說到“存儲”幻梯，咱們會想到什么兜畸？是這個？
仍是這個碘梢？
又或許是這個咬摇？
哈哈，沒錯煞躬，咱們現(xiàn)在處于信息時代肛鹏，每天都在和電腦逸邦、手機打交道。咱們的工作和日子龄坪，現(xiàn)已徹底離不開視頻昭雌、音樂、圖片健田、文本烛卧、表格這樣的數(shù)據(jù)文件。
而所有這些數(shù)據(jù)文件妓局，都需要經(jīng)過電子設備進行保存总放，這便是數(shù)據(jù)存儲，簡稱存儲好爬。
▉?存儲的根本載體——硬盤
對于一般用戶來說局雄，最常見的存儲設備，便是硬盤存炮。
咱們知道炬搭，計算機的三大中心硬件，分別是CPU（中央處理器）穆桂、內存（Memory）和硬盤（Hard Disk）宫盔。CPU擔任運算，硬盤擔任存儲享完。而內存灼芭，是CPU和硬盤之間的橋梁。用于暫時存放CPU中的運算數(shù)據(jù)般又。
絕大部分的臺式機茴迁、服務器寄悯、手機，都是內置存儲體系笋熬。也便是說热某，它們的硬盤安裝在設備內部。
以一般臺式機為例胳螟，硬盤經(jīng)過專用接口和數(shù)據(jù)線昔馋，銜接在主板上，完成和CPU糖耸、內存的數(shù)據(jù)銜接秘遏。
常用的硬盤專用接口如下：
手機等數(shù)碼設備的“硬盤”，則是做成了很小的存儲芯片嘉竟，直接焊在主板上邦危。
咱們再來簡單看看硬盤的內部結構。
目前干流的硬盤類型有兩種倦蚪，分別是傳統(tǒng)機械硬盤和SSD固態(tài)硬盤希坚。小棗君以咱們比較了解的機械硬盤為例進行介紹。
硬盤之所以叫硬盤裁僧，是因為它的中心部分是一塊或多塊由堅硬金屬材料制成的盤片。盤片上面涂抹了磁性介質慕购，雙面都能夠記錄信息聊疲。在盤面上讀/寫數(shù)據(jù)的，是磁頭沪悲。
下圖顯示的是一個盤面：
盤面中一圈圈灰色同心圓為一條條磁道。從圓心向外畫直線殿如，能夠將磁道劃分為若干個弧段贡珊，每個弧段被稱之為一個扇區(qū)（Sector，圖中綠色部分）涉馁。
扇區(qū)是磁盤的最小組成單元飞崖。咱們應該看出來了，越靠圓心谨胞，扇區(qū)越短。那么蒜鸡，是不是越往外胯努，扇區(qū)越長，存儲的數(shù)據(jù)越多呢逢防？
不一定叶沛。
舊式的硬盤，不管靠內仍是靠外忘朝，每個扇區(qū)的巨細是相同的灰署，都是512字節(jié)。這種硬盤用柱面-磁頭-扇區(qū)號（CHS局嘁，Cylinder-Head-Sector）組成的編號進行尋址溉箕。
而現(xiàn)在干流的硬盤，扇區(qū)密度是一致的悦昵，也便是說肴茄，越靠外側，扇區(qū)數(shù)越多但指。每個扇區(qū)的巨細是4K字節(jié)寡痰，用一個邏輯塊編號尋址（LBA抗楔，Logical Block Addressing）。
以扇區(qū)為根底拦坠，一個或多個接連的扇區(qū)組成一個塊连躏，叫做物理塊。所以贞滨，硬盤往往又名塊設備（Block Device）入热。
▉ 什么是邏輯卷？什么是文件體系疲迂？
為了便利辦理才顿，咱們能夠將硬盤這樣的物理塊設備，分割成多個邏輯塊設備尤蒿≈Ｆ或許，咱們也能夠將多個物理塊設備腰池，組合成一個容量更大的邏輯塊設備尾组。
底層的相關技術和工具，包含RAID（咱們可能比較了解）示弓、JBOD讳侨、卷辦理體系（Volume Manager）。
Windows的卷辦理體系奏属，便是它自帶的磁盤辦理工具跨跨。而Linux的，是大名鼎鼎的LVM（Logical Volume Manager囱皿，邏輯卷辦理）勇婴。
咱們先說說Windows的。
在Windows中嘱腥，磁盤分為根本磁盤和動態(tài)磁盤耕渴。默認情況下，用戶用的都是根本磁盤齿兔。
一個根本磁盤能夠劃分為多個分區(qū)橱脸，分區(qū)類別包含主分區(qū)、擴展分區(qū)和邏輯分區(qū)分苇。
硬盤分區(qū)主分區(qū)是硬盤的發(fā)動分區(qū)添诉，咱們常說的“C盤”便是硬盤上的主分區(qū)。MBR分區(qū)表能夠劃分出4個主分區(qū)组砚。假如運用GPT分區(qū)吻商，能夠辦理128個主分區(qū)。
除去主分區(qū)以外糟红，硬盤剩下的容量就被認定為擴展分區(qū)艾帐。擴展分區(qū)不能直接運用乌叶。擴展分區(qū)能夠分成一個或若干個邏輯分區(qū)，也便是咱們的“D盤”柒爸、“E盤”等准浴。
動態(tài)磁盤是根本磁盤的升級形式。在動態(tài)磁盤中捎稚，分區(qū)叫做卷乐横。卷的呈現(xiàn)，便是為了便于對多硬盤進行辦理今野。
簡單來說葡公，動態(tài)磁盤能夠將不同硬盤分到一個卷。假如你手中有160G和250G硬盤各一塊条霜，假如想劃分90G和320G的分區(qū)催什，就能夠憑借動態(tài)磁盤來完結。
動態(tài)磁盤里邊的卷宰睡，又分為簡單卷蒲凶、跨區(qū)卷、帶區(qū)卷拆内、鏡像卷旋圆、RAID-5卷。限于篇幅麸恍，就不做具體介紹了灵巧。根本磁盤里的分區(qū)，現(xiàn)在也被微軟改叫為卷抹沪。
再來看看Linux的LVM工具孩等。
其實LVM和動態(tài)磁盤的思路差不多的，也是把物理空間變成邏輯空間采够。
首先，物理存儲介質進行初始化冰垄，變成物理卷（PV蹬癌，physical volume）。
然后虹茶，一個或多個物理卷組成一個卷組（VG逝薪，Volume Group）。
創(chuàng)立卷組之后蝴罪，再創(chuàng)立邏輯卷（LV董济，logical volume）。
整個進程要门，如下圖所示：
好了虏肾，不管是Windows仍是Linux廓啊，邏輯卷都有了，是不是能夠直接運用它們啦封豪？
不行谴轮，還差一步。那便是文件體系（File System）吹埠。
文件體系就像庫房辦理員第步。作為用戶，你不需要知道庫房里邊到底是什么樣子缘琅，只需要把貨物交給他粘都，他會以一個樹形結構目錄，登記這些貨物刷袍。你來取的時分翩隧，只需要告訴他路徑，他就會把貨物交給你做个。
文件夾結構文件體系有許多種類型鸽心，常見的有Windows的FAT/FAT32/NTFS（咱們應該很了解），還有便是Linux的EXT2/EXT3/EXT4/XFS/BtrFS等居暖。
Windows體系下顽频，經(jīng)過對分區(qū)（卷）進行文件體系格式化，再分配一個盤符太闺，咱們就能夠在“我的電腦”里看到可用的磁盤糯景。Linux體系下，咱們需要對邏輯卷入行文件體系格式化省骂，然后履行掛載操作蟀淮，也就能對存儲空間進行運用了。
▉ 什么是DAS/NAS/SAN
除了內置存儲之外钞澳，跟著存儲容量需求的不斷添加怠惶，加上維護便利性的需要，計算機體系開始引入了外掛存儲轧粟。
也便是說策治，硬盤從計算機的內部，跑到了計算機的外部兰吟。外掛存儲分為兩種通惫，一種是直連式存儲（DAS，Direct Attached Storage）混蔼，還有一種是網(wǎng)絡存儲（FAS履腋，F(xiàn)abric Attached Storage）。
DAS直連式存儲，一般是運用專用線纜（例如SCSI）遵湖，與存儲設備（例如磁盤陣列）進行直連悔政。
雖然數(shù)據(jù)存儲設備看似在外部，但直接掛接在服務器內部總線上奄侠，是整個服務器結構的一部分卓箫。
DAS的缺點是存儲設備只能銜接到一臺主機運用，無法同享垄潮，本錢較高烹卒，且安全性可靠性較低。
FAS網(wǎng)絡存儲弯洗，是一種多點銜接式的存儲旅急。它又分為NAS（Network-attached Storage，網(wǎng)絡接入存儲）和SAN（Storage Area Network牡整，存儲區(qū)域網(wǎng)絡）藐吮。
這些概念的名字十分像，咱們千萬別暈逃贝。畫個圖看得理解一些：
NAS與DAS比較谣辞，最大的特色是非直連。它能夠經(jīng)過IP網(wǎng)絡沐扳，完成多臺主機與存儲設備之間的銜接泥从。
NAS大大提高了存儲的安全性、同享性和本錢沪摄。但是I/O（輸入輸出）逐漸成為功能瓶頸躯嫉。跟著應用服務器的不斷添加，網(wǎng)絡體系效率會急劇下降杨拐。為了解決這個問題祈餐，呈現(xiàn)了SAN存儲方案。
SAN是在NAS根底上做的演進哄陶。它經(jīng)過專用光纖通道交換機拜訪數(shù)據(jù)帆阳，選用ISCSI、FC協(xié)議屋吨。
SAN和NAS的關鍵區(qū)別舱痘，就在于文件體系的位置。畫個圖就理解了：
能夠看出离赫，假如說SAN是一塊網(wǎng)絡硬盤的話，NAS根本上現(xiàn)已像一臺獨立的服務器了塌碌。NAS具有文件體系渊胸，用戶能夠經(jīng)過TCP/IP協(xié)議直接拜訪上面的數(shù)據(jù)。
在NAS的形式下胖翰，不同的客戶端能夠運用網(wǎng)絡文件體系（Network File System）拜訪NAS上的文件。
常見的網(wǎng)絡文件體系有Windows網(wǎng)絡的CIFS（也叫SMB）切厘、類Unix體系網(wǎng)絡的NFS等萨咳。FTP、HTTP其實也算是文件存儲的某種特殊完成疫稿，它們經(jīng)過某個URL地址來拜訪一個文件培他。
▉?未完待續(xù)……
跟著互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)量在不斷激增遗座，這給存儲體系帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)舀凛。云計算的興起，會給咱們全新的解決方案嗎途蒋？
