‘壹’ 数据存储形式有哪几种
【块存储】
典型设备:磁盘阵列,硬盘
块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的,就是说例如磁盘阵列里面有5块硬盘(为方便说明,假设每个硬盘1G),然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM(逻辑卷)等种种方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。(假设划分完的逻辑盘也是5个,每个也是1G,但是这5个1G的逻辑盘已经于原来的5个物理硬盘意义完全不同了。例如第一个逻辑硬盘A里面,可能第一个200M是来自物理硬盘1,第二个200M是来自物理硬盘2,所以逻辑硬盘A是由多个物理硬盘逻辑虚构出来的硬盘。)
接着块存储会采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机,主机上面的操作系统会识别到有5块硬盘,但是操作系统是区分不出到底是逻辑还是物理的,它一概就认为只是5块裸的物理硬盘而已,跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没有区别的,至少操作系统感知上没有区别。
此种方式下,操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后,才能使用,与平常主机内置硬盘的方式完全无异。
优点:
1、 这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段,对数据提供了保护。
2、 另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来,成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务,提高了容量。
3、 写入数据的时候,由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘,所以几块磁盘可以并行写入的,提升了读写效率。
4、 很多时候块存储采用SAN架构组网,传输速率以及封装协议的原因,使得传输速度与读写速率得到提升。
缺点:
1、采用SAN架构组网时,需要额外为主机购买光纤通道卡,还要买光纤交换机,造价成本高。
2、主机之间的数据无法共享,在服务器不做集群的情况下,块存储裸盘映射给主机,再格式化使用后,对于主机来说相当于本地盘,那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用,无法共享数据。
3、不利于不同操作系统主机间的数据共享:另外一个原因是因为操作系统使用不同的文件系统,格式化完之后,不同文件系统间的数据是共享不了的。例如一台装了WIN7/XP,文件系统是FAT32/NTFS,而Linux是EXT4,EXT4是无法识别NTFS的文件系统的。就像一只NTFS格式的U盘,插进Linux的笔记本,根本无法识别出来。所以不利于文件共享。
【文件存储】
典型设备:FTP、NFS服务器
为了克服上述文件无法共享的问题,所以有了文件存储。
文件存储也有软硬一体化的设备,但是其实普通拿一台服务器/笔记本,只要装上合适的操作系统与软件,就可以架设FTP与NFS服务了,架上该类服务之后的服务器,就是文件存储的一种了。
主机A可以直接对文件存储进行文件的上传下载,与块存储不同,主机A是不需要再对文件存储进行格式化的,因为文件管理功能已经由文件存储自己搞定了。
优点:
1、造价交低:随便一台机器就可以了,另外普通以太网就可以,根本不需要专用的SAN网络,所以造价低。
2、方便文件共享:例如主机A(WIN7,NTFS文件系统),主机B(Linux,EXT4文件系统),想互拷一部电影,本来不行。加了个主机C(NFS服务器),然后可以先A拷到C,再C拷到B就OK了。(例子比较肤浅,请见谅……)
缺点:
读写速率低,传输速率慢:以太网,上传下载速度较慢,另外所有读写都要1台服务器里面的硬盘来承担,相比起磁盘阵列动不动就几十上百块硬盘同时读写,速率慢了许多。
【对象存储】
典型设备:内置大容量硬盘的分布式服务器
对象存储最常用的方案,就是多台服务器内置大容量硬盘,再装上对象存储软件,然后再额外搞几台服务作为管理节点,安装上对象存储管理软件。管理节点可以管理其他服务器对外提供读写访问功能。
之所以出现了对象存储这种东西,是为了克服块存储与文件存储各自的缺点,发扬它俩各自的优点。简单来说块存储读写快,不利于共享,文件存储读写慢,利于共享。能否弄一个读写快,利 于共享的出来呢。于是就有了对象存储。
首先,一个文件包含了了属性(术语叫metadata,元数据,例如该文件的大小、修改时间、存储路径等)以及内容(以下简称数据)。
以往像FAT32这种文件系统,是直接将一份文件的数据与metadata一起存储的,存储过程先将文件按照文件系统的最小块大小来打散(如4M的文件,假设文件系统要求一个块4K,那么就将文件打散成为1000个小块),再写进硬盘里面,过程中没有区分数据/metadata的。而每个块最后会告知你下一个要读取的块的地址,然后一直这样顺序地按图索骥,最后完成整份文件的所有块的读取。
这种情况下读写速率很慢,因为就算你有100个机械手臂在读写,但是由于你只有读取到第一个块,才能知道下一个块在哪里,其实相当于只能有1个机械手臂在实际工作。
而对象存储则将元数据独立了出来,控制节点叫元数据服务器(服务器+对象存储管理软件),里面主要负责存储对象的属性(主要是对象的数据被打散存放到了那几台分布式服务器中的信息),而其他负责存储数据的分布式服务器叫做OSD,主要负责存储文件的数据部分。当用户访问对象,会先访问元数据服务器,元数据服务器只负责反馈对象存储在哪些OSD,假设反馈文件A存储在B、C、D三台OSD,那么用户就会再次直接访问3台OSD服务器去读取数据。
这时候由于是3台OSD同时对外传输数据,所以传输的速度就加快了。当OSD服务器数量越多,这种读写速度的提升就越大,通过此种方式,实现了读写快的目的。
另一方面,对象存储软件是有专门的文件系统的,所以OSD对外又相当于文件服务器,那么就不存在文件共享方面的困难了,也解决了文件共享方面的问题。
所以对象存储的出现,很好地结合了块存储与文件存储的优点。
最后为什么对象存储兼具块存储与文件存储的好处,还要使用块存储或文件存储呢?
1、有一类应用是需要存储直接裸盘映射的,例如数据库。因为数据库需要存储裸盘映射给自己后,再根据自己的数据库文件系统来对裸盘进行格式化的,所以是不能够采用其他已经被格式化为某种文件系统的存储的。此类应用更适合使用块存储。
2、对象存储的成本比起普通的文件存储还是较高,需要购买专门的对象存储软件以及大容量硬盘。如果对数据量要求不是海量,只是为了做文件共享的时候,直接用文件存储的形式好了,性价比高。
‘贰’ 数据存储方式有哪些
在线存储 (Online storage):有时也称为二级存储。这种存储方式提供最好的数据获取便利性,大磁盘阵列是其中最典型的代表之一。这种存储方式的好处是读写非常方便迅捷,缺点是相对较贵并且容易因为误操作或者防病毒软件的误删除而使数据受到损害。
近线存储 (Near-line storage):有时也称为三级存储。比起在线存储,近线存储提供的数据获取便利性相对差一些,但是价格要便宜些。自动磁带库是其中的一个典型代表。近线存储由于相对读取速度相对较慢,主要用于归档较不常用的数据。
脱机存储 (Offline storage):这种存储方式指的是每次在读写数据时,必须人为的将存储介质放入存储系统。脱机存储用于永久或长期保存数据,而又不需要介质当前在线或连接到存储系统上。脱机存储的介质通常可以方便携带或转运,如磁带和移动硬盘。
异站保护
(Off-site
vault):为了防止灾难或其他可能影响到整个站点的问题,许多人选择将重要的数据发送到其他站点来作为灾难恢复计划的一部分。这种存储方式保证即使站内数据丢失,其他站点仍有数据副本。异站保护可防止由自然灾害、人为错误或系统崩溃造成的数据丢失。
‘叁’ 目前主要三种数据存储方式
三种存储方式:DAS、SAN、NAS
三种存储类型:块存储、文件存储、对象存储
块存储和文件存储是我们比较熟悉的两种主流的存储类型,而对象存储(Object-based Storage)是一种新的网络存储架构,基于对象存储技术的设备就是对象存储设备(Object-based Storage Device)简称OSD。
本质是一样的,底层都是块存储,只是在对外接口上表现不一致,分别应用于不同的业务场景。
分布式存储的应用场景相对于其存储接口,现在流行分为三种:
对象存储: 也就是通常意义的键值存储,其接口就是简单的GET、PUT、DEL和其他扩展,如七牛、又拍、Swift、S3
块存储: 这种接口通常以QEMU Driver或者Kernel Mole的方式存在,这种接口需要实现Linux的Block Device的接口或者QEMU提供的Block Driver接口,如Sheepdog,AWS的EBS,青云的云硬盘和阿里云的盘古系统,还有Ceph的RBD(RBD是Ceph面向块存储的接口)
文件存储: 通常意义是支持POSIX接口,它跟传统的文件系统如Ext4是一个类型的,但区别在于分布式存储提供了并行化的能力,如Ceph的CephFS(CephFS是Ceph面向文件存储的接口),但是有时候又会把GFS,HDFS这种非POSIX接口的类文件存储接口归入此类。
‘肆’ 数据存储的三种方式
数据存储的三种方式包括内存存储器、外存储器和高速缓存存储器。
双字宽存储器是指存储闹亩器的数据线宽携和度为两个字(word)宽度,即可以同时传输两个字辩弯盯节的数据。这种存储器通常用于需要高速访问和传输大量数据的应用中,比如视频和图像处理等领域。
‘伍’ 大数据存储的三种方式
大数据存储的三种方式有:
1、不断加密:任何类型的数据对于任何一个企业来说都是至关重要的,而且通常被认为是私有的,并且在他们自己掌控的范围内是安全的。
然而,黑客攻击经常被覆盖在业务故障中,最新的网络攻击活动在新闻报道不断充斥。因此,许多公司感到很难感到安全,尤其是当一些行业巨头经常成为攻击目标时。随着企业为保护资产全面开展工作,加密技术成为打击网络威胁的可行途径。
2、仓库存储:大数据似乎难以管理,就像一个永无休止统计数据的复杂的漩涡。因此,将信息精简到单一的公司位置似乎是明智的,这是一个仓库,其中所有的数据和服务器都可以被充分地规划指定。然而,有些报告指出了反对这种方法的论据,指出即使是最大的存储中心,大数据的指数增长也不再能维持。
3、备份服务云端:大数据管理和存储正在迅速脱离物理机器的范畴,并迅速进入数字领域。除了所有技术的发展,大数据增长得更快,以这样的速度,世界上所有的机器和仓库都无法完全容纳它。
由于云存储服务推动了数字化转型,云计算的应用越来越繁荣。数据在一个位置不再受到风险控制,并随时随地可以访问,大型云计算公司将会更多地访问基本统计信息。数据可以在这些服务上进行备份,这意味着一次网络攻击不会消除多年的业务增长和发展。
‘陆’ 数据结构的几种存储方式
数据的存储结构是数据结构的一个重要内容。在计算机中,数据的存储结构可以采取如下四中方法来表现。
1) 顺序存储方式
简单的说,顺序存储方式就是在一块连续的存储区域
一个接着一个的存放数据。顺序存储方式把逻辑上相连的结点存储在物理位置上相邻的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接挂安息来体现。顺序存储方式也称为顺序存储结构( sequential
storage structure ),一般采用数组或者结构数组来描述。
线性存储方式主要用于线性逻辑结构的数据存放,而对于图和树等非线性逻辑结构则不适用。
2) 链接存储方式
链接存储方式比较灵活,其不要求逻辑上相邻的结点
在物理位置上相邻,结点间的逻辑关系由附加的引用字段表示。一个结点的引用字段往往指导下一个结点的存放位置。
链接存储方式也称为链接式存储结构( Linked
Storage Structure ),一般在原数据项中增加应用类型来表示结点之间的位置关系。
3) 索引存储方式
索引存储方式是采用附加索引表的方式来存储结点信
息的一种存储方式。索引表由若干个索引项组成。索引存储方式中索引项的一般形式为:(关键字、地址)。其中,关键字是能够唯一标识一个结点的数据项。
索引存储方式还可以细分为如下两类:
* 稠密索引( Dense Index ) : 这种方式中每个结点在索引表中都有一个索引项。其中,索引项的地址指示结点所在的的存储位置;
* 稀疏索引( Spare Index ):这种方式中一组结点在索引表中只对应一个索引项。其中,索引项的地址指示一组结点的起始存储位置。
4) 散列存储方式
散列存储方式是根据结点的关键字直接计算出该结点
的存储地址的一种存储的方式。
在实际应用中,往往需要根据具体数据结构来决定采用哪一种存储方式。同一逻辑结构采用不同额存储方法,可以得到不同的存储结构。而且这四种节本存储方法,既可以单独使用,也可以组合起来对数据结构进行存储描述。
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‘柒’ 数据信息的存储方式可以分为几类
(1)结构化数据,简单来说就是数据库。结合到典型场景中更容易理解,比如企业ERP、财务系统;医疗HIS数据库;政府行政审批;其他核心数据库等。这些应用需要哪些存储方案呢?基本包括高速存储应用需求、数据备份需求、数据共享需求以及数据容灾需求。
(2)非结构化数据库是指其字段长度可变,并且每个字段的记录又可以由可重复或不可重复的子字段构成的数据库,用它不仅可以处理结构化数据(如数字、符号等信息)而且更适合处理非结构化数据(全文文本、图像、声音、影视、超媒体等信息)。
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‘捌’ 数据存储的模式是什么
数据存储的模式有不断加密、仓库存储、备份服务-云端等方式。