虛擬化中的存儲結構

物理磁盤類型

SATA盤

SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment，SATA（SerialATA）口的硬盤又叫串口硬盤。SATA採用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。

SAS盤

SAS（Serial Attached SCSI）即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術，與SATA硬盤相同，都是採用串行技術以獲得更高的傳輸速度，並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是爲了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬盤的兼容性。（比SATA盤更快，面對高數據吞吐量，低延遲，高可靠的應用，但是比SATA盤容量小且價格更貴）

NL-SAS盤

NL-SAS是採用了SAS的磁盤接口和SATA的盤體的綜合體。NL-SAS硬盤的轉速只有7200轉，因此性能比SAS硬盤差。但由於使用了SAS接口，所以在尋址和速度上有了提升。

SSD盤

SSD（Solid State Disk），固態硬盤，是用固態電子存儲芯片陣列而製成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。SSD在接口的規範和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。SSD雖然具有傳統機械硬盤所不具備的快速讀寫、質量輕、能耗低以及體積小等特點，但其使用壽命有限且價格較高。

物理磁盤類型對比

集中式存儲

底層的物理硬盤被集中的存放在一個叫硬盤框的地方。
然後對磁盤進行RAID操作，從而形成一個存儲池（資源池），再讓主機對資源池進行數據的讀寫。

RAID技術

通過對多塊磁盤進行並行的讀寫，提高數據的讀寫速度
通過奇偶校驗和熱備技術，提高數據安全性

常用RAID類型

RAID 0：多塊硬盤提升讀寫速度，但是一塊磁盤損壞就會影響全部數據，安全性沒有保障。
RAID 1：數據會被備份一次，這樣壞掉的硬盤可以被更換，然後同步數據。雖然解決了安全的問題，但是硬盤有些浪費，因爲相當於兩塊硬盤只能提供一塊硬盤的空間。
RAID 5：增加了奇偶校驗的技術，寫一個0，寫一個1，再寫一個校驗值，根據0和1可以推算出校驗值，三者可以互推，這樣三塊硬盤，如果一塊損壞，可以通過另外兩個硬盤中的數據，重構出第三塊硬盤中的數據。既解決了安全的問題，又解決了讀寫的問題，但是如果壞掉2塊硬盤，就無法恢復數據了。
RAID 6：基於RAID5，又增加了一個校驗值，這樣相當於四塊硬盤，即使壞掉2塊，依然可以恢復數據。比RAID5的安全性更高，但是資源的利用率低了一些。

集中式存儲類型

SAN：向上提供的是裸設備，在主機側看來，就是一個什麼都沒有的硬盤。
NAS：有文件系統，在主機側看來，是有目錄的。

IP SAN & FC SAN

以TCP/IP協議爲底層傳輸協議，採用以太網作爲承載介質構建起來的存儲區域網絡架構。實現IP-SAN的典型協議是iSCSI，它定義了SCSI指令集在IP中傳輸的封裝方式。

採用FibreChannelProtocol（光纖通道協議），服務器與存儲設備之間通過FC交換機直接建立連接。

NAS架構

CIFS

CIFS（CommonInternetFileSystem），通用網絡文件系統，是由微軟的SMB（ServerMessageBlock）發展而來的一個公共、開放的文件系統。在Windows主機之間，可以通過一個簡單的共享映射，將CIFS服務器上的共享資源掛載到自己的系統中，把它當成自己本地系統資源一樣來使用。

NFS

NFS（NetworkFileSystem），網絡文件系統，是由Sun公司開發的，用於在Linux/UNIX/AIX/HP-UX/MacOSX等類UNIX的操作系統中實現網絡文件共享。通過掛載命令將遠程的文件系統掛載在自己的文件系統之下，像使用本機文件一樣使用遠程共享文件。

CIFS vs NFS

分佈式存儲

沒有集中存儲，然後分佈在不同的物理主機上。
把各個主機上不用的硬盤提出來，然後進行副本機制的技術，形成一個資源池，然後再把資源池給各個主機來使用。

副本機制

下圖展示的是三副本模式。

數據寫入：一份數據寫入之後，進入資源池，然後會複製成三份，每份都被保存在不同的硬盤上。
數據讀取：只需要從硬盤中讀取一份數據即可，如果損壞了，就讀取另外的備份。

副本機制對數據的安全性提供了保障，但是也降低了資源的利用率。

常見分佈式存儲產品

雲計算中虛擬化存儲轉換路徑

從最底層的物理硬盤開始，進行RAID（集中式）或者副本機制（分佈式）的操作，從而生成一個物理卷，再把物理捲進行邏輯劃分，生成邏輯卷，此時可以把物理卷格式化，生成帶有文件系統的NFS，然後邏輯卷已經可以掛載給主機用了，掛載給計算集羣並格式化，生成虛擬化文件系統，這時候，主機看到的就是共享目錄。整個過程就是虛擬化存儲。