计算机硬件储存设备与网络储存的发展

1、计算机硬件储存设备与网络储存的发展   本文关键词：    本文简介：摘要：伴随着计算机硬件技术的不断更新，在互联网技术迅猛发展的背景之下，计算机功能更加多样化，满足人们在生活、工作等方面的需求，特别是在资料储存方面，人们提出了较高的要求，硬件储存器和网络储存这两个途径在网络技术创新中发挥着积极的作用。笔者主要从计算机硬件储存和网络储存的角度出发，分析存储的发展过程，    本文内容：   ：伴随着计算机硬件技术的不断更新，在互联网技术迅猛发展的背景之下，计算机功能更加多样化，满足人们在生活、工作等方面的需求，特别

2、是在资料储存方面，人们提出了较高的要求，硬件储存器和网络储存这两个途径在网络技术创新中发挥着积极的作用。笔者主要从计算机硬件储存和网络储存的角度出发，分析存储的发展过程，并探讨发展中存在的问题。   ：计算机硬件储存；HDD；SSD；网盘；云存储   随着计算机的出现，人们的生产和生活方式发生了极大变化，特别是在计算机硬件技术不断升级和发展的背景之下，计算机的储存也获得了更加清晰的发展方向，有着更加可靠的发展途径。伴随着时代的不断进步，很多技术都获得了发展，计算机储存技术就是其中的一项。人们所使用的储存技术是在不断发展的背景下出现的，并且能够结合不同时代

3、的发展需求，融入不同的内容，为了更好满足人们对资料存储的需求，本文将介绍计算机硬件存储的现状及几种常用的网络存储技术，从而为用户选择资料存储方式提供参考。   1.1机械硬盘   1956年IBM公司推出了世界上第一个硬盘驱动器RAMAC，开启了硬盘领域的发展史。1973年，IBM发明了第一台Winchester（温氏）硬盘（简称HDD），它的特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。使用时，磁头沿高速旋转的盘片上做径向移动，这便是现在所有硬盘的雏形。传统的温彻斯特硬盘虽然外表普通，内部却是一个集机、电、磁于一体的精密设备。浮动磁头组

4、件是硬盘中最精密的部件之一，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面飞行，飞高间隙只有0.080.3m。磁盘工作的最主要原理就是完成数据的记录工作，并且需要获得特定的磁粒子极性的帮助。磁头在读取数据时，盘面会处在一个高速旋转的状态，此时的磁头不会和盘面接触，这样就不会磨损，但是又不影响数据读取。在运行的过程当中，这种操作会使得磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，在数据转换器的帮助之下，会使得原始的信号成为电脑当中可以使用的一些数据。在写的操作方面恰好和上述操作相反。传统的机械硬盘需要借助机械部件来进行驱动，因此，在读写数据时，需要借助物理旋转的磁盘，在整体的存储过程当中，探索

5、性十分突出，这将导致硬盘的数据传输效率受到了严重的限制，从而成为机械硬盘无法突破的瓶颈，并且严重制约了PC性能的提升。   1.2固态硬盘   固态硬盘（简称SSD），是在传统硬盘上衍生出来的概念，简单说就是用半导体芯片制成的硬盘1。固态硬盘在很多方面的要素和普通硬盘是相同的，例如，接口的规范和定义等等，并且产品的外形和尺寸也和普通的硬盘一样。固态硬盘中是一个大的PCB板，上面分布有主控芯片和Flash颗粒等一些比较小的元器件。固态硬盘实际上就是一个体积比较大的U盘。从内部结构的角度出发，固态硬盘的存储介质一般是一些闪存的芯片，它最主要的原理就是在主控芯

6、片的帮助之下，把数据烧录在闪存的芯片上2。这样的存储方式和其他方式比起来，存储时间比较长，同时，不需要获得电源的支持。由于结构上的不同，固态硬盘在读取写入数据时不需要等待，由于SSD固态硬盘没有磁头，所以几乎不存在寻道时间这一概念，它读取写入数据的速度相对传统的机械硬盘高很多。固态硬盘因没有任何机械装置，所以无噪音，另外，相对抗震、超低功耗都是它的优点。随着半导体制程的发展，为了进一步提高容量、降低成本，闪存芯片的制程工艺从早期的50nm发展到现在的15nm，工艺越先进，闪存芯片的氧化层越薄，可靠性也就越差，厂商要解决这个问题但又会提高成本，以至于发展到一定程度制程工艺已不具备优势，因此，容量

7、与寿命成为固态硬盘面临的重要矛盾。   1.3固态硬盘的发展趋势   固态硬盘多属于平面闪存，厂商针对固态硬盘存在的问题，生产出了3D闪存，随着3D闪存技术的不断发展，固态硬盘必然摆脱容量与寿命的矛盾，凭借速度的优势逐渐取代机械硬盘3。   2.1传统网盘   最早期的网盘技术不能够满足网民的要求，因此，网民会把需要存储的资料通过添加邮箱附件的形式发送到自己的邮箱当中，该操作方式操作简单，整体的安全性和可靠性突出，但是会受到邮箱的限制。后来，在论坛发帖添加附件的方式缓解了空间方面受限的问题，但是帖子会面临被管理员删

8、除的可能性。在论坛中和网友进行资料的共享是网盘在共享服务方面的初级形态。网盘，又称网络U盘、网络硬盘，是一些网络公司推出的在线存储服务4。也就是说传统网盘的功能还停留在存储数据，只是用户存放文件的位置从本地挪到了服务器，很多时候面向个人服务的网盘并不提供备份功能。传统网盘上传的资料与服务器空间是一对一的关系，就是说用户每上传1G的资料，服务器必须提供1G的存储空间，这就提高了对带宽和存储空间的要求。传统网盘一开始只有最简单的存储功能，后来慢慢才有了共享功能，无法满足用户数据迁移与管理的需求。   2.2云存储   伴随着网盘市场竞争的日益激烈，在存储技术

9、不断发展的背景之下，传统的网盘技术难以满足人们的需求，传输的速度比较慢，恢复能力低和安全性比较差的问题一直困扰着网盘企业，营运成本高更是给企业带来了致命的一击。应用云计算存储技术使得网盘行业面临着新的革命，使得传统的网盘被云储存所取代。云存储最大优势在于将单一的存储产品转换为数据存储与服务，个人云存储给用户带来的体验极好，所以获得了巨大的投资，用户获得稳定的服务，并且人们的存储需求得到有效的满足，进而受到越来越多人的青睐5。云计算本身就是一个基于互联网的服务的增加、使用和交付模式6。云存储是在云计算概念上所延伸和发展出来的一个新的概念，一般会在集群应用和网格技术等各种系统功能的辅助之下，结合分

10、布式文件系统，对网络当中不同类型的存储设备进行软件集合方面的协同操作，共同为外界提供数据存储和业务访问功能。在这样的一种操作模式下，空间的利用率会得到较大的提升，同时，也会使得整体存储的安全性得到有效的提高，网络硬盘迎来了一个快速的发展时期。网络云存储技术三种常见类型如下。（1）DAS。DAS是直连方式存储，在这种方式下，存储设备是通过电缆直接到服务器的。I/O请求直接发送到存储设备，它依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统，是完全独立于主机的RAID系统。（2）NAS。NAS是网络接入存储，NAS连接到普通的网络上，通常是以太网，使用一个优化的文件系统和瘦（剥离的）操作系统

11、。在NAS存储系统中包含两类设备：客户端主机和NAS服务器。应用程序在客户端主机中产生文件I/O访问请求的系统调用，假如被访问的数据存在于本地文件系统中，那么文件I/O系统调用将会被本地文件系统处理；假设被访问的数据存在于远程文件系统中，那么I/O重定向器则通过命令将通过网络文件协议（NFS或CIFS）的消息报文交由NAS服务器处理。（3）SAN。SAN是存储区域网络，可以把一个或多个系统连接到存储子系统。它是一种在服务器与外部存储资源或独立的存储资源之间实现高速、可靠访问的专用网络。在SAN中，每个存储设备并不隶属于任何一台单独的服务器。在SAN的存储系统中，其软件体系结构基本上与NAS相同

12、，关键区别是NAS系统中的磁盘控制器的驱动程序被替换成光纤通道协议栈（FC）或ISCSI、TCP/IP协议栈。它们提供了将块级别I/O指令传输到位于SAN网络另一端的存储设备的能力。   在SAN结构当中文件管理系统会分别分布在每一个应用服务器上，不会以集群式存在，而NAS是每一个应用服务器在网络共享协议的帮助之下，使用同一个文件管理系统，简单来说，这两种存储系统的区别在于NAS有自己的文件系统管理，而SAN主要是把目光集中在磁盘、磁带以及连接它们的一些基础结构层面。   为给用户带来更好的云存储体验，获得更广泛的使用，网络厂商正在与全球存储厂商合作，推动开放式网络存储发展，努力实现网络存储的兼容性和互操性，为用户提供可依赖的存储解决方案，未来用户不用为自己的电脑配置硬盘，而云端的网络硬盘将会是唯一的存储工具。   1袁飞.固态硬盘的研究与应用D.成都:电子科技大学,2010.   2张伟杰.探析计算机硬件储存设备与网络储存的发展现状J.科技视界,2014(30):91.   3倪永军,谢长生.网络存储技术现状、存在的问题及对策研究J.计算机工程与应用,2003(10).