■存储基础

▲存储系统层次结构

▲存储介质选择

▲硬盘接口

■传统RAID技术

▲RAID数据组织及存取方式

▲RAID热备与重构

▲常用RAID技术

■RAID2.0技术

▲RAID2.0技术优势

■网络存储体系DAS/NAS/SAN

▲DAS (Direct Attached Storage)

▲FC SAN (Fiber Channel Storage Area Network)

▲IP SAN (IP Storage Area Network)

▲NAS(Network Attached Storage)

■存储基础

▲存储系统层次结构

存储体系结构如下图，分为寄存器、高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。

▲存储介质选择

机械硬盘的连续读写性很好，但随机读写性能很差。因为磁头移动至正确的磁道上需要时间，随机读写时，磁头不停的移动，时间都花在了磁头寻道上，所以性能不高。

随机读写频繁的应用：小文件存储（图片）、数据库、邮件服务器（关注IOPS）顺序读写频繁的应用：视频监控、视频编辑（关注吞吐量）

▲硬盘接口

串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)是一种同步外设接口，它可以使单片机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

机械硬盘接口：IDE、SATA、SAS、SCSI、FC,其中SATA和SAS目前应用最广。

固态硬盘接口：M.2、U.2、SATA、mSATA、SAS、PCIE，其中家用级M.2接口应用很广，企业级固态一般采用U.2、SAS和PCIE接口。

■传统RAID技术

RAID(Redundant Array of Independent Disks)即独立磁盘冗余阵列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘，从而提高了硬盘的读写性能和数据安全性。

▲RAID数据组织及存取方式

分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分块，它是组成条带的元素。

条带深度：由一个或者多个分块构成。

条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是相同编号）的分块。

▲RAID热备与重构

热备（HotSpare）：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不影响当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性。

热备一般分为两种：

全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享

专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用

▲常用RAID技术

在RAID基础上可以按照不同容量创建逻辑卷，通过LUN（Logic Unit Number）来标识。

RAID 0

没有容错设计的条带硬盘阵列，以条带形式将RAID组的数据均匀分布在各个硬盘中。

裸容量：12块*2T=24T

有效容量：RAID0(12块*2T)=24T

最少2块，不允许坏硬盘。

RAID 1 又称镜像（Mirror）

数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘。

裸容量：12块*2T=24T

有效容量：RAID1(12块*2T)=12T

最少2块，最多允许坏一半硬盘。

RAID 3

带有校验的并行数据传输阵列，数据条带化分布在数据盘中，同时使用专用校验硬盘存放校验数据。

裸容量：12块*2T=24T.

有效容量：RAID5(N-1)=22T

最少3块，允许坏1块硬盘。

RAID 5

与RAID3机制类似，但校验数据均匀分布在各数据硬盘上，RAID成员硬盘上同时保存数据和校验信息，数据块和对应的校验信息保存在不同硬盘上。RAID5是最常用的RAID方式之一。

RAID3和RAID5均采用奇偶校验。

RAID6

RAID 10

将镜像和条带进行两级组合的RAID级别，第一级是RAID1镜像对，第二级为RAID0。RAID 10也是一种应用比较广泛的RAID级别。

RAID 50

将RAID5和RAID0进行两级组合的RAID级别，最低一级是RAID5，第二级为RAID0。

RAID级别	RAID 0	RAID1	RAID5	RAID6	RAID10
可靠性	最低	高	较高	高	高
冗余类型	无	镜像冗余	校验冗余	校验冗余	镜像冗余
空间利用率	100%	50%	(N-1)/N	(N-2)/N	50%
性能	最高	最低	较高	较高	高
允许坏盘数量	0	N/2	1	2	N/2

有几块校验盘，就最多允许坏几块盘。

■RAID2.0技术

▲RAID2.0技术优势

快速重构：在传统RAID的重构中，故障盘的数据只能向一个热备盘上重构写。在RAID2.0的重构中，由于热备空间是分散在多个盘上的，避免了对单热备盘的写瓶颈，因此重构速度很快。

硬盘负载均衡：LUN的数据被均匀分散到阵列内所有的硬盘上，可以防止局部硬盘过热，提升可靠性。

最大化盘资源利用率

性能上：LUN基于资源池创建，多盘读写，LUN的读写性能大大提升。
容量上：资源池中的硬盘数量不受限于RAID级别，免除传统RAID环境下有些RAID组空间利用率高而有些RAID组空间利用率低的状况，并借助智能精简配置，提升硬盘的容量利用率。

提升存储管理效率：基于RAID2.0技术，无需花费过多的时间做存储预规划，只需简单地将多个硬盘组合成存储池，设置存储池的分层策略，从存储池划分LUN即可；当需要扩容存储池，只需插入新的硬盘，系统会自动的调整数据分布，让数据均衡的分布到各个硬盘上；当需要扩容LUN时只需输入想要扩容的LUN大小，系统会自动从存储池中划分所需的空间，并自动调整LUN的数据分布，使得LUN数据更加均衡的分布到所有的硬盘。