磁盘阵列
磁盘阵列,也称为存储阵列,是基于块存储、文件存储或对象存储的数据存储系统。该术语用于描述包含旋转硬盘驱动器(hdd)或固态硬盘(ssd).
阵列将一系列驱动器组合成一个系统,在中央管理系统下可以存储PB (PB)的数据。磁盘阵列的设计目的是将存储从服务器中分离出来,这样系统就可以构建到大型、单片配置中,用于基于块或文件的存储。
磁盘阵列使存储容量能够扩展和管理,比来自服务器集合的容量更有效。阵列内置了复杂的冗余特性,例如独立磁盘的高性能冗余阵列(突袭)控制器,存储可配置逻辑单元号(lun).
磁盘阵列是存储网络的重要组成部分,如块存储的存储区域网络(san)、文件存储的网络连接存储(NAS)等。这些网络使存储能够与连接组织内其他设备的局域网(LAN)或广域网(WAN)分开管理。
磁盘阵列是现代商业存储环境的骨干。阵列已经发展成针对企业、中端和小型企业环境的不同设计,并提供数据保护、预测分析和高可用性(HA)特性。
它们还包含控制器——系统的大脑——提供操作系统(OS)和物理驱动器之间的抽象级别。控制器具有跨物理设备访问数据副本的能力,并可以采用PCI (Peripheral Component Interconnect)或PCI Express (PCI Express)卡的形式来支持特定的驱动器格式,如Serial Advanced Technology Attachment(串行高级技术附件)(萨塔)或SAS (serial attached SCSI)。更新的闪存系统也支持非易失性内存快速(NVMe)驱动器。
一个磁盘阵列通常包括一个机箱框在一个机柜,容纳驱动器和控制器。驱动器被分组为池,池被划分为具有定义的RAID级别和存储容量的卷。应用程序和文件系统将数据存储在卷中。每个卷连接到一个服务器。
存储阵列和flash存储
在许多企业中,闪存或SSD存储阵列取代了HDD系统。闪存驱动器提供比hdd更快的性能,并且经常超过存储在单个旋转磁盘上的容量。
闪存阵列可以比磁盘驱动器更快地从ssd读取数据,并越来越多地用于提高应用程序的性能。存储阵列可以是全闪存、全旋转磁盘或结合这两种媒体类型的混合存储。但是,即使是那些使用全闪存存储最重要数据的组织,也会保留HDD系统来存储对性能不太敏感的数据,比如备份或存档数据。这是因为hdd比ssd便宜。闪存阵列维护与磁盘阵列相同的总体架构,包括通过交换机和适配器连接到服务器。
企业级存储阵列专为包含数百台服务器的配置而设计。它可以处理服务器的计算能力,以处理每秒大量的数据事务。中型或低端存储阵列是针对只有少数服务器的环境的精简版本。
早期的磁盘阵列需要专门的组件,如现场可编程门阵列(fpga)或定制的特定应用集成电路(亚瑟士),以满足存储网络的性能要求。然而,目前使用的大多数x86服务器中的cpu已经足够强大,可以在不影响性能的情况下处理san所需的数据保护特性。
SAN和NAS
SAN存储和NAS存储是存储阵列的主要类型。san主要用于块存储,也就是数据库中的结构化数据。NAS系统主要用于存储文件或非结构化数据。
除了san和NAS,其他类型的磁盘阵列还包括直接连接存储(达斯),以及一串磁盘(文件)和一串flash (JBOF)数组。DAS、JBOD和JBOF阵列缺乏SAN和NAS阵列的复杂管理。
网络存储——san和NAS——由存储阵列组成,通过光纤通道(Fibre Channel) (足球俱乐部)或以太网。FC是专门为san开发的。以太网是最常见的网络连接类型,用于NAS。不需要FC的性能和可靠性的san可以通过iSCSI协议。
历史
IBM 350磁盘存储在1956年发布,作为IBM 305随机存取内存会计(RAMAC)大型机系统的一部分。350系统的其他部分包括处理单元、打印机、卡片穿孔机、控制台和电源。
RAID技术的发展始于20世纪70年代,存储网络技术推动了磁盘阵列的普及。
RAID级别使用镜像、条带化和奇偶校验等技术在硬盘故障时保护存储在阵列上的数据。操作系统将RAID视为单个驱动器。RAID级别可以通过多种方式保护磁盘阵列,在数据保护程度和成本之间取得平衡。
网络存储在20世纪80年代末开始出现,并在90年代和21世纪初迅速发展。1988年,FC协议的开发开始了,从而产生了san。磁盘SAN很快成为企业存储的主要设备。Auspex系统在1989年推出了第一个NAS系统。四年后,网络设备(NetApp)也出现了,并很快成为占主导地位的NAS供应商。
虽然磁盘阵列仍然是企业计算的主要设备,但近年来其受欢迎程度有所下降。替代方案,如闪存阵列、超融合基础设施和其他依赖于商用服务器的软件定义存储,已经变得很普遍。
戴尔在2016年以600多亿美元收购了EMC,成为了领先的磁盘阵列供应商。Dell EMC销售各种SAN和NAS磁盘阵列系统。NetApp与惠普企业(Hewlett Packard Enterprise)、日立Vantara、IBM、Infinidat、Kaminario、Panasas、Pure Storage和Qumulo仍处于领先地位。