計算機硬件儲存設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)儲存的發(fā)展

1、計算機硬件儲存設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)儲存的發(fā)展 計算機硬件儲存設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)儲存的發(fā)展本文關(guān)鍵詞：儲存，計算機硬件，設(shè)備，發(fā)展，網(wǎng)絡(luò) 計算機硬件儲存設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)儲存的發(fā)展本文簡介：伴隨著計算機硬件技術(shù)的不斷更新，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的背景之下，計算機功能更加多樣化，滿意人們在生活、工作等方面的需求，特殊是在資料儲存方面，人們提出了較高的要求，硬件儲存器和網(wǎng)絡(luò)儲存這兩個途徑在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮著積極的作用。筆者主要從計算機硬件儲存和網(wǎng)絡(luò)儲存的角度動身，分析存儲的發(fā)展過程， 計算機硬件儲存設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)儲存的發(fā)展本文內(nèi)容： 隨著計算機的出現(xiàn)，人們的生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了極大變化，特殊是在計算機硬件技術(shù)不斷升級和發(fā)展的背景

2、之下，計算機的儲存也獲得了更加清楚的發(fā)展方向，有著更加牢靠的發(fā)展途徑。伴隨著時代的不斷進步，許多技術(shù)都獲得了發(fā)展，計算機儲存技術(shù)就是其中的一項。人們所使用的儲存技術(shù)是在不斷發(fā)展的背景下出現(xiàn)的，并且能夠結(jié)合不同時代的發(fā)展需求，融入不同的內(nèi)容，為了更好滿意人們對資料存儲的需求，本文將介紹計算機硬件存儲的現(xiàn)狀及幾種常用的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，從而為用戶選擇資料存儲方式供應(yīng)參考。 1傳統(tǒng)硬件儲存設(shè)備的發(fā)展 1.1機械硬盤 1956年ibm公司推出了世界上第一個硬盤驅(qū)動器ramac，開啟了硬盤領(lǐng)域的發(fā)展史。1973年，ibm創(chuàng)造了第一臺winchester（溫氏）硬盤（簡稱hdd），它的特點是工作時磁頭懸浮在高

3、速轉(zhuǎn)動的盤片上方，而不與盤片直接接觸。使用時，磁頭沿高速旋轉(zhuǎn)的盤片上做徑向移動，這便是現(xiàn)在全部硬盤的雛形。傳統(tǒng)的溫徹斯特硬盤雖然外表平凡，內(nèi)部卻是一個集機、電、磁于一體的精密設(shè)備。浮動磁頭組件是硬盤中最精密的部件之一，它采用了非接觸式頭、盤結(jié)構(gòu)，加電后在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤表面飛行，飛高間隙只有0.080.3m。磁盤工作的最主要原理就是完成數(shù)據(jù)的記錄工作，并且需要獲得特定的磁粒子極性的幫助。磁頭在讀取數(shù)據(jù)時，盤面會處在一個高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，此時的磁頭不會和盤面接觸，這樣就不會磨損，但是又不影響數(shù)據(jù)讀取。在運行的過程當(dāng)中，這種操作會使得磁粒子的不同極性轉(zhuǎn)換成不同的電脈沖信號，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的幫助之下，會使

4、得原始的信號成為電腦當(dāng)中可以使用的一些數(shù)據(jù)。在寫的操作方面恰好和上述操作相反。傳統(tǒng)的機械硬盤需要借助機械部件來進行驅(qū)動，因此，在讀寫數(shù)據(jù)時，需要借助物理旋轉(zhuǎn)的磁盤，在整體的存儲過程當(dāng)中，探干脆非常突出，這將導(dǎo)致硬盤的數(shù)據(jù)傳輸效率受到了嚴(yán)重的限制，從而成為機械硬盤無法突破的瓶頸，并且嚴(yán)重制約了pc性能的提升。 1.2固態(tài)硬盤 固態(tài)硬盤（簡稱ssd），是在傳統(tǒng)硬盤上衍生出來的概念，簡潔說就是用半導(dǎo)體芯片制成的硬盤。固態(tài)硬盤在許多方面的要素和平凡硬盤是相同的，例如，接口的規(guī)范和定義等等，并且產(chǎn)品的形狀和尺寸也和平凡的硬盤一樣。固態(tài)硬盤中是一個大的pcb板，上面分布有主控芯片和flash顆粒等一些比較

5、小的元器件。固態(tài)硬盤實際上就是一個體積比較大的u盤。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)的角度動身，固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)一般是一些閃存的芯片，它最主要的原理就是在主控芯片的幫助之下，把數(shù)據(jù)燒錄在閃存的芯片上。這樣的存儲方式和其他方式比起來，存儲時間比較長，同時，不需要獲得電源的支持。由于結(jié)構(gòu)上的不同，固態(tài)硬盤在讀取寫入數(shù)據(jù)時不需要等待，由于ssd固態(tài)硬盤沒有磁頭，所以幾乎不存在尋道時間這一概念，它讀取寫入數(shù)據(jù)的速度相對傳統(tǒng)的機械硬盤高許多。固態(tài)硬盤因沒有任何機械裝置，所以無噪音，另外，相對抗震、超低功耗都是它的優(yōu)點。隨著半導(dǎo)體制程的發(fā)展，為了進一步提高容量、降低成本，閃存芯片的制程工藝從早期的50nm發(fā)展到現(xiàn)在的15nm

6、，工藝越先進，閃存芯片的氧化層越薄，牢靠性也就越差，廠商要解決這個問題但又會提高成本，以至于發(fā)展到一定程度制程工藝已不具備優(yōu)勢，因此，容量與壽命成為固態(tài)硬盤面臨的重要矛盾。 1.3固態(tài)硬盤的發(fā)展趨勢 固態(tài)硬盤多屬于平面閃存，廠商針對固態(tài)硬盤存在的問題，生產(chǎn)出了3d閃存，隨著3d閃存技術(shù)的不斷發(fā)展，固態(tài)硬盤必定擺脫容量與壽命的矛盾，憑借速度的優(yōu)勢漸漸取代機械硬盤。 2網(wǎng)絡(luò)儲存的發(fā)展 2.1傳統(tǒng)網(wǎng)盤 最早期的網(wǎng)盤技術(shù)不能夠滿意網(wǎng)民的要求，因此，網(wǎng)民會把需要存儲的資料通過添加郵箱附件的形式發(fā)送到自己的郵箱當(dāng)中，該操作方式操作簡潔，整體的安全性和牢靠性突出，但是會受到郵箱的限制。后來，在論壇發(fā)帖添加附

7、件的方式緩解了空間方面受限的問題，但是帖子會面臨被管理員刪除的可能性。在論壇中和網(wǎng)友進行資料的共享是網(wǎng)盤在共享服務(wù)方面的初級形態(tài)。網(wǎng)盤，又稱網(wǎng)絡(luò)u盤、網(wǎng)絡(luò)硬盤，是一些網(wǎng)絡(luò)公司推出的在線存儲服務(wù)。也就是說傳統(tǒng)網(wǎng)盤的功能還停留在存儲數(shù)據(jù)，只是用戶存放文件的位置從本地挪到了服務(wù)器，許多時候面向個人服務(wù)的網(wǎng)盤并不供應(yīng)備份功能。傳統(tǒng)網(wǎng)盤上傳的資料與服務(wù)器空間是一對一的關(guān)系，就是說用戶每上傳1g的資料，服務(wù)器必需供應(yīng)1g的存儲空間，這就提高了對帶寬和存儲空間的要求。傳統(tǒng)網(wǎng)盤一開頭只有最簡潔的存儲功能，后來漸漸才有了共享功能，無法滿意用戶數(shù)據(jù)遷移與管理的需求。 2.2云存儲 伴隨著網(wǎng)盤市場競爭的日益激烈，在

8、存儲技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，傳統(tǒng)的網(wǎng)盤技術(shù)難以滿意人們的需求，傳輸?shù)乃俣缺容^慢，恢復(fù)能力低和安全性比較差的問題一直困擾著網(wǎng)盤企業(yè)，營運成本高更是給企業(yè)帶來了致命的一擊。應(yīng)用云計算存儲技術(shù)使得網(wǎng)盤行業(yè)面臨著新的革命，使得傳統(tǒng)的網(wǎng)盤被云儲存所取代。云存儲最大優(yōu)勢在于將單一的存儲產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)存儲與服務(wù)，個人云存儲給用戶帶來的體驗極好，所以獲得了巨大的投資，用戶獲得穩(wěn)定的服務(wù)，并且人們的存儲需求得到有效的滿意，進而受到越來越多人的青睞。云計算本身就是一個基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)的增加、使用和交付模式。云存儲是在云計算概念上所延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，一般會在集群應(yīng)用和網(wǎng)格技術(shù)等各種系統(tǒng)功能的輔助之下，結(jié)

9、合分布式文件系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中不同類型的存儲設(shè)備進行軟件集合方面的協(xié)同操作，共同為外界供應(yīng)數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。在這樣的一種操作模式下，空間的利用率會得到較大的提升，同時，也會使得整體存儲的安全性得到有效的提高，網(wǎng)絡(luò)硬盤迎來了一個快速的發(fā)展時期。網(wǎng)絡(luò)云存儲技術(shù)三種常見類型如下。（1）das。das是直連方式存儲，在這種方式下，存儲設(shè)備是通過電纜直接到服務(wù)器的。i/o懇求直接發(fā)送到存儲設(shè)備，它依靠于服務(wù)器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲操作系統(tǒng)，是完全獨立于主機的raid系統(tǒng)。（2）nas。nas是網(wǎng)絡(luò)接入存儲，nas連接到平凡的網(wǎng)絡(luò)上，通常是以太網(wǎng)，使用一個優(yōu)化的文件系統(tǒng)和瘦（剝離的）操作

10、系統(tǒng)。在nas存儲系統(tǒng)中包含兩類設(shè)備：客戶端主機和nas服務(wù)器。應(yīng)用程序在客戶端主機中產(chǎn)生文件i/o訪問懇求的系統(tǒng)調(diào)用，假如被訪問的數(shù)據(jù)存在于本地文件系統(tǒng)中，那么文件i/o系統(tǒng)調(diào)用將會被本地文件系統(tǒng)處理；假設(shè)被訪問的數(shù)據(jù)存在于遠程文件系統(tǒng)中，那么i/o重定向器則通過命令將通過網(wǎng)絡(luò)文件協(xié)議（nfs或cifs）的消息報文交由nas服務(wù)器處理。（3）san。san是存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，可以把一個或多個系統(tǒng)連接到存儲子系統(tǒng)。它是一種在服務(wù)器與外部存儲資源或獨立的存儲資源之間實現(xiàn)高速、牢靠訪問的專用網(wǎng)絡(luò)。在san中，每個存儲設(shè)備并不隸屬于任何一臺單獨的服務(wù)器。在san的存儲系統(tǒng)中，其軟件體系結(jié)構(gòu)基本上與nas相同，關(guān)鍵區(qū)分是nas系統(tǒng)中的磁盤掌握器的驅(qū)動程序被替換成光纖通道協(xié)議棧（fc）或iscsi、tcp/ip協(xié)議棧。它們供應(yīng)了將塊級別i/o指令傳輸?shù)轿挥趕an網(wǎng)絡(luò)另一端的存儲設(shè)備的能力。 3網(wǎng)絡(luò)存儲將來的發(fā)展方向 在san結(jié)構(gòu)當(dāng)中文件管理系統(tǒng)會分別分布在每一個應(yīng)用服務(wù)器上，不會以集群式存在，而nas是每一個應(yīng)用服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議的幫助之下，使用同一個文件管理系統(tǒng)，簡潔來說，這兩種存儲系統(tǒng)的區(qū)分在于nas有自己的文件系統(tǒng)