图文存储知识概述：从单机到云原生

背景： 本文整理了杨传辉（日照）《大规模分布式存储系统原理解析与架构实战》、大话存储、网络资源以及个人理解，旨在为初学者提供存储发展的基本轨迹和一些基本常识，让初入者能够有宏观的认知。

存储发展史： 从单机到互联网，存储主要围绕构建低成本、高性能、可扩展、易用的目标进行演进。现今，存储分为单机存储、集中存储、分布式存储、云存储、云原生存储等形态。

各阶段存储的基本形态如下： - 单机存储 - 集中存储 - 分布式存储 - 云存储 - 云原生存储

存储数据分类与模型： 无论是单机存储、分布式存储还是云存储，都是基于特定应用场景下，对指定数据类型构建相应的存储数据模型。常见的存储类型有块存储、文件存储和对象存储。

- 块存储：基于Block块的存储模式，包括DAS（直连主机存储方式）和SAN（高速网络链接主机存储方式）。 - 文件存储：通过网络提供文件存储服务。 - 对象存储：基于键值存储构建的存储系统，将数据通路（data）和控制通路（meta）分离，通过对象存储设备（OSD）以RESTful API的形式提供服务。

单机存储： 基本概念：单机存储系统是指将单机存储引擎（数据结构在机械磁盘、SSD等持久化介质上实现）封装起来，提供文件、键值、表格或关系模型的存储服务。

存储引擎：存储引擎是存储系统的核心，决定了存储系统能够提供的功能和性能。它包括增加（Create）、读取（Retrieve），随机读取和顺序扫描、更新（Update）和删除（Delete）等功能。不同引擎之间存在差异。

集中式存储： 基本概念：相对于单机存储，集中式存储包括更多组件。除了机头（控制器）、磁盘阵列（JBOD）和交换机等设备外，还有管理设备等辅助设备。

系统构成： - 机头：存储系统的核心部件，通常由控制器和前后端口组成。控制器中的软件负责管理磁盘，将其抽象化为存储资源池，并划分为LUN供服务器使用。 - 前后端口：前端端口用于提供存储服务给服务器，后端端口用于扩展存储系统的容量（连接更多的存储设备）。 - 磁盘柜（JBOD）：专门的柜子中安装磁盘，具备独立的电源、散热和接口。柜内的磁盘通过内部线缆（如SCSI）与机头的后端端口连接。

分布式存储： 基本概念：分布式存储系统通过网络将分散的存储设备连接起来，作为一个整体提供存储服务。

系统分类： - 分布式文件系统 - 分布式键值系统 - 分布式表格系统 - 分布式数据库

云存储： 基本概念：云存储是一种云计算领域的存储服务方式，构建在分布式存储基础之上，通过互联网提供存储服务。除了具备分布式存储的特性外，云存储还具备灵活性，通常由云厂商提供。

参考产品： - 云原生存储

基本概念：云原生存储是基于云存储发展而来，除了具备云存储的特性外，还需要满足云原生生态系统中其他所有组件的需求。它包括构建可扩展应用、支持S3 API驱动和K8S调度等特性。

参考示例： - Rook：将文件、数据块和对象存储系统引入Kubernetes集群，实现与其他正在使用存储的应用程序和服务的无缝协同工作。 - MinIO：高性能软件定义的对象存储套件，可与Kubernetes集成，允许操作员通过Kubernetes界面管理存储。

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