研究存储的

❶ 国内的存储厂商都有哪些

目前主流的软件定义存储产品主要分两类：

• 自主研发，比如国内的主要有 SmartX，华为，国外的主要有 vSAN ，Nutanix；

• 基于开源的 Ceph 研发，比如 XSKY，杉岩，深信服。

❷ 求网络数据包存储研究的意义。

存储——第三个主角登场

20年前，我们开始以计算为核心谈论PC浪潮。10年前，我们开始以网络为中心谈论网络浪潮。今天，我们开始谈论存储浪潮，并且已经过渡到以数据为中心了。

存储是数据的“家”。处理、传输、存储是信息技术最基本的三个概念，任何信息基础设施、设备都是这三者的组合。

历史学家发现：每当存储技术有一个划时代的发明，在这之后的300年内就会有一个大的社会进步和繁荣高峰。

存储的昨天

存储是信息跨越时间的传播。几千年前的岩画、古书，以及近代的照相技术、留声机技术、电影技术等的发明，极大丰富了我们的信息获取渠道。这些都是和存储技术的发明分不开的。从20世纪开始信息技术发生了历史性的转移,“万物皆可数”,这对人类历史将具有深刻的意义。

存储的今天

可以将当代信息技术的总轮廓归纳为以下三部曲。

第一步：把现实各种各样信息形式的现实域转化为数字域；第二步：在数字域中进行三种简单的操作，即处理、传输、存储；第三步：再把数字域转化为现实域。

存储技术特点

对于半导体存储(RAM、ROM、Flash)技术，其特点是存储速度快，但是容量小；而磁存储(硬盘、软盘、磁带)容量大，速度慢；光存储(CD、DVD、MO、PC、BD、全息)综合了两者的优点，容量大，速度快，但是还是达不到我们所希望的容量和速度。一种理想的存储技术正在探索之中，设计思想是由一种具有绝对优势的存储技术来统一现有技术，采用“固态RAM”，容量将像硬盘那样大，速度像内存那样快，掉电后信息不丢失。

各种存储系统组合

任何单一的存储器件和设备都无法满足目前网络对存储的需求,存储资源单元一定要组合起来，以提供大容量、高性能、低价格、高可用、高安全的存储系统为目的的存储资源（注：存储资源不是数据资源）组合。

最经典的组合是Cache和虚拟存储器（VM）的组合。Cache是指SRAM与DRAM的组合，VM是指DRAM与DISK的组合，它们看起来是又大又快又便宜的存储器，这是教科书中常提到的。

目前用得最多的是磁盘阵列，是多个硬盘的组合，特点是容量大、速度快，而且最好的特点是可用性增加，即使有硬盘坏了，信息仍可用。这里把通信中的纠错理论用到磁盘中来，利用奇偶校验技术恢复数据，保证了信息的安全。这一点很重要。

若把多个磁盘阵列通过网络连接起来，用存储虚拟化软件把它们作为大的存储池，这样就有了更大规模的存储资源，存储成为中心，虚拟存储池好比是水库，服务器好比是抽水器，网络就成为水管，为我们提供信息。

还有一种新的技术，就是大规模的集群存储，是大量机器内硬盘的组合，不同于前面所讲的存储系统。如Google的存储信息系统0.5s就可以把信息提取出来。它的实现是通过多个PC内部硬盘空间的组合，拥有899个机架，每架80台PC的规模，共79112台PC机，每台2个硬盘，就有158224个硬盘，6180TB容量。

对等存储（P2P）是把各用户的PC机当作存储系统，大量加盟的PC机和服务器中的存储器组合成的存储系统，提供高带宽的视频服务和其他共享服务。

其他组合还包括虚拟磁带库等技术。

各种组合的目的都是为了形成虚拟的大容量、高性能、低成本、高可靠、高安全的存储器。空间分布和性能相比，空间分布越小性能越高、越近性能越高；控制权与安全性相比，越集中控制安全性最高。不同的组合有不同的用途，如P2P存储很适合公共共享资源（电影、电视、音乐），对关键的、私有的、保密的信息不适用；反之，EMC、IBM、HDS、HP等的大型阵列可提供高可靠、高性能、集中控制，用来存储一般人接触不到的关键数据。

存储技术的发展

硬件发展存在6个规律，分别两、两关于处理、传输和存储。

（1）Moore定律：微处理器内晶体管数每18个月翻一翻。

（2）Bell定律：如果保持计算能力不变，微处理器的价格每18个月减少一半。

（3）Gilder定律：未来25年（1996年与预言）里，主干网的带宽将每6个月增加1倍。

（4）Metcalfe定律：网络价值同网络用户数的平方成正比。

（5）半导体存储器发展规律：DRAM的密度每年增加60%，每3年翻4倍。

（6）硬盘存储技术发展规律：硬盘的密度每年增加约1倍。

存储本身又有一个新摩尔定律（1998年由图灵奖获得者Jim Gray提出）：从现在起，每18个月，新增的存储量等于有史以来存储量之和。数据量信息如此爆炸性增长，对存储就有了非常大的需求的刺激。

存储技术从原理层、器件层、设备层到系统层都有了很大进步。硬盘是发展最快的存储介质。是最重要的大容量存储设备，20世纪50年代由IBM发明以来密度增加了100万倍，到目前为止还没有找到能与之竞争的对手。最近硬盘的产品密度超过每平方英寸100Gb，实验室密度已超过每平方英寸1Tb；主要采用了超低飞行磁头10nm、加钌超稳定介质、PRML读通道、垂直磁记录（硬盘将在2006年全面转为垂直磁记录）等技术，再下一代还有光磁混合纪录等技术。硬盘存储还会进一步提高。

例如微硬盘，可以应用在移动计算、数码相机、数码摄像机和智能手机等领域。

光存储技术也有很大的进展。目前主要有CD-ROM、DVD-ROM、DVD机 DVD-RW(DVR)等。最近要产品化的技术在向高密度进军，已有蓝光DVD上市，每片可达25G的容量，还有多层多阶光存储、近场光存储（1片可以存250G）、全息光存储（1片可以存1T）等。磁光混合存储技术成熟之后密度会进一步增加。

前面提到的理想的存储器固态RAM（Dream Memory），理论上可以达到每平方英寸400T，实现掉电不丢失信息，既可以代替硬盘也可以代替内存，和CPU结合在一起，将使计算机系统在一个单芯片上得以实现。目前在技术上已经实现了，只是存储容量还比较低。

存储系统结构的发展思路

从处理的发展思路来看，是从单处理器－多处理器－多计算机－网格的路线进行的。对于存储也类似，遵从硬盘－阵列－存储网－数据网格的路线发展，由软件和硬件共同实现，系统结构必须和软件相配合，如存储虚拟化软件（单一逻辑映像）、存储资源管理软件（容量、级别、性能）、存储备份、异地容灾、数据迁移软件、数据生命周期管理软件等。

对解决可用性也有了新的思路，如借鉴生物学心脏工作的原理，提出具有耗散结构的存储系统。包括美国和我国在内正在研究这样一种系统，系统中有很多硬盘，具有监测硬盘是否有坏的可能性的功能，一旦监测到硬盘可能会坏，则立刻转移数据，即在数据丢失之前就已经备份，没有数据恢复时间，系统总是保持新鲜的不停机的状态，可用性很强。

随着异构的存储系统规模越来越大，系统越来越难以管理，人为错误越来越多，管理成本越来越高。现在产生一种新的技术叫对象技术，旨在把管理下移，令存储设备包含更多的智能，使得管理大为简化。华中科技大学提出的进化存储系统，就使得存储在物理上进化，数据分布得到进化，解决管理复杂性问题。

另外，也要考虑数据生命周期问题。一切都存下来不是一个好的办法。无限扩大容量，成本无谓增加。管理和保存无用的数据是巨大的浪费，无用信息干扰当前信息存取的性能。

解决途径是向大脑学习遗忘机制，重要的信息深层记忆，不重要的浅层记忆，无用的信息忘掉。

存储的明天

存储需求量还是在急剧增加。目前的视频通信还只能用在小窗口中，如果要是大窗口通信，就会有很大的数据量，现在还没有实现。

麻省理工学院实验室已经成功实现了立体的影像，可以通过全息投影技术，在空间透过玻璃看到立体的影像（图3）。若用超级计算机数据压缩技术计算以后，每秒钟动起来，就可以看到立体的栩栩如生的影像。若将此技术应用在宽带通信上，则通信就会发生革命性的变化，以后就不只是听声音开一个小窗口，而是实现一个活生生的人在你面前和你通话。

You Life bit项目是微软正在开展的非常有意思项目。通过将存储和人的视觉神经连接起来，利用人自己的眼睛在硬盘中把一生中的任何细节的图像存下来。这是个庞大的工程。

信息技术改变了我们的生活，还将不断使社会发生深刻变化。

❸ 计算机存储系统发展的研究方向有哪些

由于科学计算和数据处理对存储系统的要求越来越高，需要不断改进已有的存储技术，研究新型的存储介质，改善存储系统的结构和管理。大规模集成电路和磁盘依然是主要的存储介质。利用新型材料制作大规模集成电路、大容量的联想存储器可大大提高速度，对于计算机系统和软件都会发生影响。磁盘技术、光盘技术、约瑟夫逊结器件，以至研究新的存储模型，都是计算机存储系统发展的研究课题。
此外还要进行新的存储机制的研究。这方面的研究方向是：①由一维线性存储发展到面向二叉树存储结构，提供更广阔数据结构所需的动态存储空间。②由单纯的数据存储发展到能融合图像、声音、文字、数据等为一体的多维存储系统。③由存储精确的数据到能接收模糊数据的输入。④面向对象的存储管理的研究。⑤智能存储技术的研究，探索新的记忆原理，发明新的存储器件，构造新的存储系统。

❹ 我国研制出的超高密度信息存储优点是什么

材料是超高密度信息存储的关键。经过对数十种有机材料的反复筛选和实验，中国科学院物理研究所高鸿钧研究员领导的研究小组，设计出有特色的电荷转移有机高或功能分子体系作为信息存储的介质，利用体系的特性成功实现了超高密度信息存储，显示出在分子尺度上存储时具有稳定性、重复性和可擦除性好的独特优戚老伍点。研究小组将信息存储点的直径减小到1纳米左右，并可对信息点进行反含拦复擦除。

❺ 计算机存储系统发展的研究方向有哪些

1）内存储器与外存储器（或主存储器与辅助存储器）：
2）cpu——cache
存储层次：由于主存储器的读写速度低于cpu的速度，而cpu每执行一条指令都要访问内存储器，所以cpu总是处于等待状态，严重降低了系统的效率。引入cache后，在cache内保存着主存储器内容的部分副本，cpu在读写数据时首先访问cache。由于cache的速度与cpu相同，因此cpu就能在零等待状态下迅速地完成数据的读写。
3）、cache——内存储器存储层次：当cache中不含有cpu所需的数据时，cpu才去访问内存储器。此时用一个存储器读取周期的时间从内存中读出这个数据后送到cpu，并且，把含有这个数据的整个数据块从内存送到cache中。
4）、内存储器——外存储器存储层次：当一个程序需要执行时，计算机必须将其程序通过一定的调度算法从外存调入内存。cache-
>内存储器-
>外存储器：其容量越来越大，但读写速度越来越低。

❻ 华为天才少年主攻存储领域研究

自古英雄出少年。

本年度的华为天才少年项目再次引爆眼球。一位是从普通本科一路“逆袭”到华中科大博士，并成为唯一拿到本年度最高档年薪的青年才俊；另一位则是在多种A类期刊发表论文，集智慧与美丽于一身的美女博士。这两位成功入围项目的华中科大博士迅速成为街头巷议的热门话题。

值得关注的是，本年度入围的两位华为天才少年在校研究方向均跟数据存储有着紧密联系。因此，这二位不约而同地选择华为做存储相关的研究，让人不得不感叹华为存储对于基础研究与人才的重视。

事实上，从十八年前正式起步开始，华为存储一路发展始终与各大高校科研机构保持着紧密联系，高校科研机构不仅是华为存储人才重要的来源地，也是华为在存储基础领域联合创新的重要合作对象。如今，华为存储已经成长为全球Top 5、中国Top1级别的重要厂商， 在存储技术的产、学、研、用上逐步 探索 出一条价值闭环，真正让基础研究的创新成果加速走向落地，并利用市场成果不断反哺基础研究的创新 。

以本次入围天才少年项目的美女博士为例，其研究方向之一的非易失性存储器（NVM）、NVMe协议是当今存储产品中最为重要的技术趋势，而华为存储正是端到端NVMe全闪存当之无愧的领导者。华为存储的产、学、研、用价值闭环在端到端NVMe全闪存这个存储细分领域体现得淋漓尽致。

天下武功，唯快不破。

同样，在存储产品中，性能是衡量存储是否优秀的重要指标之一。在单位时间内IO越高、延迟越低，存储的性能就会越好，也意味着可以承载更多应用和更加及时响应业务请求，让用户体验更好。

NVMe正是存储领域一门关于快的武功。如果将为机械硬盘设计的SAS协议比喻为红绿灯多、卡口多的省市级公路；那么专为闪存而生的NMVe协议则是不限速的高速公路。初看NVMe可以让数据真正放飞自我，但是如何让NVMe这条数据高速公路修的更加合理、智能，让数据在高速公路上“不翻车”，则绝对需要常年修炼、不断打磨才能实现。

这是因为在数据中心这张数据网络中，IO路径涉及到服务器、存储、网络等多种设备，还有FC、IP、IB、PCIe、SAS等多种网络协议，经常面临数据传输路径过长、协议互相转化等挑战。因此，NVMe的落地往往“牵一发而动全身”，需要对整个数据中心数据传输网络进行规划和设计，仅仅是一两款NVMe SSD或者NVMe闪存控制器是远远不够的。

华为正是NVMe全闪存领域的顶尖高手，用“老司机”形容不为过。 作为存储行业SSD盘片级专利最多的厂商之一，华为对于NVMe协议进行了长期深入研究，在业界唯一端到端开发了NVMe SSD盘，NVMe 闪存控制器和NVMe全闪存操作系统，并且在业内率先实现了全系列端到端NVMe全闪存。

华为是如何做到这些的？让我们一探究竟。

华为之所以对于NVMe十分重视，是因为NVMe与闪存有着紧密联系，可谓是闪存性能潜能释放的关键所在。而华为早在2005年就开始对闪存进行研究，对于NVMe如何走向落地和价值如何实现有着深刻的洞察与实践。

2010年，NVMe最初作为一种硬盘接口协议诞生，充分释放出闪存性能。但要想真正释放数据中心包括计算、存储和网络的性能，NVMe作为硬盘接口协议是远远不够的。因此，NVMe经过多年发展，逐渐发展到存储网络领域，NVMe over RoCE技术孕育而生。

NVMe over RoCE（Non-Volatile Memory Express over Remote Direct Access Memory over Converged Ethernet）作为新一代高性能存储技术，将NVMe协议和网络领域中RDMA技术结合，它的出现真正让数据中心的数据高速公路成为一种统一的网络，拥有性能、组网便利性和方案成本等多种优势。但是它也存在着链路故障感知时长、网络实验稳定性、部署易用性等方面的挑战。

为此，华为集合全公司重量级产品线力量，从存储和网络两个方面对标准NVMe over RoCE方案进行增强，推出了NOF+增强方案。

具体到产品方面，华为是业内唯一端到端开发了NVMe SSD盘、NVMe闪存控制器和NVMe全闪存操作系统，率先实现全系列端到端NVMe全闪的厂商。

比如，华为去年推出的全新OceanStor存储Dorado系列，其性能高达2000万IOPS、极致时延达到0.05ms，各项指标远超市场上同类竞品。

在华为OceanStor存储Dorado系列全闪存中，同时提供32G FC-NVMe和NVMe Over 100G RDMA全IP组网设计，实现前端网络连接、后端硬盘框连接、scale-out的控制器互联均采用同一种网络协议；OceanStor存储Dorado系列全闪存还针对NVMe设计了一套IO调度机制，彻底取消原来IO路径上的盘级互斥锁，避免了IO下发时队列锁冲突，降低软件开销，实现最佳性能。

此外，华为OceanStor存储Dorado系列全闪存在操作系统层面针对NVMe进行了优化，智能芯片、FlashLink智能算法，充分发挥了多核优势，并且通过智能学习统计IO规律，提升读缓存命中率和缩短批处理时间，大幅提升了性能与效率。

为了让数据的高速公路更加稳定与可靠，华为OceanStor存储Dorado系列全闪存在组件层提供了充足的保障。

例如，为增加端口可靠性，华为自研SSD支持原生双端口技术，而不是采用内部Switch实现双端口的方式，端口独立、互不影响，为整个全闪存提供了牢固的硬件基础和可靠性；此外，华为通过PCI-E多年的技术积累，具备完善的PCI-E链路管理、异常处理、热插拔技术，支持SSD盘在任何时间、任何方式拔出，并提供端到端PCI-E系统可靠性，保障单盘更换或发生故障时不扩散。

针对大容量SSD使用容易造成数据丢失的情况，华为OceanStor存储Dorado系列全闪存采用创新的RAID-TP软件技术，基于Erasure Code算法，在3块盘同时失效的情况下能够容忍数据不丢失、业务不中断。华为成为业界唯三可以同时容忍3块盘失效的厂商，并且是三家厂商中唯一可以实现15分钟/TB 高效重构，重构速度领先其他两家厂商20倍。华为OceanStor存储Dorado系列全闪存还拥有诸如快照、克隆、远程复制等完备的数据保护技术。

当前， 华为通过十多年的技术积累，华为已经拥有1000多个NVMe全闪存成功案例，用户涵盖到金融、政府、制造、能源等多个领域。

例如，成立于1996年的南华期货，是全国期货公司Top 10，主要从事期货经纪、资产管理、证券投资等业务。南华期货在大交所、郑商所、深交所、嘉兴联通、香港PCCW等行业数据中心和电信运营商处租用VIP机房和机柜，就近部署交易系统。

这样做的目的只有一个：“快人一步”。南华期货的业务是典型的“时间就是金钱”，一点点时间差往往可能带来利润的大幅变动，这种交易型的业务决定了其对时延要求极低，通常需要小于1ms。南华期货通过部署华为OceanStor存储Dorado全闪存来承载综合交易平台，不仅稳定可靠，性能还提升3倍，为投资者提供了极佳的用户体验。

可以说，华为存储的“快人一步”让用户在业务中也“快人一步”。

十八年风雨兼程，华为存储如今已经成长为全球Top 5、中国Top 1级别的厂商，在全球布局了12个研发中心，拥有超过4000名研发工程师、800多项存储专利，服务了全球超过12000家涵盖各个行业的用户并且连续十九个季度位列中国市场第一，更是在全闪存领域连续多个季度实现全球增速第一。

在这十八年中，技术创新是华为存储的信仰，技术创新的脚步永不停止让华为在高端存储架构、NVMe、智能存储等多个领域不断实现突破，逐渐从市场的跟随者成长为业界当之无愧的技术领先者。去年，华为存储更是首次针对数据基础设施技术难题设置了“奥林帕斯奖”，鼓励和奖励全球在数据基础设施领域取得突破性贡献的科研工作者。

未来，随着更多华为天才少年以及其他人才的不断加入，华为存储有望在舞台中央施展更多精彩。