（云计算HCIP）HCIP全笔记（十四）本篇介绍云计算存储基础，内容包含：物理存储内/外存、集中式和分布式存储差异、虚拟化和非虚拟化存储、文件系统、华为虚拟化产品的存储架构

• 物理存储转成虚拟存储池

1. 物理存储：

1.1 内存：

计算资源中的一种，cpu从内存中读取资源进行运算

• 优点：传输速度极快
• 缺点：因为使用DRAM芯片，所以一旦断电将不会保存数据，也因此不支持热插拔(冷插拔)

1.2 外存：硬盘/磁盘、软盘

1.2.1 外存分类

软盘：

• 软盘时代中电脑存在A盘跟B盘， 存储空间小，读取速度慢，后被硬盘/磁盘代替 与光盘跟磁带同时出现的时代

硬盘：

• 机械硬盘(HDD)： 组成控件：磁盘、磁头、前驱电路版，接口 磁盘转的越快，传输速度越快

优点：耐用(固定位置不动) 缺点：不耐用(固定位置持续变更)

1.2.2 硬盘类别

SATA盘(串口硬盘)：

• 发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。 串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点

SAS盘：

• 与SATA硬盘相同，但传输速度更快，价格更高。可以与SATA硬盘兼容

NL-SAS盘：

• 采用了SAS磁盘接口和SATA盘体的综合体。
• NL-SAS硬盘的转速只有7200转，因此性能比SAS硬盘差。 但是由于使用了SAS接口，所以再寻址和速度上有了提升。

固态硬盘(SSD)：

• 通过芯片存储内容，通过芯片控制数据走量
• 存储芯片：
  • FLASH芯片(闪存芯片)： 优点：稳定 使用场景：SSD、SD卡、U盘等
• DRAM芯片(动态随机存取器)： 优点：性能非常好，寿命长，读写速度快 缺点：必须通电，断电后芯片中的数据全部消失 使用场景：内存存储设备。

SSD的好处：读写快、质量轻、能耗低和体积小 缺点：寿命有限且价格高

2. 集中式存储和分布式存储：

2.1 集中式存储

内容集中存储在某一个地方

2.2 分布式存储

2.2.1 RAID技术(冗余磁盘阵列)

• 数据可靠性技术 会将物理硬盘变化成一个虚拟存储池

当数据资源存放在存储池中，会在存储池中的多个硬盘中备份数据资源

• 优点：
  1. 高效(多块磁盘并行读写)
  2. 安全(奇偶校验和热备技术)

2.2.2 存储空间

2.2.2.1 SAN(存储区域网络)

使用存储服务器，通过IP/FC网络将数据传输到设备上

2.2.2.2 NAS（网络附加存储）

家用较多，只要再同一个网络就可以进行简单的数据共享 一般不用于集中式存储。 专门文件存储服务器，提供共享目录。

• CIFS技术(sun公司开发，被微软收购)：

基于微软服务器(SAMBA服务器)的共享原理进行的数据共享 在手机也可以使用，只需要下载提供的软件即可

• NFS技术：

类UNIX服务器(sun公司开发)

2.2.3 分布式存储：

将每块服务器上的多余的硬盘都拿出来，共享合并出来一块大的共享资源存储池

很多服务器，每块服务器中也只有3、4块硬盘， 我们通过某些技术手段将每个服务器上的硬盘，合并成一个逻辑上的资源池。 这时存一部电影，可能会将电影的资源数据分开存储在不同服务器的不同的硬盘中。 将数据分开存储，但这些存储又都是在一个逻辑上的资源池中

好处：

• 当某一台服务器共享资源较小，但连接上存储池后， 哪怕贡献的存储小也可以享受到多台服务器共享的存储池

缺点：

• 当某一台服务器向共享存储池中拿取数据，但该块数据来源的服务器挂彩了， 那么就会造成数据丢失的情况

2.2.3.1 副本机制

• 解决分布式存储原有的缺点

将一个文件复制成多份，分别存储在多个服务器的硬盘中。 这样即使有一台服务器挂彩了，其他的服务器中也能够找到。

读取的时候，只读其中一份数据。 存进去三份数据，读只读取一份数据

最常用的是双副本，三副本

根据DHT算法，来进行将文件分成多份，将文件往服务器硬盘中存储数据

在副本机制中是可以做RAID技术的，但是不会去用

2.2.3.2 场景分布式存储产品：

• CEPH(开源)
• HDFS(开源)
• FusionStorage(闭源)(华为自研)
• vSAN(闭源)(vmware自研)

2.2.5 虚拟化存储和非虚拟化存储：

2.2.5.1 虚拟化存储的转换路径

通过RAID或副本机制将硬盘转换成一个物理卷 然后进行逻辑划分成一个个的逻辑卷 再把这些逻辑卷挂载给计算机并进行格式化

这样就变成了虚拟化文件系统 这样变成文件系统后就可以成为或拥有多个共享目录

2.2.5.2 非虚拟化存储的转换路径

通过RAID或副本机制将硬盘转换成一个物理卷 然后进行逻辑划分成一个个的逻辑卷 再把这些逻辑卷挂载给计算机 这样就可以使用，这样就没有文件系统

3. 虚拟化存储：

3.1 架构：

硬盘转换成存储池 存储池包含NAS跟SAN两个存储池 在存储池中NAS会使用文件系统

SAN则使用逻辑划分将存储池中从存储空间划分成一个个逻辑卷 最后经由文件系统或是逻辑卷变成虚拟资源(qcow,raw,vmdk,vhd,others)

优点：

• 支持更多的虚拟化特性

缺点：

• 性能较差

4. 非虚拟化存储：

4.1 架构：

硬盘转换成分布式存储池，根据逻辑划分 将存储池中的存储空间划分成一个个逻辑卷，再由逻辑卷转换成资源

优点

• 性能好。

缺点：

• 无法支持高级特性。

5. 文件系统：

文件的分层组织结构，操作系统有了文件系统之后，数据以文件和文件夹的形式提现， 开源做到文件的复制、粘贴、删除、和恢复

操作系统的文件系统：NTFS(windows)、ext2/3/4(linux)、FAT32(U盘)、exFAT

NAS存储的文件系统：CIFS、NFS

• 虚拟化集群的文件系统：VIMS(华为)、VMFS(vmware) 自己做虚拟化的厂商一般都会自己定义

格式化：重新写入文件系统、文件将会丢失

文件映射到磁盘的过程：

用户创建某个文件后，就会再磁盘的物理区域进行保存， 当删除该用户的文件后，只是将文件系统的文件映射打断了， 这时的文件实际上还存在于磁盘的物理区域

只有重新创建东西，在磁盘的物理区域中将原来的东西替换掉了， 这样原来的数据才会无法恢复

5.1 虚拟机磁盘介绍：

硬盘：

• 硬盘在系统中的说法叫做磁盘，也可以用硬盘的存储资源分配成多个磁盘

分区：

• 由磁盘被任意大小的内存分配成一块区域，这个区域叫做分区

5.1.1 常见虚拟机磁盘格式：

6. 华为虚拟化产品存储架构

数据存储：

• 如何获得：对存储设备进行格式化的方式来获得数据存储
• 只有数据存储才能将资源分配给虚拟机
• 对数据存储分磁盘

存储设备：

• 如何获得：只能通过扫描存储资源的方式获得
• 存储资源中的最小管理单元 扫描的是逻辑卷、LUN、共享目录…

存储资源：

• 如何获得：可以添加资源进虚拟化平台，来获得存储资源
• 类似于硬盘，用于存东西的资源； 相关技术有：FusionStorage、SAN/NAS

FusionStorage：可以将大量的可用数据资源分成多个逻辑卷，使用逻辑卷进行存储 SAN：将数据分成多个LUN，用LUN进行存储 NAS：将数据分成共享目录，一个目录就可以代表一个存储空间

6.1 华为虚拟磁盘的特性：

类型：

• 普通磁盘 -> 1个磁盘只能对一台虚拟机使用，但一台虚拟机可以有多块磁盘
• 共享磁盘 -> 1个磁盘可以给N台虚拟机使用。

配置模式只能为【普通】

配置模式： 磁盘创建：

1. 创建磁盘
2. 用0将磁盘填满(置零) 很耗时间，10T的数据资源，需要太多的二进制0来填充

6.1.1 普通

1. 创建磁盘后立即分配所用空间(10G) 创建10个G的容量，就会立刻分配所有空间无论使用
2. 分配完成后立马进行置零操作

6.1.2 精简

1. 按照需求去创建空间 容量的大小就是决定该磁盘的存储上限 需求需要1G的空间，那么会由系统向磁盘创建1G空间
   1. 等于是用多少创建多少

特点：

• 当数据存储只有1T，而磁盘容量设置为2T，是可以设置的， 但是上限还是只有1T，因为数据存储只有1T。 这个只有精简模式可以设置

6.1.3 普通延迟置零

1. 创建磁盘后立即分配所用空间(10G)
2. 磁盘创建好后不进行置零操作 延迟到虚拟机进行写操作时开始置零

只有以下方式才可以使用该配置模式： 虚拟化本地磁盘 数据存储 ==虚拟化的SAN存储 ==

好处：创建磁盘时间快

6.2 磁盘模式