一塊硬盤壞了，對于非專業人士而言，意味著里面的數據丟了，然后引發一系列不堪想象的后果……

此刻，或許要腦補很多畫面，但我們今天拋開社會輿論和八卦新聞，一起學習存儲知識。

數據存儲——是指數據以某種格式記錄在計算機內部或外部存儲介質上。數據存儲要命名，這種命名要反映信息特征的組成含義。

01

首先，學習數據存儲知識，需要了解數據的類型。整體上我們將數據類型分為結構化數據、半結構化數據、非結構化數據。

結構化數據——能夠用數據或統一的結構加以表示，如數字、文字、符號。結構化數據也稱作行數據，是由二維表結構來邏輯表達和實現的數據，嚴格地遵循數據格式與長度規范，主要通過關系型數據庫進行存儲和管理。

半結構化數據——是介于完全結構化數據（如關系型數據庫、面向對象數據庫中的數據）和完全無結構的數據（如聲音、圖像文件等）之間的數據，XML、HTML文檔就屬于半結構化數據。它一般是自描述的，數據的結構和內容混在一起，沒有明顯的區分。

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非結構化數據——非結構化數據是數據結構不規則或不完整，沒有預定義的數據模型，不方便用數據庫二維邏輯表來表現的數據。包括圖像和音頻/視頻信息等等。丟失的視頻數據就屬于非結構化數據。

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知道了這些數據結構，我們就要知道如何存儲這些數據，就像我們要裝水，需要裝水的工具。對此，我們提到數據的存儲介質。

數據的存儲介質是指存儲數據的載體。比如軟盤、光盤、DVD、磁帶、硬盤、閃存、U盤、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、記憶棒（MemoryStick）、xD卡等。

對于企業級存儲市場，一般的數據存儲介質是磁帶與硬盤。

磁帶曾經風靡八十年代，但是隨著技術的進步和社會發展的需求，現在基本采用硬盤存儲數據，一些長期存儲的歷史數據/冷數據才會用到磁帶（庫）進行存儲。

硬盤又分三大種類：SSD、HHD、HDD

SSD——固態硬盤，用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固態硬盤在接口的規范和定義、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。被廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空、導航設備等領域。

HHD——混合硬盤，既包含傳統硬盤又有閃存模塊的大容量存儲設備。閃存處理存儲中寫入或恢復最頻繁的數據。很多公司開始提供這項技術的變體，他們期望它會在高端系統中受到追捧，尤其是在筆記本電腦和個人數字助理中。

HDD——傳統硬盤，即硬盤驅動器。最基本的電腦存儲器，我們電腦中常說的電腦C/D盤。目前硬盤一般常見的磁盤容量為80G——1TB、2TB等；硬盤按體積大小可分為3.5寸、2.5寸、1.8寸等；按轉數可分為5400rpm/7200rpm/10000rpm等。噪音大，怕摔，強制斷電易燒盤是HDD缺點。

簡單地說，SSD采用閃存顆粒來存儲，HDD采用磁性碟片來存儲，HHD是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。

其中，根據硬盤接口不同，又可分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種，IDE接口硬盤多用于家用產品中，也部分應用于服務器，SCSI接口的硬盤則主要應用于服務器市場，光纖通道只在高端服務器上。

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普通的企業級視頻監控，一般采用傳統的HDD硬盤進行視頻錄像的存儲，所以噪音大、怕摔、易燒不可避免。根據企業級監控存儲方式的發展規律，我們又可以分為：VCR→ DVR→NVR→CVR。

VCR——模擬式磁帶錄放機，使用空白錄像帶并加載錄像機進行影像的錄制及存儲的監控系統設備。VCR 信號易受外界燥聲干擾，每次的錄像與播放后均會有些品質損失。且磁帶不易保存，是最大的缺點。

DVR——模擬機和同軸纜信號的硬盤錄像機，不需要配置IP，它是一種使用數字方式進行影像的錄制及存儲的監控系統設備；功能齊全，影像錄制效果好、畫面清晰，并可重復多次錄制，能對存放影像進行回放檢索。DVR布線比較繁瑣，要視頻線、音頻線等。

NVR——網絡型錄像機，必須配置IP，布線簡單，一條網線基本解決。主要的功能是通過網絡接收IPC（網絡攝像機）設備傳輸的數字視頻碼流， 并進行存儲、管理，從而實現網絡化帶來的分布式架構優勢。可以同時觀看、瀏覽、回放、管理、存儲多個網絡攝像機的視頻數據。

NVR——DVR的終結者

CVR——視頻云存儲，是集編碼設備管理、錄像管理、存儲、轉發功能為一體的視頻專用存儲技術。CVR由標準的IPSAN/NAS網絡存儲設備結合視頻監控應用發展而來，是一種融合了專業存儲技術與專業安防視頻監控應用技術的產品。

CVR是更高級的NVR或者DVR，或者是數據集中存貯的NVR。

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學到了存儲介質的知識，下一步就是數據存儲的方式。常見的四種存儲方式：DAS、NAS、SAN、OBS。

DAS——直接附加存儲，外部存儲設備都是直接掛接在服務器內部總線上，數據存儲設備是整個服務器結構的一部分，與家用電腦的構造一樣。

NAS——網絡附加存儲，采用獨立于服務器，單獨為網絡數據存儲而開發的一種文件服務器來連接所存儲設備，自形成一個網絡。這樣數據存儲就不再是服務器的附屬，而是作為獨立網絡節點而存在于網絡之中，可由所有的網絡用戶共享。

SAN——存儲區域網絡，與NAS架構類似，只是基于光纖介質，傳輸速率以光纖網絡速度的服務器訪問存儲器的一種連接方式。1991年由IBM公司建成。

DAS存儲一般應用在中小企業，與計算機采用直連方式；NAS存儲則通過以太網添加到計算機上；SAN存儲則使用FC接口，提供性能更加的存儲。

OBS——對象存儲系統，綜合了NAS和SAN的優點，同時具有SAN的高速直接訪問和NAS的數據共享等優勢，提供了高可靠性、跨平臺性以及安全的數據共享的存儲體系結構。對象存儲被看作是塊存儲、文件存儲之后，一種更適合互聯網應用環節的存儲方式。

存儲方式的不同，是不同時代不同應用場景的存儲產物，各有優缺點，每家存儲廠商的方案也百花齊放百家爭鳴，比如云計算對象存儲，每家的命名和架構都有差異。

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學到了這，我們應該明白存儲是門技術活，特別是大型存儲項目，需要的集成系統更加復雜。在此，介紹一些比較專業的大型存儲系統。

集中存儲系統——采用集中的存儲服務器存放所有數據。存儲服務器成為系統性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點，不能滿足大規模存儲應用的需要。

分布式存儲系統——將數據分散存儲在多臺獨立的設備上，采用分布式可擴展的系統架構，利用多臺存儲服務器分擔系統負荷。它不但提高了系統的可靠性、可用性和性能，還易于在線靈活擴展。

全閃存陣列——完全由固態存儲介質（通常是NAND閃存）構成的獨立的存儲陣列或設備，這些系統是用于增強可能包含磁盤陣列的環境的性能，或者用于取代所有傳統的硬盤存儲陣列。

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學到這，我們需要知道現在的存儲趨勢之一是軟件定義存儲（SDS）。

SDS是一種數據存儲方式，所有存儲相關的控制工作都僅在相對于物理存儲硬件的外部軟件中。這個軟件不是作為存儲設備中的固件，而是在一個服務器上或者作為操作系統（OS）或hypervisor的一部分。

軟件定義存儲與軟件定義網絡（SDN）和軟件定義數據中心（SDDC），被認為是IT行業的發展趨勢。使用軟件定義存儲進行長期存儲充滿了諸多風險，例如數據位錯誤、硬盤故障、網絡攻擊、人為失誤以及自然災害等等。

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因此，再安全可靠的存儲介質和存儲方式，都不能保證存儲數據的100%，對關鍵數據進行容災備份被認為是企業信息安全的最后一道防線。所以，雙活容災又被提出來。

雙活容災——災備系統中使主生產端數據庫和備機端數據庫同時在線運行，處于可讀可查詢的狀態的技術，確保企業在一定范圍內的業務連續性和數據安全。

高可用災備系統常有的幾種工作方式：第一種是：共享存儲（磁盤陣列）的方式；第二種是雙機雙存儲，也叫全冗余方式；第三種是利用數據的同步方式，通常我們稱為mirror方式，包括基于文件級的復制功能、基于數據庫內部機制、基于數據攔截技術。

但是，由于雙活容災的存儲設備往往存放在同一個機房，所以發生火災、水災、人為破壞等風險依然存在。為此，異地容災又被提了出來。

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異地容災包括數據級容災和應用級容災，數據級容災是對數據在異地的復制備份等，應用級容災則強調核心業務應用的接管，即當生產機房發生故障停止工作時，備用機房能夠馬上接管業務繼續對外提供服務。

有了異地容災，一定程度上確保用戶數據不丟，業務不停，大家就再也不怕硬盤壞了。