存储系统：存储系统是指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所组成的系统。一个提供了读写、控制类接口，能够安全有效地把数据持久化的软件，就可以称为存储系统。
存储系统的特点
- 作为后端软件的底座，性能敏感
- 存储系统软件架构，容易受硬件影响
- 存储系统代码，既简单有复杂
存储器层级结构
金字塔型的存储结构，塔尖代表一类特定的存储设备，这类设备的容量是极小，但可以支持超高性能的访问。与底部的存储设备正好相反，容量是非常大的，但是读写和访问速度非常慢，访问方式也是极其不友好。
数据从应用到存储介质
- 缓存很重要，贯穿整个存储体系
- 拷贝很昂贵，应尽量减少
- 硬件设备五花八门，需要有抽象统一的接入层
RAID（Redundant Array of Independent Disks）技术
RAID出现的背景：
- 单块大容量磁盘的价格 > 多块小容量磁盘
- 单块磁盘的写入性能 < 多块磁盘的并发写入性能
- 单块磁盘的容错能力有限，不够安全
RAID 0：
- 多块磁盘简单组合
- 数据条带化存储，提高磁盘带宽
- 没有额外的容错设计
RAID 1：
- 一块磁盘对应一块额外镜像盘
- 真实空间利用率仅50%
- 容错能力强
RAID 0 + 1：
- 结合了RAID 0 和 RAID 1
- 真实空间利用率仅50%
- 容错能力强，写入带宽好
数据库
关系型数据库
- 用二维表来存储数据
- 数据之间的关系通过主键和外键进行定义和维护
- 适用于结构化数据和复杂查询
- 常见关系型数据库MySQL、Oracle、SQL Server
非关系型数据库
- 不使用表格来存储数据，而使用其他数据结构，如键值对，文档等。
- 速度快，高扩展性，成本低
- 键值型数据库：Redis；文档型数据库：MongDB；搜索引擎数据库：ES、Solr；列式数据库：HBase；图形数据库：InfoGrid
数据库事务：
- Atomicity：事务内的操作要么全做，要么不做
- Consistency：事务执行前后，数据状态是一致的
- Isolation：可以隔离多个并发事务，避免影响
- Durability：事务一旦提交成功，数据保证持久性
单机存储
单机存储 = 单个计算机节点上的存储软件系统，一般不涉及网络交互。
本地文件系统
Linux经典哲学：一切皆文件
文件系统的管理单元：文件
文件系统接口：文件系统繁多，如Ext2/3/4，sysfs，rootfs等，但都遵循VFS的统一抽象接口
Linux文件系统的两大数据结构：Index Node & Directory Entry
Index Node:记录文件元数据，如id、大小、权限、磁盘位置等，inode是一个文件的唯一标识，会被存储到磁盘上，inode的总数在格式化文件系统时就固定了。
Directory Entry：记录文件名、inode指针，层级关系（parent）等，dentry是内存结构，与inode的关系是N：1（hardlink的实现）。
key-value存储
常见使用方式：put(k，v) & get(k)
常见的数据结构：LSM-Tree，某种程度上牺牲了读性能，追求写入性能
拳头产品：RocksDB
分布式存储
分布式存储 = 在单机存储基础上实现了分布式协议，涉及大量网络交互。
HDFS：它是一个分布式文件系统，设计用于在集群中存储大量数据，并提供高容错性、高吞吐量和可扩展性。堪称大数据时代的基石
HDFS核心特点
- 支持海量数据存储
- 高容错性
- 弱POSIX语义
- 使用普通x86服务器，性比价高
HDFS架构
HDFS读文件数据流
HDFS写文件数据流
Ceph
Ceph是一个强大的分布式存储系统，具备出色的性能、可靠性和可扩展性。它的架构包括RADOS（Reliable Autonomous Distributed Object Storage）层，由多个存储设备节点组成。Ceph提供对象存储、块存储和文件系统存储，并且支持高度动态扩展。Red Hat的Ceph Storage还引入了Ceph文件系统（CephFS），它是兼容POSIX标准的分布式文件系统，构建在RADOS之上。Ceph在云计算和存储领域广泛使用，为虚拟机镜像、对象存储和文件存储等提供了统一的解决方案。它的诞生可以追溯到2004年，经过多年的发展，Ceph在分布式存储领域取得了显著的成就，成为开源社区的重要项目之一。
Ceph的核心特点：
- 一套系统支持对象接口、块接口、文件接口，但是一切皆对象
- 数据写入采用主备复制模型
- 数据分布模型采用CRUSH（HASH + 权重 + 随机抽签）算法
后续未完，待补😭
