為了更清晰的認識我們所生存的環(huán)境,，提高人際溝通效率，人們收集和創(chuàng)造了大量的數(shù)據(jù),，有些是對物理世界的客觀描述,，如原子和分子的組成,，或是DNA螺旋結(jié)構(gòu)；也包括煙波浩渺的宇宙中的星系和星云,；亦或是人類對自身歷史的記錄,；還有一些數(shù)據(jù)被用于人們相互溝通，如Facebook上每天新增數(shù)十億條內(nèi)容,，或每天被發(fā)送的數(shù)千億封郵件,。

    隨著人們對客觀世界的逐步認知，人際溝通的效率越來越高,，人們的溝通與生活也越來越豐富,，人類收集和創(chuàng)造的數(shù)據(jù)也越來越多，這些數(shù)據(jù)飽含信息與知識,，是人類智慧與勤勞的結(jié)晶,，是人類寶貴的信息資產(chǎn)。一部《史記》,，共52萬6千500字,，約1MB數(shù)據(jù)；一組用于基因研究的染色體照片數(shù)據(jù)量超過2TB,；歐洲核子研究中心(CERN)每年有超過20PB數(shù)據(jù)通過全球最大的大型強子對撞機(LHC)被收集起來用于微觀粒子研究,。根據(jù)IDC的分析，2011年全球數(shù)據(jù)產(chǎn)生量達到1.8ZB,，到2020年這個數(shù)字將增長50倍（1ZB=1,000EB=1,000,000PB）,，如此大規(guī)模的數(shù)據(jù)給存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" title="存儲">存儲" 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title="存儲">存儲系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，人類將如何應(yīng)對咆哮而來的數(shù)據(jù)洪流,？

    存儲方案的演進

    在人類發(fā)明和使用電子計算機以前,，數(shù)據(jù)處理由人類大腦完成,，大腦中還同時存儲了大量信息用于支撐數(shù)據(jù)處理,，人類大腦存儲的信息依然相對有限，仍有大量數(shù)據(jù)被存儲在圖書館,。當有需要的時候,，人們便會到圖書館獲取更多的數(shù)據(jù)。以此我們可以總結(jié)出如下的一種數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)處理模型：

    該模型包括三個部分,，計算單元,、內(nèi)部存儲單元（低延遲，容量偏?。?、外部存儲單元（延遲增加，容量超大）,。如果按照對圖書的存儲(記憶)能力來估算,，通常一個人大腦中能記憶的內(nèi)容不超過1000本書,，圖書館中收藏的書籍大約是百萬本為單位。兩種存儲的存儲容量差距大概是1000倍,，而且圖書館中的數(shù)據(jù)可以被很多人共享,。

    20世紀電子與信息技術(shù)迅速發(fā)展，機器計算迅速普及,，馮·諾依曼在1945年6月30日,，提出了存儲程序邏輯架構(gòu)，即現(xiàn)有的計算機都遵循的“馮·諾依曼體系架構(gòu)”,，具體如下圖：

    我們可以看出,，馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與人腦（生物）計算模型匹配度相當準確。我們通常把運算器和控制器合并成中央處理器（CPU）,，內(nèi)部小容量的存儲提供快速的訪問,，外部存儲器提供大容量的存儲空間。在不同的計算機時代,，我們可以按照不同的角度來理解馮諾依曼體系結(jié)構(gòu),。在單機計算時代（包括大型機、小型機,、微機）內(nèi)部存儲器可理解為內(nèi)存（即Memory）,，外部存儲器可理解為物理硬盤（包括本地硬盤和通過網(wǎng)絡(luò)映射的邏輯卷）。在本地硬盤空間不足,，可靠性無法滿足業(yè)務(wù)需求的情況下,，SAN存儲出現(xiàn)了，通過網(wǎng)絡(luò)映射的邏輯卷（即SAN存儲提供的LUN）成為增強版的硬盤,。為了解決數(shù)據(jù)共享的問題,，NAS存儲隨之誕生。

    但馮諾依曼體系架構(gòu)沒有考慮并行計算和數(shù)據(jù)共享情形,，在如今的網(wǎng)絡(luò)時代,，大量計算設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)形成一個龐大、相互獨立但又邏輯統(tǒng)一的計算系統(tǒng),，因此我們可以總結(jié)出一個數(shù)據(jù)存儲的通用模型,，這個模型包括兩級存儲，其存儲容量差距約1000倍：

    如果將上圖中每一個計算模塊理解為一個計算內(nèi)核,，那么高速存儲單元則是CPU內(nèi)的緩存（單位為KB~MB）,，海量存儲單元則是內(nèi)存（單位為GB）；如果把每一個計算模塊理解為一個CPU,，那么高速存儲單元則是內(nèi)存（單位為GB~TB）,，海量存儲是物理硬盤或通過網(wǎng)絡(luò)映射給服務(wù)器的邏輯卷（或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，單位為TB~PB）；如果把計算模塊理解為針對某一項任務(wù)或某一組任務(wù)提供計算能力的服務(wù)器集群,，把SAN或NAS等擁有TB~PB級存儲規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備理解為高速存儲單元,，那么具備PB~EB級存儲容量的海量存儲單元將基于什么技術(shù)和產(chǎn)品構(gòu)建呢？

     SAN和NAS技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)十年,，目前單臺SAN或NAS設(shè)備最大容量已經(jīng)達到PB級別,，但在應(yīng)對EB級數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)時，還是顯得有些力不從心,。這主要由于其架構(gòu)和服務(wù)接口決定的,。

    SAN使用SCSI協(xié)議作為底層協(xié)議，SCSI協(xié)議管理的粒度非常小,，通常以字節(jié)(byte)或千字節(jié)(KB)為單位,；同時SCSI協(xié)議沒有提供讀寫鎖機制以確保不同應(yīng)用并發(fā)讀寫時的數(shù)據(jù)一致性，因此難以實現(xiàn)EB級存儲資源管理和多個服務(wù)器/服務(wù)器集群之間數(shù)據(jù)共享,。