存儲標準

存儲標準是指對存儲在存儲介質中數據的存儲與交換方法，數據存儲的需求及其定義方法、數據格式要求和存儲實現技術等進行標準化定義。存儲標準的確定及規範化有利於數據的管理、存儲、分類和提取。存儲標準對於很多領域都有重要意義，特別在數據量較大的行業，例如銀行、股票。存儲標準

基本介紹

• 中文名：存儲標準
• 外文名：Storage standard
• 學科：計算機
• 定義：數據存儲、交換及實現技術
• 目的：方便管理、存儲、分類和提取
• 領域：數據存儲

簡介

存儲標準是指對存儲在存儲介質中數據的存儲與交換方法，數據存儲的需求及其定義方法、數據格式要求和存儲實現技術等進行標準化定義。存儲標準的規範化有利於存儲行業整體發展，同時也能促進有關軟體系統實現存儲需求的接口的統一化。

存儲介質

存儲介質又稱為存儲媒體，是指存儲二進制信息的物理載體，這種載體具有表現兩種相反物理狀態的能力，存儲器的存取速度就取決於這兩種物理狀態的改變速度。目前使用的存儲介質主要有半導體器件、磁性材料和光學材料。(1)用半導體器件做成的存儲器稱為半導體存儲器。從製造工藝的角度又把半導體存儲器分為雙極型和MOS型等。(2)用磁性材料做成的存儲器稱為磁表面存儲器，如磁碟存儲器和磁帶存儲器。(3)用光學材料做成的存儲器稱為光表面存儲器，如光碟存儲器。

數據格式

數據格式（data format）是數據保存在檔案或記錄中的編排格式。可為數值、字元或二進制數等形式。由數據類型及數據長度來描述。

數據類型是與程式中出現的變數相聯繫的數據形式。常用的數據類型可分為兩大類。①簡單類型。其數據的結構非常簡單，具有相同的數學特性和相同的計算機內部表示法，其數據的邏輯結構特點是只包含一個初等項的結點.通常有五種基本的簡單類型：整數類型、實數類型、布爾類型、字元類型和指針類型。 ②複合類型。或稱組合類型或結構類型，是由簡單類型用某種方式組合而成的。根據不同的構造方法，可構成以下不同的數據結構類型：

1) 數組類型。所有成分都屬於同一類型。

2) 記錄類型。各成分不一定屬於同一類型。

3) 集合類型。它定義的值集合是其基類型的冪集，也就是基類型的值域的所有子集的集合。

4) 檔案類型。屬於同一類型的各成分的一個序列，這個序列規定各成分的自然次序。

數據長度是可度量的，通常用八位二進制數組成一個位元組，一個鍵盤上的字母、數字或其他符號用一個ASCII碼錶示，一個位元組可容納一個ASCII碼(含一位奇偶校驗位).計算機存儲器的常用編址單位是以位元組為單位的。計算機的通信傳輸單位一般也以位元組為基礎。數據格式應滿足一定條件：①保證記錄所需要的全部信息；②提高存貯效率，保證存貯空間的充分利用；③格式標準化，保證有關數據處理系統間數據的交換。

數據存儲

概述

數據存儲是數據流在加工過程中產生的臨時檔案或加工過程中需要查找的信息。數據以某種格式記錄在計算機內部或外部存儲介質上。常用的存儲介質為磁碟和磁帶。數據存儲組織方式因存儲介質而異。在磁帶上數據僅按順序檔案方式存取；在磁碟上則可按使用要求採用順序存取或直接存取方式。數據存儲方式與數據檔案組織密切相關，其關鍵在於建立記錄的邏輯與物理順序間對應關係，確定存儲地址，以提高數據存取速度。數據存儲要命名，這種命名要反映信息特徵的組成含義。數據流反映了系統中流動的數據，表現出動態數據的特徵；數據存儲反映系統中靜止的數據，表現出靜態數據的特徵。

廣泛套用的硬碟驅動器可以存儲大量的數據，但只能在室溫下使用大約10年的時間。這是因為硬碟的磁能勢壘較低，因此在一段時間後，其上面儲存的信息就會逐漸丟失。CD和DVD光碟、紙張、磁帶、陶瓷、泥版和石頭等介質的壽命也是有限的。

方式

DAS(Direct Attached Storage)直接附加存儲

DAS這種存儲方式與我們普通的PC存儲架構一樣，外部存儲設備都是直接掛接在伺服器內部匯流排上，數據存儲設備是整個伺服器結構的一部分。DAS存儲方式主要適用以下環境：

(1)小型網路：因為網路規模較小，數據存儲量小，且也不是很複雜，採用這種存儲方式對伺服器的影響不會很大。並且這種存儲方式也十分經濟，適合擁有小型網路的企業用戶。

(2)地理位置分散的網路：雖然企業總體網路規模較大，但在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進行互聯非常困難，此時各分支機構的伺服器也可採用DAS存儲方式，這樣可以降低成本。

(3)特殊套用伺服器：在一些特殊套用伺服器上，如微軟的集群伺服器或某些資料庫使用的原始分區，均要求存儲設備直接連線到套用伺服器。

(4)提高DAS存儲性能：在伺服器與存儲的各種連線方式中，DAS曾被認為是一種低效率的結構，而且也不方便進行數據保護。直連存儲無法共享，因此經常出現的情況是某台伺服器的存儲空間不足，而其他一些伺服器卻有大量的存儲空間處於閒置狀態卻無法利用。如果存儲不能共享，也就談不上容量分配與使用需求之間的平衡。

DAS結構下的數據保護流程相對複雜，如果做網路備份，那么每台伺服器都必須單獨進行備份，而且所有的數據流都要通過網路傳輸。如果不做網路備份，那么就要為每台伺服器都配一套備份軟體和磁帶設備，所以說備份流程的複雜度會大大增加。想要擁有高可用性的DAS存儲，就要首先能夠降低解決方案的成本，例如：LSI的12Gb/s SAS，在它有DAS直聯存儲，通過DAS能夠很好的為大型數據中心提供支持。對於大型的數據中心、雲計算、存儲和大數據，所有這一切都對DAS存儲性能提出了更高的要求，雲和企業數據中心數據的爆炸性增長也推動了市場對於可支持更高速數據訪問的高性能存儲接口的需求，因而LSI 12Gb/s SAS正好是能夠滿足這種性能增長的要求，它可以提供更高的IOPS和更高的吞吐能力，12Gb/s SAS提高了更高的寫入的性能，並且提高了RAID的整個綜合性能。

與直連存儲架構相比，共享式的存儲架構，比如SAN（storage-area network）或者 NAS（network-attached storage）都可以較好的解決以上問題。於是乎我們看到DAS被淘汰的進程越來越快了。到目前為止，DAS仍然是伺服器與存儲連線的一種常用的模式。事實上，DAS不但沒有被淘汰。

NAS(Network Attached Storage)數據存儲方式

NAS(網路附加存儲)方式則全面改進了以前低效的DAS存儲方式。NAS是通過網線連線的磁碟陣列，具備磁碟陣列的所有主要特徵：高容量、高效能、高可靠。NAS是部件級的存儲方法。NAS將存儲設備通過標準的網路拓撲結構連線到一群計算機上，所以NAS可以無需伺服器直接上網，不依賴通用的作業系統，而是採用一個面向用戶設計的、專門用於數據存儲的簡化作業系統，內置了與網路連線所需的協定，因此使整個系統的管理和設定較為簡單。是真正即插即用的產品，並且物理位置靈活，可放置在工作組內，也可放在其他地點與網路連線。它採用獨立於伺服器，單獨為網路數據存儲而開發的一種檔案伺服器來連線所存儲設備，自形成一個網路。這樣數據存儲就不再是伺服器的附屬，而是作為獨立網路節點而存在於網路之中，可由所有的網路用戶共享。NAS數據存儲方式是基於現有的企業Ethernet而設計的，按照TCP/IP協定進行通信，以檔案的I/O方式進行數據傳輸。NAS的優點：

(1)真正的即插即用。NAS是獨立的存儲節點存在於網路之中，與用戶的作業系統平台無關，真正的即插即用。

(2)存儲部署簡單。NAS不依賴通用的作業系統，而是採用一個面向用戶設計的，專門用於數據存儲的簡化作業系統，內置了與網路連線所需要的協定，因此使整個系統的管理和設定較為簡單。

(3)存儲設備位置非常靈活。

(4)管理容易且成本低。

NAS的缺點：(1)存儲性能較低。(2)可靠度不高。

SAN(Storage Area Network)存儲方式

1991年，IBM公司在S/390伺服器中推出了ESCON(Enterprise System Connection)技術。它是基於光纖介質，最大傳輸速率達17MB/s的伺服器訪問存儲器的一種連線方式。在此基礎上，進一步推出了功能更強的ESCON Director(FC SWitch)，構建了一套最原始的SAN系統。 SAN存儲方式創造了存儲的網路化。存儲網路化順應了計算機伺服器體系結構網路化的趨勢。SAN的支撐技術是光纖通道(FC Fiber Channel)技術。它是ANSI為網路和通道I/O接口建立的一個標準集成。FC技術支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多種高級協定，其最大特性是將網路和設備的通信協定與傳輸物理介質隔離開，這樣多種協定可在同一個物理連線上同時傳送。SAN的硬體基礎設施是光纖通道，用光纖通道構建的SAN由以下三個部分組成：

(1)存儲和備份設備：包括磁帶、磁碟和光碟庫等。

(2)光纖通道網路連線部件：包括主機匯流排適配卡、驅動程式、光纜、集線器、交換機、光纖通道和SCSI間的橋接器

(3)套用和管理軟體：包括備份軟體、存儲資源管理軟體和存儲設備管理軟體。

SAN的優勢：

網路部署容易；

高速存儲性能。因為SAN採用了光纖通道技術，所以它具有更高的存儲頻寬，存儲性能明顯提高。SAn的光纖通道使用全雙工串列通信原理傳輸數據，傳輸速率高達1062.5Mb/s。

良好的擴展能力。由於SAN採用了網路結構，擴展能力更強。光纖接口提供了10公里的連線距離，這使得實現物理上分離，不在本地機房的存儲變得非常容易。