关于存储技术的入门科普
说到 “存储”，朋友们会想到甚么？
是这个？
或是这个？
又大概是这个？
哈哈，没错，咱们当今处于消息时代，每天都在和计算机、手机打交道。咱们的工作和生活，曾经彻底离不开视频、音乐、图片、文本、表格如许的数据文件。
而全部这些数据文件，都需要经历电子装备进行留存，这即是数据存储，简称存储。
▉存储的根基载体——硬盘
对于一般用户来说，非常多见的存储装备，即是硬盘。
咱们晓得，计较机的三大焦点硬件，划分是 CPU（中间处理器）、内存（Memory）和硬盘（Hard Disk）。CPU 负责运算，硬盘负责存储。而内存，是 CPU 和硬盘之间的桥梁。用于暂时寄放 CPU 中的运算数据。
CPU、内存、硬盘
绝大片面的台式机、服务器、手机，都是内置存储体系。也即是说，它们的硬盘安置在装备内部。
以一般台式机为例，硬盘经历专用接口和数据线，连接在主板上，实现和 CPU、内存的数据连接。
台式机上安置好的硬盘
常用的硬盘专用接口以下：
手机等数码装备的 “硬盘”，则是做成了很小的存储芯片，干脆焊在主板上。
多见的手机存储芯片：eMMC、UFS（更快）
咱们再来简单看看硬盘的内部布局。
当前合流的硬盘范例有两种，划分是传统机器硬盘和 SSD 固态硬盘。小枣君以朋友们相对谙习的机器硬盘为例进行说明。
左边是机器硬盘，右侧是 SSD 固态硬盘
硬盘之因此叫硬盘，是由于它的焦点片面是一块或多块由坚挺金属质料制成的盘片。盘片上头涂抹了磁性介质，两面都能够记录消息。在盘面上读 / 写数据的，是磁头。
硬盘，也叫磁盘（有点像唱片机）
下图表现的是一个盘面：
盘面中一圈圈灰色齐心圆为一条条磁道。从圆心向外画直线，能够将磁道划分为几何个弧段，每个弧段被称之为一个扇区（Sector，图中绿色片面）。
扇区是磁盘的非常小组成单位。朋友们应该看出来了，越靠圆心，扇区越短。辣么，是不是越往外，扇区越长，存储的数据越多呢？
不一定。
旧式的硬盘，无论靠内或是靠外，每个扇区的大小是同样的，都是 512 字节。这种硬盘用柱面 - 磁头 - 扇区号（CHS，Cylinder-Head-Sector）组成的编号进行寻址。
而当今合流的硬盘，扇区密度是一致的，也即是说，越靠外侧，扇区数越多。每个扇区的大小是 4K 字节，用一个逻辑块编号寻址（LBA，Logical Block Addressing）。
以扇区为基础，一个或多个陆续的扇区组成一个块，叫做物理块。因此，硬盘往往又叫块装备（Block Device）。
▉ 甚么是逻辑卷？甚么是文件体系？
为了利便经管，咱们能够将硬盘如许的物理块装备，盘据成多个逻辑块装备。大概，咱们也能够将多个物理块装备，组合成一个容量更大的逻辑块装备。
底层的关联技术和对象，包含 RAID（朋友们大概相对谙习）、JBOD、卷经管体系（Volume Manager）。
Windows 的卷经管体系，即是它自带的磁盘经管对象。而 Linux 的，是大名鼎鼎的 LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷经管）。
咱们先说说 Windows 的。
在 Windows 中，磁盘分为根基磁盘和动静磁盘。默认情况下，用户用的都是根基磁盘。
一个根基磁盘能够划分为多个分区，分区种别包含主分区、扩大分区和逻辑分区。
硬盘分区
主分区是硬盘的启动分区，咱们常说的 “C 盘”即是硬盘上的主分区。MBR 分区表能够划分出 4 个主分区。若使用 GPT 分区，能够经管 128 个主分区。
除去主分区之外，硬盘剩下的容量就被认定为扩大分区。扩大分区不能够干脆使用。扩大分区能够分红一个或几何个逻辑分区，也即是咱们的 “D 盘”、“E 盘”等。
动静磁盘是根基磁盘的晋级模式。在动静磁盘中，分区叫做卷。卷的发现，即是为了便于对多硬盘进行经管。
简单来说，动静磁盘能够将不同硬盘分到一个卷。假设你手中有 160G 和 250G 硬盘各一块，若想划分 90G 和 320G 的分区，就能够借助动静磁盘来实现。
动静磁盘内部的卷，又分为简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷、RAID-5 卷。限于篇幅，就不做详细说明了。根基磁盘里的分区，当今也被微软改叫为卷。
再来看看 Linux 的 LVM 对象。
实在 LVM 和动静磁盘的思绪差未几的，也是把物理空间造成逻辑空间。
首先，物理存储介质进行初始化，造成物理卷（PV，physical volume）。
然后，一个或多个物理卷组成一个卷组（VG，Volume Group）。
建立卷组以后，再建立逻辑卷（LV，logical volume）。
全部历程，以下图所示：
LVM 要紧元素的组成
好了，不论 Windows 或是 Linux，逻辑卷都有了，是不是能够干脆使用它们啦？
不行，还差一步。那即是文件体系（File System）。
文件体系就像堆栈经管员。作为用户，你不需要晓得堆栈内部毕竟甚么样子，只需要把货品交给他，他会以一个树形布局目次，挂号这些货品。你来取的时分，只需要报告他途径，他就会把货品交给你。
文件夹布局
文件体系有许多品种型，多见的有 Windows 的 FAT/FAT32/NTFS（朋友们应该很谙习），另有即是 Linux 的 EXT2/EXT3/EXT4/XFS/BtrFS 等。
Windows 体系下，经历对分区（卷）进行文件体系花样化，再分派一个盘符，咱们就能够在 “我的计算机”里看到可用的磁盘。Linux 体系下，咱们需要对逻辑卷进行文件体系花样化，然后实行挂载操纵，也就能对存储空间进行使用了。
▉ 甚么是 DAS/NAS/SAN
除了内置存储之外，跟着存储容量需要的接续增加，加上保护便当性的需要，计较机体系首先引入了外挂存储。也即是说，硬盘从计较机的内部，跑到了计较机的外部。
外挂存储分为两种，一种是直连式存储（DAS，Direct Attached Storage），另有一种是网络存储（FAS，Fabric Attached Storage）。
DAS 直连式存储，大凡使用专用线缆（比方 SCSI），与存储装备（比方磁盘阵列）进行直连。
固然数据存储装备看似在外部，但干脆挂接在服务器内部总线上，是全部服务器布局的一片面。
DAS 的坏处是存储装备只能连接到一台主机使用，无法互鉴，老本较高，且平安性靠得住性较低。
FAS 网络存储，是一种多点连接式的存储。它又分为 NAS（Network-attached Storage，网络接入存储）和 SAN（Storage Area Network，存储区域网络）。
这些观点的名字很像，朋友们万万别晕。画个图看得清楚少许：
NAS 与 DAS 相比，非常大的特色短长直连。它能够经历 IP 网络，实现多台主机与存储装备之间的连接。
NAS 大大进步了存储的平安性、互鉴性和老本。但是 I/O（输入输出）逐渐成为性能瓶颈。跟着使用服务器的接续增加，网络体系服从会急剧下降。为打听决这个疑问，发现了 SAN 存储方案。
SAN 是在 NAS 基础上做的演进。它经历专用光纤通道互换机走访数据，接纳 ISCSI、FC 和谈。
SAN 和 NAS 的环节差别，就在于文件体系的位置。画个图就清楚了：
能够看出，若说 SAN 是一块网络硬盘的话，NAS 根基上曾经像一台自力的服务器了。NAS 领有文件体系，用户能够经历 TCP/IP 和谈干脆走访上头的数据。
当今许多家庭都首先使用小型 NAS 装备，相配于一个小型服务器。
在 NAS 的模式下，不同的客户端能够使用网络文件体系（Network File System）走访 NAS 上的文件。多见的网络文件体系有 Windows 网络的 CIFS（也叫 SMB）、类 Unix 体系网络的 NFS 等。
FTP、HTTP 实在也算是文件存储的某种分外实现，它们经历某个 URL 地点来走访一个文件。
▉未完待续……
跟着互联网的连接开展，网络上的数据量在接续激增，这给存储体系带来了庞大的压力和搦战。
云计较的鼓起，会给咱们斩新的办理方案吗？
