"IT有得聊”是机械工业出版社旗下IT专业资讯和服务平台，致力于帮助读者在广义的IT领域里，掌握更专业、更实用的知识与技能，快速提升职场竞争力。 点击蓝色微信名可快速关注我们！
01
存储之痛 STORAGE
存储系统几乎是所有应用系统不可或缺的组成部分，但让运维人员头疼的也正是存储系统。因为相比CPU和内存，存储空间的占用是唯一随着时间的流逝呈线性增长的，所以容易出现存储空间不足的问题。此外，由于数据的重要性，还需要考虑冗余备份和访问控制方面的安全策略。不仅如此，硬件设备从投入的那一刻就开始老化，淘汰老旧设备，引入新的设备，还会涉及数据的迁移和与应用程序的对接，更别提设备的临时罢工了（例如：硬件故障）。
对于上述这些问题，有些是无可奈何，例如：历史原因导致五花八门的存储形态，完全没法整合；有些是望而却步，例如：需要使用专用存储设备和管理软件（例如SAN），投入成本高，中小企业负担不起。如何寻求适合自己的存储系统，是众多企业不得不面对的问题。
用过OSS或S3的读者可能都浮现过这样的念头：能不能在自己的企业内部拥有一套这样的存储系统啊？！扁平化、吞吐快、空间无限、支持并发上传/下载、权限控制……这些商业化的云存储服务在用户的脑海中烙下了难以抹去的印记。
考虑到不同经历的读者对这些商业化云存储的了解程度各有不同，所以不妨不嫌麻烦地回到最早的存储系统，再来一步一步地分析，如此好用的云存储系统是如何演变来的。
02极具年代感的存储系统STORAGE
存储介质的演进极具时代感：机械硬盘（温盘，1973）、磁带（80年代）、软盘（3.5吋，1987）、光盘（CD-ROM，80年代；DVD，90年代）、U盘（2002）、固态硬盘（SSD，2006）……
不仅如此，存储介质所依赖的文件系统也是不断地推陈出新：FAT（1980）、NFS（1985）、EXT（1992）、FAT32（1998）、NTFS（2000）、XFS（2001）、EXT4（2006）、HDFS（2008）……
与此同时，伴随着网络技术（90年代中期）、虚拟化技术（2006）和云技术（2011）的飞速发展，存储的方式也从传统的服务器存储到网络存储（90年代），以及后来的云存储（2010）、对象存储（2013）……
看似默默无闻的存储系统，竟然有着这么多的演变。这一切，都不禁让人好奇，存储系统为什么会变？以后还会怎么变？
03存储系统的演进历程STORAGE
从看得见摸得着的硬盘，到看不见摸不着的各种云存储，在这之间到底发生了什么样的变化？又为什么会有这样演变呢？
节点能力的提升：从磁盘到磁盘阵列
磁盘阵列（RAID）是存储设备在设备层面的提升，其出现主要为了满足数据存储的完整性和扩展性。对于完整性，主要通过冗余校验机制来保证数据的完整性（其代价就是需要牺牲额外的磁盘空间）；而对于扩展性，则完全依赖硬件特性（插槽和热插拔技术）来增加新的存储设备（磁盘）。
单/多磁盘系统到磁盘阵列的演变不是结构上的，而是节点上的。所以，磁盘阵列提高了整个存储系统在节点上的性能。而从系统的层面，还是需要从优化结构着手，构造分布式存储系统。这也是存储系统网络化的推动力。
存储与服务器剥离：存储网络化对于网络存储技术，业内提得较多的有：直连式存储（DAS，Direct-Attached Storage）、网络接入存储（NAS，Network-Attached Storage）和存储区域网络（SAN，Storage Area Network）。
实际上，DAS是依据连接方式划分的，而NAS和SAN是依据网络传输协议来划分的。
DAS的直连是指存储设备（单磁盘或阵列）通过接口（接口的演变顺序：IDE、SATA、SCSI）直接连接到服务器上的接入方式。
NAS和SAN的网络化程度比DAS更明显：NAS是将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到计算机网络中，充当网络上的一个文件系统，如图1所示。
图1 典型的NAS基础结构
而SAN则是将一组存储设备通过专门的网络连接到计算机网络中，充当网络上的一个存储设备，如图2所示。
图2 典型的SAN基础结构
读者只需简单区分这三种存储技术类型的差异即可：DAS和NAS主要用于文件的存储和共享（文件级）；而SAN则主要用于基于块的存取，例如数据库系统。
抽象硬件管理：软件定义存储无论从存储设备本身还是从网络存储技术的发展，我们看到的是更多的、新的网络设备和连接硬件投入其中。虽然成本不断提升，但是否就能满足需求呢？如上所述，SAN支持的是块级的存取，而NAS支持的是文件级存取，这些都是在应用中经常遇到的需求，是否可以同时兼顾这两种需求呢？
历史经验告诉我们：在当硬件遇到瓶颈的时候，一定会用软件的方式来解困。软件定义存储（SDS，Software-defined Storage）是一种存储架构，用于将存储的管理和配置与底层物理硬件剥离，旨在使用动态、敏捷和自动化的解决方案替换静态和低效的硬件方案。
一切皆是对象：对象存储虽然对于软件定义存储的这些“雄心壮志”听起来很完美，但是落地的情况又是如何呢？在很长一段时间里，软件定义存储只是属于供应商操控的术语之一，其真正的突破却是从对象存储开始的。当前，对象存储服务几乎成了软件定义存储的代名词，虽然两者不是同一个层级的概念（软件定义存储是规范，而对象存储服务却是实现）。
对象存储（Object-based Storage），是一种新型的存储类型，综合了文件存储（NAS）和块存储（SAN）的优点，同时具有NAS的分布式数据共享和SAN的高速访问的优势。其中的对象由数据和元数据（Metadata）组成，可以抽象成任何内容，包括文件、信息块等。
04永无止境的存储系统STORAGE存储系统作为应用系统的重要资源之一，经历了从单机存储到阵列、网络化、软件定义存储、云存储、对象存储等演变过程，其历程从侧面反应了应用系统的不断演变。
存储系统演变的目的还是为了满足应用系统的需要。换而言之，在应用系统不断演变的同时，也需要将诸如存储系统等基础设施纳入规划，让它们与业务系统一样保持先进。
免费直播课程
1月13日（周四）
从事IT研发和项目管理工作的
汪永松 老师为您带来免费直播课：
私有云存储系统搭建与应用
开放时间：2022年1月13日（周四）20:00主讲老师：汪永松课程类型：视频直播观看平台： 九州云播平台 当当直播平台 京东直播平台 机械工业出版社“IT有得聊”视频号
讲师介绍
汪永松
硕士
从事IT研发和项目管理工作
对Java技术和企业级框架有一定的研究。当前任职于安翰科技（武汉）股份有限公司，负责公司架构设计及项目开发。
分享内容
私有云存储系统搭建与应用
