一、HCIA存储技术趋势与智能存储组件
1、存储技术趋势
1.1 数据与信息
什么是数据？
数据是对所有事物的数字表示。
数据的种类
①结构化数据
②半结构化数据
③非结构化数据
数据的处理周期
数据处理是人或机器对数据进行的重组或重新排序，以增加其特定的价值。数据处理包括以下基本步骤：
什么是信息？
信息是已经被处理、具有逻辑关系的数据，是对数据的解释。
信息是经过处理的数据，其中包括具有上下文，相关性和目的的数据。
数据与信息的关系
数据经过加工处理之后，能够成为信息；而信息需要经过数字化转变成数据才能存储和传输。
信息生命周期管理
ILM(Information life cycle managment，信息生命周期管理)是指从信息产生和初始储存阶段到最后过时被删除时的一套综合管理方法。
1.2 数据存储
什么是数据存储？
数据存储系统
存储的物理结构
数据存储分类
数据管理技术的演变
数据存储的应用
1.3 存储技术的发展
1.3.1 存储架构的发展
存储架构历程
从硬盘到磁盘阵列
从分离到融合
分布式存储
通过软件将物理资源组织起来构成高性能逻辑存储池，在保证可靠性的同时提供多种存储服务。
一般而言，分布式存储是将数据分散存储在多台独立的设备上，采用可扩展的系统结构、利用多台存储服务器分担存储负荷、利用位置服务器定位存储信息。
存储虚拟化
存储虚拟化可以将存储设备进行抽象，以逻辑资源的方式呈现，统一提供全面的存储服务。
可以在不同的存储形态或设备类型之间提供统一的功能。
云存储
云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协同工作的集合体，它使用高度虚拟化的多租户基础设施为企业提供可扩展的存储资源，可以根据组织的要求动态配置。
1.3.2 存储介质的发展
机械硬盘发展简史
容量越来越大，体积越开越小
固态硬盘发展简史
闪存介质发展
1.3.3 接口协议的发展
接口协议
接口协议指的是需要进行信息交换的接口间需要遵从的通信方式和要求。
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件。
接口协议发展简史
NVMe与NVMe-oF
NVMe,Non-Volatile Memory Express
提升性能
降低时延
NVMe-oF,NVMe over Fabrics
潜力：低延迟，高带宽
目的：加速服务器主机和目标存储设备之间的数据传输
1.4 存储产品的发展趋势
存储产品发展历程
智能时代来临
蒸汽时代——>电气时代——>信息时代——>智能时代
智能时代对数据存储的新要求
智能时代数据存储的特征
数据存储发展趋势
存储介质发展趋势
DNA存储
DNA作为存储介质的优势：
体积小；
密度大；
稳定性强。
现阶段的瓶颈与局限：
DNA分子合成成本高；
读取和搜索数据的效率不高。
原子存储
因原子足够小，原子存储器的单位体积容量也会比现有介质更大。
随着科技的发展，有序排列原子成为了现实。
现阶段的瓶颈与局限：
原子存储器对运行环境要求严苛
量子存储
量子存储器难以同时满足的条件：
高存储效率；
低噪音；
长寿命；
室温下使用。
存储网络发展趋势
华为存储产品发展历程
智能数据存储架构
二、智能存储组件
智能存储组件分为控制框、硬盘框、级联模块、硬盘、接口模块等五个组件。
1、控制框
控制框采用部件模块化设计，主要由系统插框、控制器（内含风扇模块）、BBU模块、电源模块、管理模块和接口模块等组成。
控制框正视图详解
是全新一代中端混合闪存存储系统，为企业提供稳定可靠，融合高效的数据服务。
用于连接应用服务器的前端端口接口模块，根据每个接口模块能够访问的控制器的数目的不同，分为共享接口模块与非共享接口模块。
控制器，Ctrl ：存储系统中承载业务处理的核心模块
BBU模块，能够在系统外部供电失效的情况下，提供后备电源支持，以保证存储阵列中业务数据的安全性
电源模块，PSU(Power supply Unit)电源模块为交流电源模块，支持控制框在最大功耗模式下正常运行
笔记本电源模式 接入电源后 最大功率模式
管理模块：主要提供管理接口，包括管理网口、串口、维护网口
接口模块：IM ，承载业务或管理接口的现场科更换模块
2、控制器
控制器是设备中的核心部件，主要负责处理存储业务、接收用户的配置管理命令、_保存配置信息、接入硬盘和保存关键信息到保险箱硬盘。
BBU模块和风扇模块
3、硬盘框
硬盘框采用部件模块化设计，主要由系统插框、级联模块、电源模块和硬盘模块等组成。
系统插框：通过背板为各种接口模块提供可靠的连接，实现各个模块之间的信号互连与电源互连。
级联模块：通过级联端口来级联控制框和其他硬盘框，实现与控制框和其他硬盘框的通信，是控制框与硬盘框之间、硬盘框与硬盘框之间进行数据传输的连接点。
电源模块：可以支持硬盘框在最大功耗模式下正常运行。
硬盘模块：为存储系统提供存储容量，可作为系统保险箱，并且可以实现业务数据、系统数据和缓存数据的存储作用。
硬盘框正视图
4、级联模块
4.1 级联模块
每个级联模块提供1个级联端口“P0”和1个级联端口“P1”。级联模块通过级联端口来级联控制框或硬盘框，实现与控制框或硬盘框的通信，是控制框与硬盘框之间进行数据传输的连接点。
4.2 CE交换机
华为CloudEngine 系列盒式交换机是面向数据中心推出的新一代高性能、高密度、低时延以太网交换机，采用灵活的前后/后前风道设计，可以应用于IP SAN组网，分布式存储组网场景。
4.3 FC交换机
光纤交换机是一种高速的网络传输中继设备，它较普通交换机而言采用了光纤电缆作为传输介质。光纤传输的优点是速度快、抗干扰能力强，可应用于FC SAN组网场景。
4.4 设备线缆
串口线缆用来连接设备的系统串口到维护终端。
5、硬盘
硬盘分为机械硬盘和固态硬盘。
5.1 机械硬盘
机械硬盘的结构大致包括：盘片、磁头臂、读/写磁头、主轴、硬盘接口和控制电路等。
工作原理
硬盘容量和缓存
硬盘容量
硬盘容量=柱面数磁头数扇区数*扇区大小，单位为MB或GB，影响硬盘容量的因素有单
碟容量和碟片数量。 缓存（Cache） 由于CPU和硬盘之间存在巨大的速度差异，为解决硬盘在读写数据时CPU的等待问题，在硬盘上设置适当的高速缓存，以解决二者之间速度不匹配的问题，硬盘缓存与CPU上的高速缓存作用一样，是为了提高硬盘的读写速度。
影响硬盘性能的因素
单碟容量是影响硬盘连续IO时吞吐量性能的首要因素。
转速是影响硬盘随机IO性能的首要因素。
寻道速度是影响硬盘性能的一个间接因素。
接口速度是影响硬盘性能的一个最不重要的因素。
5.2 固态硬盘
固态硬盘概述
相对于HDD而言，固态硬盘SSD在性能、可靠性、能耗、轻便性方面有着绝对的优势，目前已经在各领域得到广泛应用。
SSD特点：
使用flash技术存储信息，数据传输速度比HDD快
内部没有机械结构因此耗电量更小、散热小、噪音小
SSD盘使用寿命受擦写次数影响
