理论教育 信息存储技术的发展历程

信息存储技术的发展历程

时间:2023-05-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)存储虚拟化技术随着计算机内信息量的不断增加,以往直连式的本地存储系统已无法满足业务数据的海量增长,搭建共享的存储架构,实现数据的统一存储、管理和应用已经成为一个行业的发展趋势,而虚拟存储技术正逐步成为共享存储管理的主流技术。大多数情况下主要用于对在线存储或近线存储的数据进行备份,以防范可能发生的数据灾难,因此又称为信息的“备份级存储”。

信息存储技术的发展历程

1)存储虚拟化技术

随着计算机内信息量的不断增加,以往直连式的本地存储系统已无法满足业务数据的海量增长,搭建共享的存储架构,实现数据的统一存储、管理和应用已经成为一个行业的发展趋势,而虚拟存储技术正逐步成为共享存储管理的主流技术。存储虚拟化技术将不同接口协议的物理存储设备整合成一个虚拟存储池,根据需要为主机创建并提供等效于本地逻辑设备的虚拟存储卷。

使用虚拟存储技术可以实现存储管理的自动化与智能化:在虚拟存储环境下,所有的存储资源在逻辑上被映射为一个整体,对用户来说是单一视图的透明存储,科技网络中心系统管理员只需专注于管理存储空间本身,所有的存储管理操作,如系统升级、改变RAID级别、初始化逻辑卷、建立和分配虚拟磁盘、存储空间扩容等常用操作都比从前更加容易。

使用虚拟存储技术可以极大地提高存储使用率:以前困扰科技网络中心的最大问题就是物理存储设备的使用效率不高,以传统磁盘存储为例,一些主机的磁盘容量利用率不高。而一些主机空间却经常不足,致使客户不得不购买超过实际数据量较多的磁盘空间,从而造成存储空间资源的浪费。虚拟化存储技术解决了这种存储空间使用上的浪费,把系统中各个分散的存储空间整合起来,按需分配磁盘空间,客户几乎可以100%地使用磁盘容量,从而极大地提高了存储资源的利用率。

使用虚拟存储技术可以减少存储成本:由于历史的原因,科技网络中心不得不面对各种各样的异构环境,包括不同操作系统、不同硬件环境的主机,采用存储虚拟化技术,支持物理磁盘空间动态扩展,而无须新增磁盘阵列,从而降低了用户总体拥有成本,增加了用户的投资回报率

2)分级存储技术

大数据时代,每天产生的数据量成爆炸式增长,传统的统一存储方式出现了数据存储瓶颈和成本激增。对于大多信息来说,对信息“引用”的次数在其生命周期内会随着时间的推移而显著下降。基于这一基本的观察推论,可以把相对不“活跃”的信息迁移到成本较低的存储级别,从而使存储管理更具成本效益。

分级存储管理(HSM)技术,就是根据数据的重要性、访问频率、保留时间、容量、性能等指标,将数据采取不同的存储方式分别存储在不同性能的存储设备上,通过分级存储管理实现数据客体在存储设备之间的自动迁移。数据分级存储的工作原理是基于数据访问的局部性,通过将不经常访问的数据自动移到存储层次中较低的层次,释放出较高成本的存储空间给更频繁访问的数据,可以获得更好的性价比。这样,一方面可大大减少非重要性数据在一级本地磁盘所占用的空间,还可加快整个系统的存储性能。

在分级存储系统中,一般分为在线(On-line)存储、近线(Near-line)存储和离线(Offline)存储三级存储方式。

在线存储是指将数据存放在高速的磁盘系统(如闪存存储介质、FC磁盘或SCSI磁盘阵列)等存储设备上,适合存储那些需要经常和快速访问的程序和文件,其存取速度快,性能好,存储价格相对昂贵。在线存储是工作级的存储,其最大特征是存储设备和所存储的数据时刻保持“在线”状态,可以随时读取和修改,以满足前端应用服务器或数据库对数据访问的速度要求。

近线存储是指将数据存放在低速的磁盘系统上,一般是一些存取速度和价格介于高速磁盘与磁带之间的低端磁盘设备。近线存储外延相对比较广泛,主要定位于客户在线存储和离线存储之间的应用。就是指将那些并不是经常用到(例如一些长期保存的不常用的文件归档),或者说访问量并不大的数据存放在性能较低的存储设备上。但对这些设备的要求是寻址迅速、传输率高。因此,近线存储对性能要求相对来说并不高,但又要求相对较好的访问性能。同时多数情况下由于不常用的数据要占总数据量的较大比重,这就要求近线存储设备在容量上相对需求较大。近线存储设备主要有SATA磁盘阵列、DVD-RAM光盘塔和光盘库等设备。

离线存储则指将数据备份到磁带或磁带库上。大多数情况下主要用于对在线存储或近线存储的数据进行备份,以防范可能发生的数据灾难,因此又称为信息的“备份级存储”。离线存储通常采用磁带作为存储介质,其访问速度低,是价格低廉的海量存储。

分级存储设备根据具体应用可以变化,这种存储级别的划分是相对的,可以分为多种级别。如浪潮分级存储方案将互联网客户的大数据按照温度分为:寒带存储、温带存储、亚热带存储和热带存储。浪潮SA5112M4 NVMe机型最多支持4片NVMe SSD(固态硬盘),可以提供100k级别IOPS,满足“极热数据”(实时、大量)的高并发访问需求,有效解决数据频繁访问;对于“亚热数据”(数十次/每周),SATA SSD的性能可以满足,所以浪潮服务器满足单节点最多配置8块SATA SSD,单盘提供10 k级别的IOPS响应能力;“温带数据”(数次/每周)相比热数据其体量陡然增高,所以相比较需要成本更低的存储方案,浪潮SA5212M4满足12块3.5寸大容量硬盘配置,最大容量高达120 TB,满足分布式大容量数据存储;对于沉淀下来的冷数据(数次/每月),自然要使用最低成本、低功耗的方案,才可以降低TCO,由于要求IOPS低,SA5224L4满足36块大容量云盘存储硬盘,最高提供288 TB的海量空间的冷存储方案。

3)云存储技术(www.daowen.com)

云存储是在云计算(Cloud Computing)的概念基础上延伸和衍生发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术。云存储是一种服务,与云计算类似,其通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量的不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务数据访问功能。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说,云存储就是将信息储存资源放到云上供信息使用者存取的一种新兴的信息存储方案。信息使用者可以在任何时间、任何地方,透过任何可连网的装置连接到云上即可方便地存取数据。

当使用某一个独立的存储设备时,必须非常清楚这个存储设备的型号、接口和传输协议,必须清楚地知道存储系统中有多少块磁盘,分别是什么型号、多大容量,必须清楚存储设备和服务器之间采用什么样的连接线缆。为了保证存储数据的安全和业务的连续性,还需要建立相应的数据备份系统和容灾系统。除此之外,对存储设备进行定期地动态监控、维护、软硬件更新和升级也是必须的。

如果采用云存储,那么上面所提到的一切对信息使用者来讲都不需要了。云状存储系统中的所有设备对使用者来讲都是完全透明的,任何地方的任何一个经过授权的使用者都可以通过一根接入线缆与云存储连接,通过网络对云存储进行数据访问。

云存储可分为以下3类:

(1)公共云存储

公共云存储是云技术发展较为突出的代表,覆盖范围较广的如搜狐企业网盘、百度云盘、新浪微盘、腾讯微云等,服务较为专业的如云创存储希望管理平台,都具有一定代表性。

公有云存储一般通过单一类型的存储服务满足不同客户需求,比如用得最多的对象存储服务或表服务,其难点在利用分布式技术构建一个Scale-out的多租户存储系统;而私有云需要通过多种类型的存储服务满足内部不同应用系统的需求,因此在架构设计上会包括块存储、文件存储等多种存储系统。难点在管理系统平台的建设上。

公共云存储可以划出一部分用作私有云存储。一个公司可以拥有或控制基础架构,以及应用的部署,私有云存储可以部署在企业数据中心或相同地点的设施上。私有云可以由公司自己的IT部门管理,也可以由服务供应商管理。

(2)内部云存储

内部云存储又称为“私有云存储”,私有云存储是建立在私有云上面,客户独立拥有自己的存储设施。这种云存储和公共云存储划出的私有云存储比较类似,唯一的不同点是它仍然位于企业防火墙内部。至2014年,可以提供私有云的平台有:Eucalyptus、3ACloud、minicloud安全办公私有云、联想网盘和OATOS企业网盘等。

(3)混合云存储

这种云存储把公共云和私有云/内部云结合在一起。主要用于按客户要求的访问,特别是需要临时配置容量的时候。从公共云上划出一部分容量配置一种私有或内部云可以帮助公司面对迅速增长的负载波动或高峰。尽管如此,混合云存储带来了跨公共云和私有云分配应用的复杂性。

在人工智能算法、大数据以及超强计算的推动下,云存储及其计算正在进入以ABC(AI、Big Data、Cloud)为标志的Cloud 2.0时代,云存储正在成为组织向数字化转型的基石。

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