘等技术的出现,人们开始意识到数据的价格重要性。不同于我们之前的消费存储,可能我们存储的是一些普通的资料,而如今, 各式各类的数据资料我们都可以保存起来,这就对数据的安全性提出了更高的要求。
数据备份是数据保护最常用方式
保护数据的安全,数据备份无疑是目前最常用也是最管用的方式。其通过对存储的数据进行全面的复制,通过复制对这些数据进行管理,并对数据的备份进行管理设定,以保护好数据的实时的安全。同时备份功能还要支持还原数据,这样才是一个完整的备份。
数据保护非常重要
数据备份一般也是分为硬件备份和软件备份和人工备份,如今随着数据的逐渐增多,人工备份在数据庞大的系统中已经行不通了。其耗费的时间是如今的人们难以忍受的。也是应用的最大障碍。
硬件备份需要提供高容量、高可靠性和可管理性行,这就相当于对存储设备需求提供了更多的要求,无疑是增大企业的费用支出,这也是如今很多企业对数据并不采取备份的主要原因。软件备份是目前很多企业采用的备份方式,但是这种备份同样面临着存储设备损坏,数据恢复无法完成的风险,同时软件备份会对系统的正常运行造成影响。
在大数据来临之际,数据备份同样面临着挑战,而笔者认为这种挑战更大的来源于人们的保护意识。尤其是在国内,数据的重要性并没有被完全的重视,这些都是错误的。企业要根据自己的情况选择适合的存储备份方式,以免数据丢失给企业带来难以挽回的损失。
存储硬件在整个存储系统中的作用非常重要,关系到整个存储性能以及稳定性,但是当存储硬件发展到一定程度后,再想利用硬件来提升存储的性能已经很难了。这个时候就需要提升软件的可操性来提升整体系统的性能。软件定义存储的提出就是看出来软件在整个系统中的重要性。
软件定义存储是未来发展趋势
软件定义存储最好是由VMware提出的,来源于VMware提出的软件定义的数据中心,存储作为不可或缺的一部分被提出。
软件定义数据中心
我们来看一下IDC为软件定义存储下的定义:可以安装在商用资源(x86硬件、虚拟机监控程序或者云)和线程计算硬件上的任何存储软件堆栈。此外,为了取得资格,基于软件的存储堆栈应该提供一套完整的存储服务。软件定义存储是虚拟化为基础,但是更超脱了虚拟化的范畴。
软件定义存储就是通过对管理软件和操作系统的结合,能够完整的实现对存储系统的部署、管理、监控等多个要求,这样能够带来整个存储系统的灵活性和高可用性。这个也将是未来的发展方式。
未来,用户甚至可以自己购买软件,然后部署在硬件中,就可以达到想到的存储性能,抛弃硬件设备的限制,采用全开放的存储架构,提供存储的性能、可管理性,这是未来的一大发展趋势。
可能笔者上面介绍这么多,你会说,这些存储方式和存储技术我都用不上,我们企业很小,而且也没有技术人员,但是资料却是很重要。该怎么解决这个问题呢?
云存储是中小企业办公好伴侣
的确,购买自己的存储设备对于初创型企业和小企业来说的确是个不小的负担。这里笔者给这些用户推荐一种新型的存储方式云存储,这个是在云计算概念上延伸和衍生发展出来的一个新的存储方式。其并不需要购买硬件设备,而只需要购买相应的存储空间就可以拥有自己的存储空间。
云存储发展迅速
云存储相比于NAS、SAN存储来说要简单的多,简单主要是指对用户来说,云存储一般是由知名的IT服务商提供了的一种服务,其通过将自己的存储设备的空间出租给用户,收取相应的费用,对这些设备进行维护等。
云存储的用户并不需要有专业的维护人员,因为提供商已经提供了免费的服务。同时云存储提供了用户几乎无限的扩展空间,只要你出了相应的钱就可以扩展容量。而且得到的存储空间相比于自己购买设备来说,这种有专业人士维护的云存储无疑是更安全的服务。
目前,云存储在我国发展刚起步,但是在国外已经非常火热,例如亚马逊、谷歌,都提供了相应的云存储平台。对于没有资金购买存储设备的用户来说,不妨考虑这个既方便又实惠的存储业务。
文章总结:我们可以看到,存储技术的每一次进步都是市场需求在推动。随着大数据时代的来临,存储的重要性将会逐渐被重视,硬盘只是存储的一个基础而已。对于用户来说,需要选择适应的存储方式、存储技术来满足企业存储需求。对于个人来说,同样需要了解相关的存储知识,方便在工作和生活中更好的保护数据安全。