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== 块存储 ==

块存储是一种计算机数据存储方式，将数据分解成相同大小的块（blocks）进行存储。每个块都有唯一的标识符，存储系统通过这些标识符来访问和管理数据。与[[文件存储]]和[[对象存储]]等其他存储方式不同，块存储直接提供对原始数据的访问，而不关心数据的结构或含义。

== 概述 ==

块存储是许多[[存储区域网络]]（SAN）和[[直接附加存储]]（DAS）系统的基础。它通常用于需要高性能和低延迟的应用，例如数据库、虚拟化环境和高性能计算。块存储的优势在于其灵活性和可扩展性，可以根据需要动态地分配和释放存储空间。

在块存储中，数据被分割成固定大小的块，例如4KB、8KB或16KB。这些块被分散存储在物理磁盘或其他存储介质上。存储系统维护一个元数据表，记录每个块的位置和属性。当应用程序需要访问数据时，它会向存储系统发出请求，指定所需的数据块的标识符。存储系统根据元数据表找到相应的数据块，并将其返回给应用程序。

块存储通常与[[RAID]]（冗余阵列独立磁盘）技术结合使用，以提高数据的可靠性和可用性。RAID技术通过将数据冗余地存储在多个磁盘上，即使单个磁盘发生故障，数据仍然可以恢复。

== 主要特点 ==

*   '''高性能：''' 块存储直接提供对原始数据的访问，减少了中间层的开销，从而实现更高的性能。
*   '''低延迟：''' 块存储的访问延迟较低，适合对实时性要求高的应用。
*   '''灵活性：''' 块存储可以根据需要动态地分配和释放存储空间，满足不同应用的需求。
*   '''可扩展性：''' 块存储可以通过添加更多的磁盘或存储设备来扩展存储容量。
*   '''数据完整性：''' 通过使用RAID等技术，块存储可以保证数据的可靠性和完整性。
*   '''块级别访问：''' 应用可以直接访问数据块，无需了解数据的结构或含义。
*   '''广泛兼容性：''' 块存储与各种操作系统和应用程序兼容，例如[[Linux]]、[[Windows Server]]和[[VMware]]。
*   '''支持多种协议：''' 块存储支持多种协议，例如[[iSCSI]]、[[Fibre Channel]]和[[NVMe over Fabrics]]。
*   '''成本效益：''' 块存储的成本相对较低，尤其是在大规模部署的情况下。
*   '''适用于虚拟化：''' 块存储是虚拟化环境的理想选择，可以为虚拟机提供高性能和可靠的存储。

== 使用方法 ==

使用块存储通常涉及以下步骤：

1.  '''配置存储设备：''' 首先需要配置块存储设备，例如磁盘阵列或[[软件定义存储]]（SDS）系统。这包括选择合适的RAID级别、设置磁盘分区和格式化文件系统。
2.  '''创建卷（LUN）：''' 在存储设备上创建卷（Logical Unit Number，LUN），LUN是块存储的基本单位。每个LUN都有一个唯一的标识符，用于在服务器上挂载。
3.  '''连接服务器：''' 将服务器连接到存储设备。这可以通过多种方式实现，例如使用iSCSI initiator、Fibre Channel HBA或NVMe over Fabrics adapter。
4.  '''挂载卷：''' 在服务器上挂载LUN。这通常涉及使用操作系统提供的工具，例如`mkfs`（创建文件系统）和`mount`（挂载文件系统）。
5.  '''数据访问：''' 应用程序可以通过文件系统或直接访问LUN来读取和写入数据。

以下是一个在Linux服务器上使用iSCSI连接和挂载块存储卷的示例：

*   安装iSCSI initiator：`sudo apt-get install open-iscsi`
*   发现iSCSI目标：`sudo iscsiadm -m discovery -t st -p <iSCSI目标IP地址>`
*   登录iSCSI目标：`sudo iscsiadm -m node -T <iSCSI目标IQN> -p <iSCSI目标IP地址> -l`
*   创建文件系统：`sudo mkfs.ext4 /dev/sdb` （假设/dev/sdb是iSCSI卷）
*   创建挂载点：`sudo mkdir /mnt/blockstorage`
*   挂载文件系统：`sudo mount /dev/sdb /mnt/blockstorage`

== 相关策略 ==

块存储可以与其他存储策略结合使用，以满足不同的需求。

*   '''分层存储：''' 将不同访问频率的数据存储在不同类型的存储介质上，例如将热数据存储在SSD上，将冷数据存储在HDD上。
*   '''数据去重：''' 消除重复的数据块，从而减少存储空间的占用。
*   '''数据压缩：''' 压缩数据块，从而减少存储空间的占用。
*   '''快照：''' 创建数据块的快照，用于数据备份和恢复。
*   '''复制：''' 将数据块复制到多个存储设备上，以提高数据的可用性和可靠性。
*   '''缓存：''' 使用高速缓存来加速对频繁访问的数据块的访问。
*   '''Thin Provisioning：''' 动态分配存储空间，仅在需要时才分配实际的存储空间。

以下表格比较了块存储、文件存储和对象存储的主要区别：

{| class="wikitable"
|+ 存储方式比较
! 存储方式 !! 访问方式 !! 数据结构 !! 适用场景
|-
|| 块存储 || 块级别 || 无结构 || 数据库、虚拟化、高性能计算
|-
|| 文件存储 || 文件级别 || 层次结构 || 文件共享、文档管理
|-
|| 对象存储 || 对象级别 || 无结构 || 图像、视频、备份
|}

块存储与[[云存储]]服务（如[[Amazon EBS]]、[[Azure Disk Storage]]和[[Google Persistent Disk]]）密切相关，这些服务通常基于块存储技术提供按需的存储资源。选择合适的存储方式取决于具体的应用需求、性能要求和成本预算。

[[存储虚拟化]]技术可以简化块存储的管理和配置，提高存储资源的利用率。[[数据迁移]]工具可以帮助将数据从一个块存储系统迁移到另一个系统。[[存储管理软件]]可以提供对块存储设备的集中管理和监控。

[[IOPS]]（每秒输入/输出操作次数）是衡量块存储性能的重要指标。[[延迟]]是衡量块存储响应速度的重要指标。[[吞吐量]]是衡量块存储数据传输速度的重要指标。

[[数据安全]]和[[灾难恢复]]是块存储的重要考虑因素。应采取适当的安全措施，例如访问控制、加密和备份，以保护数据免受未经授权的访问和丢失。

[[存储协议]]的选择会影响块存储的性能和兼容性。选择合适的存储协议取决于具体的应用需求和硬件环境。

[[SSD]]（固态硬盘）和[[NVMe]]（非易失性存储器）等新型存储介质可以显著提高块存储的性能。

[[存储成本]]是选择块存储的重要因素。应根据存储容量、性能要求和预算，选择性价比最高的存储解决方案。

[[容量规划]]是块存储部署的重要环节。应根据未来的数据增长趋势，合理规划存储容量，避免存储资源不足。

[[性能监控]]可以帮助及时发现和解决块存储性能问题。应定期监控存储设备的性能指标，例如IOPS、延迟和吞吐量。

[[存储审计]]可以帮助跟踪对块存储数据的访问和修改，确保数据的安全性和合规性。

[[数据治理]]是块存储管理的重要组成部分。应制定完善的数据治理策略，确保数据的质量、可靠性和可用性。

[[备份和恢复]]是块存储的重要组成部分。应定期备份数据，并测试恢复过程，以确保在发生故障时能够快速恢复数据。

[[存储生命周期管理]]可以帮助优化块存储的使用，降低存储成本。应根据数据的访问频率和重要性，制定存储生命周期管理策略，例如将不常用的数据归档或删除。

[[Category:Category块存储]]

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