4. 云计算中的存储基础知识

news2025/7/12 13:26:02

4.1 物理磁盘类型和存储设备类型

虚拟化中的存储架构

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物理磁盘类型 - SATA盘

SATA的全称Serial Advanced Technology Attachment，SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘。SATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比最大的区别在于能对传输指令（不仅是数据）进行检查，如果发生错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的特点。

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物理磁盘类型 - SAS盘

SAS（Serial Attach SCSI）即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，与SATA硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。

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物理磁盘类型 - NL-SAS盘

NL-SAS是采用了SAS的磁盘接口和SATA的盘体的综合体。NL-SAS硬盘的转速只有7200转，因此性能比SAS硬盘差。但由于使用了SAS接口，所以在寻址和速度上有了提升。

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物理磁盘类型 - SSD盘

SSD（Solid State Disk），固态硬盘，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。SSD在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。SSD虽然具有传统机械硬盘所不具备的快速读写、质量轻、能耗低以及体积小等特点，但其使用寿命有限且价格较高。

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物理磁盘类型对比

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集中式存储

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RAID技术

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常用RAID类型

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RAID0优点：将多个磁盘合并进行读写，可以提高磁盘的读写速度。

RAID0缺点：一块磁盘上的数据丢了，全部磁盘的数据都会丢失。没解决数据安全的问题。

RAID1优点：将数据复制成两份，同时分别写在两个磁盘中，其中一块磁盘坏了，但是另一个磁盘里的数据还在。可以将坏的磁盘换成新的磁盘，将其做数据同步，我们还是有两份一模一样的数据。它解决了数据安全问题，而且在一定程度上解决了读写的问题。

RAID1缺点：浪费磁盘。

RAID5增加了奇偶检验的技术。原理：写个数据0、数据1、校验值，根据0和1，可以推断出校验值。根据0或1和检验值，可以推断出另外一个数据。

RAID5优点：三块硬盘中坏掉任意一块硬盘，我们可以根据另外两块硬盘的数据，推出坏掉硬盘上的数据。将坏掉硬盘换成新的硬盘，并做数据同步或者重构。它既解决了安全性的问题，也解决了读写的问题。

RAID5缺点：一旦坏掉两块硬盘，数据就无法恢复。

RAID6又增加了一个新的校验值。写个数据0、数据1、校验值1、另外一个校验值。坏掉任意两块盘，就可以根据另外两块盘推出坏的两块盘。

RAID6优点：RAID6比RAID5安全性更高。

RAID6缺点：它比RAID5资源利用率更差。

集中式存储类型

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SAN和NAS的区别之一：SAN存储向上提供的是一个裸设备。在主机侧看来，SUN存储提供的是一个什么都没有的硬盘给我用。NAS存储有文件系统，在主机侧看来，它看到的是一个目录。

分布式存储

将所有的物理磁盘没有集中存放在一个地方，而是分布在不同的各个物理主机上。

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副本机制

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优点：将文件复制成成多份，提高安全性。

缺点：造成资源的浪费。

常见分布式存储产品

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4.2 华为虚拟化解决方案中的存储特性

云计算中虚拟化存储转换路径

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云计算中非虚拟化存储转换路径

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虚拟化存储与非虚拟化存储的区别：虚拟化存储中，计算集群用的全部是有文件系统的东西。而非虚拟化存储中，计算集群用的不是带有文件系统的存储。他的文件系统而是交给上层的操作系统，也就是虚拟机的操作系统，来进行格式化。

RAID与LUN的关系

RAID由几个硬盘组成，从整体上看相当于由多个硬盘组成的一个大的物理卷。
在物理卷的基础上可以按照指定容量创建一个或多个逻辑单元，这些逻辑单元称作LUN（Logical Unit Number），可以作为映射给主机的基本块设备。

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创建LUN的过程

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常见文件系统

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文件映射到磁盘的过程

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虚拟化磁盘

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常见虚拟机磁盘格式

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裸设备映射：把一个LUN直接挂载给一个虚拟机。

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多人共享→共享

节省空间→精简

数据临时保存→独立-非持久

读写速度快→配置模式-普通

类型-普通：磁盘就给我一个虚拟机用。

配置模式-普通：一次性给你划分你需要的云计算空间。

优点：读写速度快。

配置模式-精简：承诺划分多少空间，用户用多少划多少空间。

优点：省空间。

磁盘模式-从属：做快照和恢复快照都会包含这个磁盘。

磁盘模式-独立-持久：打快照以及恢复快照都不会对磁盘产生任何影响。持久模式下数据会刷盘，其会被真正写到硬盘上。虚拟机重启，数据还在。

磁盘模式-独立-非持久：数据并不会刷盘，虚拟机重启，数据不存在了。

思考题

对于档案室等需要长久存储大量数据信息，又不需要经常读取的场景，建议选择如下哪种类型的磁盘？（ C ）

A. SSD盘

B. SAS盘

C. SATA盘

D. NL-SAS盘
SATA盘是使用并行（串行）接口类型的磁盘，SAS盘是使用串行类型的磁盘。

A. TRUE

B. FALSE