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一文读懂数据存储的前世今生(数据存储数据一文读懂记事)

落叶飘零 2024-11-17 18:05:35 0

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什么是数据存储?

数据存储是数字信息的收集和保留,这些位和字节是应用程序、网络协议、文档、媒体、通讯录等运行的基础,同时数据存储也是大数据的核心组成部分。

举个简单的例子,电脑类似大脑,两者都有短期和长期的功能记忆区。
大脑处理处理短期记忆功能区位于前额皮层,而计算机处理短期存储数据则在随机访问的内存(RAM)中。
大脑和 RAM 记忆过程类似。
当你睡觉时,你的大脑会将工作记忆转换成长期记忆,而计算机在“睡觉”时将“活动记忆”转换成存储。
计算机也按类型分配数据,就像大脑通过语义、空间、情感或程序分配记忆一样。

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(图片来自网络侵删)

数据存储设备简史

要说数据存储的发端,可能要从远古时代文字出现以前的结绳记事说起。

而现代数据存储,从本能到智能,历经百年翻天覆地。

现代的数据存储历经了百年左右,发生了翻天覆地的变化,100年前的人怎么能想到现在IOPS可以到200万以上的全闪存阵列呢?

数据存储设备跨时代的变革记录在含在戈尔丹·哈夫和威廉·亨利的《 From Pots and Vats to Programs and Apps: How Software Learned to Package Itself》一书中。

这项技术最初用于人口普查的数据存储

这其中,Haff和Henley描述了1725年的一个纺织工人如何使用受自动气缸启发,而发明打孔卡编程织机。
在18世纪末到19世纪后期,穿孔磁带和穿孔卡片被用于“程序化”的织机和其他工业机器。
这项技术被赫尔曼·霍尔瑞斯特用于为1890年的人口普查中的数据存储中,他最初设计了一个12行24列数组的圆孔阵列原型。

1932年在奥地利出现了早期计算机的磁鼓内存,就是磁鼓存储器,主要包括旋转圆筒包围铁磁介质条和一排固定读/写磁头。

磁鼓存储器

磁滚筒存储成功地运用在IBM 650超级计算机中,并于1953年发布。
IBM 650长为16英寸,直径4英寸,鼓旋转速度为750千赫,可以存储高达8.5 KB的数据,这在当时已经算是极限。

直到20世纪70年代之前,IBM才发布了几乎通用的软盘。
Floppies 初始化了大型机、存储的软件应用程序,并且是唯一可用的持久存储设备。

冯.诺依曼博士领导设计

世界第一台具有存储功能的计算机

直到硬盘 (HDD) 价格下降。
HDD 在 20 世纪 80 年代成为紧凑型磁盘 (CD),固态驱动器 (SSD) 用实心芯片和闪存取代了旋转磁盘。
后期出现的闪存则适合我们随身携带,并存储或读取一些容量不大的数据。
到如今多种形式存储模式,为我们提供了更丰富的日常、工作的数据存储服务。

现代数据存储类型

软件定义的存储

软件定义的存储 (SDS) 使用抽象管理软件将数据与硬件脱钩,然后再重新修改和组织数据供网络使用。
SDS 特别适用于使用非结构化数据的容器和微服务工作负载,因为它可以以硬连线存储解决方案根本无法扩展的方式进行扩展。

其核心思想是将资源池化——处理器、网络、存储和可能的中间件——通过这样的方式,可以生成计算的原子单位,并根据业务流程需求很容易地分配或取消 。

云存储

把数据存放在通常由第三方托管的多台虚拟服务器,而非专属的服务器上。
托管(hosting)公司运营大型的数据中心,需要数据存储托管的人,则透过向其购买或租赁存储空间的方式,来满足数据存储的需求。
数据中心营运商根据客户的需求,在后端准备存储虚拟化的资源,并将其以存储资源池(storage pool)的方式提供,客户便可自行使用此存储资源池来存放文件或对象。
实际上,这些资源可能被分布在众多的服务器主机上。

云存储这项服务乃透过Web服务应用程序接口(API), 或是透过Web化的用户界面来访问。

NAS

NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器,包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。

NAS是一种将分布、独立的数据进行整合,集中化管理,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术,它拥有文件操作和管理系统。

NAS通常在一个LAN上占有自己的节点,无需应用服务器的干预,允许用户在网络上存取数据,在这种配置中,NAS集中管理和处理网络上的所有数据,将负载从应用或企业服务器上卸载下来,有效降低总拥有成本,保护用户数据安全。

对象存储系统

对象存储系统(Object-BasedStorageSystem)是综合了NAS和SAN的优点,同时具有SAN的高速直接访问和NAS的数据共享等优势,提供了高可靠性、跨平台性以及安全的数据共享的存储体系结构。

对象存储量作为模块化单元工作:每个存储库都是拥有数据的自成一体的存储库,一个允许在分布式系统中找到对象的独特标识符,以及描述数据的元数据。

对象存储元数据也可以非常详细,并且能够存储视频拍摄位置、使用过哪些摄像机以及每个帧中显示哪些角色的信息。
要检索数据,存储操作系统使用元数据和标识符,这些元数据和标识符更好地分配负载,并允许管理员应用执行更强健搜索的策略。

文件存储

文件存储将数据安排为分层文件,用户可以从上到下打开和导航。
由于文件以同样的方式存储在后端和前端,因此用户可以通过唯一标识符(如名称、位置或网址)查询文件,这是主要的可读存储格式。

块存储

块存储将存储量拆分为称为块的单个单个单位。
每个区块都独立存在,这为用户提供了完整的配置自主权。
由于块不加重与文件相同的唯一标识符要求,因此块是一个更快的存储系统,使其成为丰富媒体数据库的理想格式。

因为块存储不依赖于单个路径的数据,就像文件存储一样,它可以快速检索到。
每个块都单独使用,可以分区,以便在不同的操作系统中访问,从而使用户完全可以自由配置其数据。
这是存储数据的高效可靠的方法,易于使用和管理。
它与执行大交易的企业以及部署大型数据库的企业配合得很好,这意味着您需要存储的数据越多,块存储效果就越好。

但是块存储也有一些缺点。
块存储的成本很高,而且它处理元数据的能力有限,这意味着它需要在应用程序或数据库级别中处理 。

回望历史,一眼万年,在浩如烟海的历史长河中,先辈留给我们的记录少之又少,如今存储设备、模式革新更快,未来我们存储设备会不会出现划时代的新模式?让我们拭目以待。

同时也欢迎大家留言,当前存储设备有哪些缺点,对未来存储设备有哪些期待?

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