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目前,在安防監(jiān)控存儲技術中,主要使用的是磁存儲技術,雖然人們想了很多辦法使其存儲容量等性能獲得很大提高,但硬磁盤有致命的弱點是存在機械磨損、可靠性及耐用性較差、抗沖擊抗震動能力弱、功耗大,終究不是我們安防監(jiān)控系統(tǒng)理想的存儲技術。因此,出現了高效存儲技術與RAID,以及軟件定義存儲與云存儲技術。
一、高效存儲技術隨著信息化技術水平的不斷提高,數據已經取代計算成為了信息計算的中心,數據將成為企業(yè)最終有價值的財富。根據預測,2020年數據宇宙將達到35.2ZB(1ZB=100萬PB),比2009年的0.8ZB增加44倍。在如此強大的實際需求推動下,人們不斷追求海量存儲容量、高性能、高安全性、高可用性、可擴展性、可管理性等特性,對存儲的需求不斷提高。信息量呈現爆炸式增長趨勢,使得存儲已經成為急需提高的瓶頸,因此需要另辟蹊徑來解決信息的急劇增長問題。高效存儲技術理念正是為此而提出的,它旨在緩解存儲系統(tǒng)的空間增長問題,縮減數據占用空間,簡化存儲管理,最大程度地利用已有資源,降低成本。
所謂高效存儲,即提高存儲利用效率、簡化存儲管理、降低存儲能耗,從而獲得較低的總持有成本和運營成本。目前,業(yè)界公認的高效存儲技術有如下五種。
(1)數據壓縮技術。數據壓縮是一種對數據進行編碼以減小數據量的處理方法和過程。存儲技術中使用無損數據壓縮技術來減小數據量,無損壓縮算法一般可以把普通數據壓縮到原來的1/2~1/4。
數據壓縮要求在寫入數據前進行編碼,在讀取數據前進行解碼,因此會對存儲系統(tǒng)性能產生一定的影響。然而,數據壓縮技術可以有效縮減數據存儲容量及存儲硬件需求,在存儲技術中應用非常廣泛,尤其是近線和離線存儲。數據壓縮并非對任何數據都會效果顯著,諸如JPEG、MPEG、MP3等文件格式,這類數據已經由應用層做過壓縮處理,存儲系統(tǒng)對它的再次壓縮幾乎沒有效果,而且會產生額外的性能損失。另外,數據壓縮和加密機制往往同時被應用,壓縮和加密操作需要按照合適的順序執(zhí)行。加密會對數據進行轉置和變換,通常會增加字節(jié)冗余數據發(fā)現的難度,以及降低數據壓縮率,所以數據壓縮應當先于數據加密執(zhí)行,而解壓縮則以相反次序執(zhí)行,以獲得更高的壓縮率。
數據壓縮可以有效縮減數據存儲容量,緩解數據增長壓力,不足之處是相應產生一定性能損失。因此在存儲系統(tǒng)中實際運用時,需要根據存儲的性能、容量、成本等因素綜合考慮,不能由于采用數據壓縮而導致性能指標不能達標,為了提高性能而又增加總成本。通常,性能要求高的實時在線數據存儲不適合采用數據壓縮:而以數據備份、容災、歸檔、復制為主的近線和離線存儲,存儲容量需求大,但性能要求較低,非常適合采用數據壓縮技術。然而,如果有方法可以解決壓縮和解壓所產生的性能損失問題(如專用芯片、高效算法),在線存儲采用數據壓縮也是可行的。
(2)重復數據刪除(Deduplication)技術。重復數據刪除是一種數據縮減技術,可對存儲容量進行有效優(yōu)化。它通過刪除數據集中重復的數據,只保留其中一份,從而消除冗余數據,如圖1所示。
圖1 重復數據刪除技術原理
(3)自動精簡配置(Thin Provisioning)技術。自動精簡配置是一種全新的存儲空間管理技術,利用虛擬化方法減少物理存儲部署,可最大限度提升存儲空間利用率。傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)中,為確保存儲容量足夠使用,用戶往往會部署多于實際需求的充足物理存儲空間。但在實際使用過程中,部署容量通常未受到充分利用。行業(yè)研究組織發(fā)現在某些項目中,實際使用容量僅占部署容量的20%~30%。因此,自動精簡配置技術應運而生,旨在實現更高的存儲容量利用率,并帶來更大的投資回報。
自動精簡配置不會一次性地劃分過大的空間給某項應用,而是根據該項應用實際所需要的容量,多次、少量地分配給應用程序,當該項應用所產生的數據增長,分配的容量空間已不夠的時候,系統(tǒng)會再次從后端存儲池中補充分配一部分存儲空間。自動精簡配置技術擴展了存儲管理功能,雖然實際分配的物理容量小,但可以為操作系統(tǒng)提供超大容量的虛擬存儲空間。隨著應用寫入的數據越來越多,實際存儲空間也可以及時擴展,而無須手動擴展。換句話說,自動精簡配置提供的是“運行時空間”,可以顯著減少已分配但是未使用的存儲空間。利用自動精簡配置技術,能夠幫助用戶在不降低性能的情況下,大幅提高存儲空間利用效率,降低初始投資成本;需求變化時,無須更改存儲容量設置;通過虛擬化技術集成存儲,降低運營成本;減少超量配置,降低總功耗。