说到“存储”，咱们会想到什么？是这个？
仍是这个？
又或许是这个？
哈哈，没错，咱们现在处于信息时代，每天都在和电脑、手机打交道。咱们的工作和日子，现已彻底离不开视频、音乐、图片、文本、表格这样的数据文件。
而所有这些数据文件，都需要经过电子设备进行保存，这便是数据存储，简称存储。
▉ 存储的根本载体——硬盘
对于一般用户来说，最常见的存储设备，便是硬盘。
咱们知道，计算机的三大中心硬件，分别是CPU（中央处理器）、内存（Memory）和硬盘（Hard Disk）。CPU担任运算，硬盘担任存储。而内存，是CPU和硬盘之间的桥梁。用于暂时存放CPU中的运算数据。
绝大部分的台式机、服务器、手机，都是内置存储体系。也便是说，它们的硬盘安装在设备内部。
以一般台式机为例，硬盘经过专用接口和数据线，衔接在主板上，完成和CPU、内存的数据衔接。
常用的硬盘专用接口如下：
手机等数码设备的“硬盘”，则是做成了很小的存储芯片，直接焊在主板上。
咱们再来简单看看硬盘的内部结构。
目前干流的硬盘类型有两种，分别是传统机械硬盘和SSD固态硬盘。小枣君以咱们比较了解的机械硬盘为例进行介绍。
硬盘之所以叫硬盘，是因为它的中心部分是一块或多块由坚硬金属材料制成的盘片。盘片上面涂抹了磁性介质，双面都能够记录信息。在盘面上读/写数据的，是磁头。
下图显示的是一个盘面：
盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道。从圆心向外画直线，能够将磁道划分为若干个弧段，每个弧段被称之为一个扇区（Sector，图中绿色部分）。
扇区是磁盘的最小组成单元。咱们应该看出来了，越靠圆心，扇区越短。那么，是不是越往外，扇区越长，存储的数据越多呢？
不一定。
旧式的硬盘，不管靠内仍是靠外，每个扇区的巨细是相同的，都是512字节。这种硬盘用柱面-磁头-扇区号（CHS，Cylinder-Head-Sector）组成的编号进行寻址。
而现在干流的硬盘，扇区密度是一致的，也便是说，越靠外侧，扇区数越多。每个扇区的巨细是4K字节，用一个逻辑块编号寻址（LBA，Logical Block Addressing）。
以扇区为根底，一个或多个接连的扇区组成一个块，叫做物理块。所以，硬盘往往又名块设备（Block Device）。
▉ 什么是逻辑卷？什么是文件体系？
为了便利办理，咱们能够将硬盘这样的物理块设备，分割成多个逻辑块设备。或许，咱们也能够将多个物理块设备，组合成一个容量更大的逻辑块设备。
底层的相关技术和工具，包含RAID（咱们可能比较了解）、JBOD、卷办理体系（Volume Manager）。
Windows的卷办理体系，便是它自带的磁盘办理工具。而Linux的，是大名鼎鼎的LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷办理）。
咱们先说说Windows的。
在Windows中，磁盘分为根本磁盘和动态磁盘。默认情况下，用户用的都是根本磁盘。
一个根本磁盘能够划分为多个分区，分区类别包含主分区、扩展分区和逻辑分区。
硬盘分区主分区是硬盘的发动分区，咱们常说的“C盘”便是硬盘上的主分区。MBR分区表能够划分出4个主分区。假如运用GPT分区，能够办理128个主分区。
除去主分区以外，硬盘剩下的容量就被认定为扩展分区。扩展分区不能直接运用。扩展分区能够分成一个或若干个逻辑分区，也便是咱们的“D盘”、“E盘”等。
动态磁盘是根本磁盘的升级形式。在动态磁盘中，分区叫做卷。卷的呈现，便是为了便于对多硬盘进行办理。
简单来说，动态磁盘能够将不同硬盘分到一个卷。假如你手中有160G和250G硬盘各一块，假如想划分90G和320G的分区，就能够凭借动态磁盘来完结。
动态磁盘里边的卷，又分为简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷、RAID-5卷。限于篇幅，就不做具体介绍了。根本磁盘里的分区，现在也被微软改叫为卷。
再来看看Linux的LVM工具。
其实LVM和动态磁盘的思路差不多的，也是把物理空间变成逻辑空间。
首先，物理存储介质进行初始化，变成物理卷（PV，physical volume）。
然后，一个或多个物理卷组成一个卷组（VG，Volume Group）。
创立卷组之后，再创立逻辑卷（LV，logical volume）。
整个进程，如下图所示：
好了，不管是Windows仍是Linux，逻辑卷都有了，是不是能够直接运用它们啦？
不行，还差一步。那便是文件体系（File System）。
文件体系就像库房办理员。作为用户，你不需要知道库房里边到底是什么样子，只需要把货物交给他，他会以一个树形结构目录，登记这些货物。你来取的时分，只需要告诉他路径，他就会把货物交给你。
文件夹结构文件体系有许多种类型，常见的有Windows的FAT/FAT32/NTFS（咱们应该很了解），还有便是Linux的EXT2/EXT3/EXT4/XFS/BtrFS等。
Windows体系下，经过对分区（卷）进行文件体系格式化，再分配一个盘符，咱们就能够在“我的电脑”里看到可用的磁盘。Linux体系下，咱们需要对逻辑卷入行文件体系格式化，然后履行挂载操作，也就能对存储空间进行运用了。
▉ 什么是DAS/NAS/SAN
除了内置存储之外，跟着存储容量需求的不断添加，加上维护便利性的需要，计算机体系开始引入了外挂存储。
也便是说，硬盘从计算机的内部，跑到了计算机的外部。外挂存储分为两种，一种是直连式存储（DAS，Direct Attached Storage），还有一种是网络存储（FAS，Fabric Attached Storage）。
DAS直连式存储，一般是运用专用线缆（例如SCSI），与存储设备（例如磁盘阵列）进行直连。
虽然数据存储设备看似在外部，但直接挂接在服务器内部总线上，是整个服务器结构的一部分。
DAS的缺点是存储设备只能衔接到一台主机运用，无法同享，本钱较高，且安全性可靠性较低。
FAS网络存储，是一种多点衔接式的存储。它又分为NAS（Network-attached Storage，网络接入存储）和SAN（Storage Area Network，存储区域网络）。
这些概念的名字十分像，咱们千万别晕。画个图看得理解一些：
NAS与DAS比较，最大的特色是非直连。它能够经过IP网络，完成多台主机与存储设备之间的衔接。
NAS大大提高了存储的安全性、同享性和本钱。但是I/O（输入输出）逐渐成为功能瓶颈。跟着应用服务器的不断添加，网络体系效率会急剧下降。为了解决这个问题，呈现了SAN存储方案。
SAN是在NAS根底上做的演进。它经过专用光纤通道交换机拜访数据，选用ISCSI、FC协议。
SAN和NAS的关键区别，就在于文件体系的位置。画个图就理解了：
能够看出，假如说SAN是一块网络硬盘的话，NAS根本上现已像一台独立的服务器了。NAS具有文件体系，用户能够经过TCP/IP协议直接拜访上面的数据。
在NAS的形式下，不同的客户端能够运用网络文件体系（Network File System）拜访NAS上的文件。
常见的网络文件体系有Windows网络的CIFS（也叫SMB）、类Unix体系网络的NFS等。FTP、HTTP其实也算是文件存储的某种特殊完成，它们经过某个URL地址来拜访一个文件。
▉ 未完待续……
跟着互联网的持续发展，网络上的数据量在不断激增，这给存储体系带来了巨大的压力和挑战。云计算的兴起，会给咱们全新的解决方案吗？
