資料儲存架構介紹 (DAS、NAS、SAN、Snapshot、AST)

作者：GJLMoTea│2018-12-12 16:45:49│巴幣：0│人氣：3870

1. DAS(Direct Attached Storage) 是在電腦插入或聯結儲存設備，為最常見的一種架構，其中又包括SCSI、SAS以及STAT等技術，也可以看作是磁帶或硬碟，直接插在電腦設備上。可將多個硬碟透過RAID0模式來達到多個硬碟的極限速度(800~2000MB/s)，受限於電腦速度。

2. NAS(Network Attached Storage) 透過網路來達成資料傳輸，便於讓多位使用者存取、而不用像DAS須將硬碟拔取下來連接在另一台設備上。一個NAS設備類似於在一台簡易電腦(作業系統僅有網路功能，電腦可能以一個晶片的方式呈現)中加上多個硬碟。由於透過網路協定，NAS資料傳輸速度受限於網路傳輸速度(100/1000Mbps)。NAS儲存方式是以File-Based的，透過NFS或CIFS等通訊協定讓多重伺服器共享設備中的檔案(File)。

3. SAN(Storage Area Network) 介於DAS與NAS之間，常用於區域網路內，可分工、透過儲存空間切換當前運作的硬體主機。SAN屬於Block-Based的，可透過網路分享邏輯位址區塊(Block)、可使用在區塊中的作業系統，對非作業系統的檔案進行操作。缺點是價格較昂貴。

4. 雲端儲存(Cloud Storage) 將檔案透過網路儲存在遠端伺服器中，需要用到檔案時可在不同電腦上下載檔案進行使用。缺點是雲端儲存空間有可能會發生資料遺失或機密外洩、以及不同雲端公司間難以直接將資料移植。

5. 資源隨需配置(Thin Provisioning 精簡配置)技術是將所有硬碟組成一個虛擬硬碟空間給伺服器使用，按照需求配置對應大小的儲存空間，避免已預先規劃空間了卻未使用到空間造成浪費的窘境，讓運用上更有彈性，也解決過往的硬碟擴充(伺服器不支援硬碟動態擴充的情況下)帶來的伺服器停機、資料移轉的風險。

6. 資料重複刪除(Data De-duplication) 技術是將重複的檔案，例如作業系統檔案中相同的資料、或相同的檔案等，作為一個區塊(Block)保留起來，再另外使用索引(Index)來指向那個保留區塊的位址，以提供未來使，以便多份重複的檔案均可以透過索引找到區塊來進行重組。因索引(Index)的資料量較小的關係，資料重複刪除技術約可節省30%~70%的儲存空間。

7. 傳統備份機制是以檔案維基處，透過檢查所有檔案的保存位元(Archive Bit)，找出當前狀與上次備份的資料之異動的檔案，搭配完整、差異或增量等備份策略。

8. 硬碟快照(Snapshot) 的COW(Copy On Write 寫入時複製、隱式共享)技術，會預先建立一個快照儲存區(Page)，透過索引指(Index)向該時間點的所有區塊(Block)而非進行檔案複製，換言之即Snapshot的Page存放著許多Index。若該時間點之後資料有所異動，會先將有資料異動的Block內容(在尚未被更動前)複製到新的Block存放，同時修改Snapshot中的Index(修改該Page中對應的Index)，再對舊的(欲操作的)Block進行資料上的異動。複製完Block再對舊的Block進行寫入修改，即寫入時複製。好處是Snapshot與線上資料可分離、使用各自的儲存空間。

9. 硬碟快照(Snapshot) 的ROW(Redirect On Write 重新定向寫入)技術，與COW類似，但少一次的IO時間(COW的複製經歷讀取舊Block [R]、寫入新Block [W] 以及修改舊Block[W] 三個步驟；ROW則僅讀取舊的Block [R]、將經異動過後的資料寫成新的Block [W] )，縮短快照創建的時間。但終將使得原始資料(protected entity)被打散成支離破碎、Block位置不再連續。