1.1 存儲技術發展簡史

信息存儲是自古就有的話題。特別是數字化信息技術誕生以來，關于數字信息存儲的技術不斷演進和發展，并持續得到學術界和工業界的關注。

信息本身是沒有物理形態的，只有經過載體的承載才能進行存儲、傳遞和共享。長期以來，人們都在不斷探索保存信息的方法和載體。起初人們借助于不同顏色的石頭、在繩上打結等方式來記事，這是信息存儲的早期方式。隨著語言、文字的出現，信息存儲技術迎來了一次質的飛躍，人們可以將信息記載到一些載體上，使得信息能夠長期有效地保存。尤其是造紙術的發明，它結束了人們利用石頭、竹簡、金屬、獸骨等高成本、低密度載體的歷史，而印刷術的出現則終結了以手抄和篆刻文獻為主的時代，使得信息能夠大量記錄并長久保存，大大增強了人類知識積累的能力。

隨著科學技術的不斷發展，社會信息量急劇增加，信息的飛速增長是當今社會一大特點。由于紙張存儲存在體積大、不利于查閱和維護等問題，用紙張存儲信息的局限性便逐漸暴露出來。計算機技術的出現和發展很好地解決了這些問題，而計算機技術與現代通信技術的結合使信息處理速度和存儲效率得到了驚人的提高，人類處理信息的能力也得到了很大的發展。因此，現代信息存儲技術的發展與計算機的發展密不可分。

目前，主流的信息存儲手段主要是利用磁介質、光介質或半導體介質等相關技術實現。早期的計算機系統沒有磁盤，利用在紙帶上打孔來進行數據存儲并作為輸入計算機系統的手段。發明磁存儲技術之后，磁帶是主要的數據存儲介質，相對紙片打孔而言，磁帶的讀寫速度快了很多，而且易于保存。由于成本低廉，磁帶庫在目前一些網絡存儲系統中仍被廣泛應用。

進入21世紀以后，網絡日益發達，計算機技術也不斷進步，信息量更是成倍地增長。為了應對海量數據的存儲，工業界持續致力于硬盤容量的提升，然而在有些場合下仍舊無法滿足信息存儲的需要。在海量存儲需求的推動下，將大量磁盤連接起來的磁盤陣列技術被設計出來，以提供更大的存儲空間。磁盤陣列一般部署在網絡之中，作為專門提供存儲服務的網絡節點而存在。目前主要的三種網絡存儲架構是DAS、NAS、SAN。其中，DAS（直連式存儲）是一種以服務器為中心的存儲架構，服務器直接通過SCSI接口與磁盤陣列連接，服務器端的磁盤陣列端口不能共享，客戶端需向服務器發送連接請求，然后獲得由服務器轉發而來的信息。隨著網絡技術和光纖技術的發展，DAS逐步被其他方式取代。NAS（網絡附加存儲）即通過直接連接或外部連接到網絡上，使得網內的信息處理設備能夠直接對其進行讀寫。NAS擁有專門的文件和操作系統，實現了文件服務的優化，并且具有異構共享能力，使不同操作系統下的用戶可以方便存取任意格式的文件數據。而SAN（存儲區域網絡）中，服務器采用專用網絡實現對磁盤陣列的讀寫，是一種利用光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機等網絡互連設備將磁盤陣列和服務器互連起來的面向網絡、以數據為中心的存儲架構。在SAN模型中，多個服務器能夠訪問磁盤陣列中的同一個端口。

除了容量，信息的存取速度是隨著存儲需求的提升而面臨的另一個瓶頸。傳統硬盤由于機械架構的存在，其響應速度的提高存在限制，而目前硬盤的主軸轉速基本沒有太大的提高空間了。硬盤的發展顯然要落后于其他硬件，并逐漸成為PC中的瓶頸之一，直到固態硬盤的到來才讓硬盤真正進入高速發展的時代。固態存儲是指以半導體存儲器件為介質進行數據存儲和讀取的一種技術，早期的固態存儲技術主要是基于動態隨機存儲器（Dynamic Random Memory, DRAM），但是由于其斷電后存儲的數據就會消失，嚴重制約了其應用范圍。近年來基于閃存（Flash Memory）的固態存儲技術日趨成熟，并在大容量存儲方面發揮著越來越重要的作用。

信息技術的發展不可避免引發對信息安全的關注。在日常工作、生活以及學習中，人們越來越依賴信息技術，越來越多的數據被存儲在計算機系統中，存儲系統必須保證這些數據的高可用性和高安全性。隨著存儲系統由本地直連向著網絡化和分布式的方向發展，并被網絡上的眾多計算機共享，存儲系統變得更易受到攻擊，相對靜態的存儲系統往往成為攻擊者的首選目標。因此，存儲安全變得至關重要。既要保證文件數據完整、可靠、不泄密，又要保證只有合法的用戶才能夠訪問相關的文件，因而存儲安全成為信息安全研究領域的焦點話題之一，主要涉及存儲加密技術、數據清理技術、數據備份及災難恢復技術等。