存储技术的入门科普： 什么是逻辑卷？什么是文件系统？

为了方便管理，我们可以将硬盘这样的物理块设备，分割成多个逻辑块设备。或者，我们也可以将多个物理块设备，组合成一个容量更大的逻辑块设备。

底层的相关技术和工具，包括RAID（大家可能比较熟悉）、JBOD、卷管理系统（Volume Manager）。
Windows的卷管理系统，就是它自带的磁盘管理工具。而Linux的，是大名鼎鼎的LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理）。
我们先说说Windows的。

在Windows中，磁盘分为基本磁盘和动态磁盘。默认情况下，用户用的都是基本磁盘。
一个基本磁盘可以划分为多个分区，分区类别包括主分区、扩展分区和逻辑分区。
硬盘分区

主分区是硬盘的启动分区，我们常说的“C盘”就是硬盘上的主分区。MBR分区表可以划分出4个主分区。如果使用GPT分区，可以管理128个主分区。
除去主分区以外，硬盘剩下的容量就被认定为扩展分区。扩展分区不能直接使用。扩展分区可以分成一个或若干个逻辑分区，也就是我们的“D盘”、“E盘”等。

动态磁盘是基本磁盘的升级模式。在动态磁盘中，分区叫做卷。卷的出现，就是为了便于对多硬盘进行管理。
简单来说，动态磁盘可以将不同硬盘分到一个卷。假如你手中有160G和250G硬盘各一块，如果想划分90G和320G的分区，就可以借助动态磁盘来完成。
动态磁盘里面的卷，又分为简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷、RAID-5卷。限于篇幅，就不做具体介绍了。基本磁盘里的分区，现在也被微软改叫为卷。
再来看看Linux的LVM工具。
其实LVM和动态磁盘的思路差不多的，也是把物理空间变成逻辑空间。
首先，物理存储介质进行初始化，变成物理卷（PV，physical volume）。
然后，一个或多个物理卷组成一个卷组（VG，Volume Group）。
创建卷组之后，再创建逻辑卷（LV，logical volume）。
整个过程，如下图所示：

LVM主要元素的构成

好了，不管是Windows还是Linux，逻辑卷都有了，是不是可以直接使用它们啦？
不行，还差一步。那就是文件系统（File System）。

文件系统就像仓库管理员。作为用户，你不需要知道仓库里面到底是什么样子，只需要把货物交给他，他会以一个树形结构目录，登记这些货物。你来取的时候，只需要告诉他路径，他就会把货物交给你。
文件夹结构
文件系统有很多种类型，常见的有Windows的FAT/FAT32/NTFS（大家应该很熟悉），还有就是Linux的EXT2/EXT3/EXT4/XFS/BtrFS等。
Windows系统下，通过对分区（卷）进行文件系统格式化，再分配一个盘符，我们就可以在“我的电脑”里看到可用的磁盘。Linux系统下，我们需要对逻辑卷进行文件系统格式化，然后执行挂载操作，也就能对存储空间进行使用了。

▉ 什么是DAS/NAS/SAN

除了内置存储之外，随着存储容量需求的不断增加，加上维护便利性的需要，计算机系统开始引入了外挂存储。也就是说，硬盘从计算机的内部，跑到了计算机的外部。

外挂存储分为两种，一种是直连式存储（DAS，Direct Attached Storage），还有一种是网络存储（FAS，Fabric Attached Storage）。

DAS直连式存储，一般是使用专用线缆（例如SCSI），与存储设备（例如磁盘阵列）进行直连。

虽然数据存储设备看似在外部，但直接挂接在服务器内部总线上，是整个服务器结构的一部分。
DAS的缺点是存储设备只能连接到一台主机使用，无法共享，成本较高，且安全性可靠性较低。
FAS网络存储，是一种多点连接式的存储。它又分为NAS（Network-attached Storage，网络接入存储）和SAN（Storage Area Network，存储区域网络）。

这些概念的名字非常像，大家千万别晕。画个图看得明白一些：

NAS与DAS相比，最大的特点是非直连。它可以通过IP网络，实现多台主机与存储设备之间的连接。

NAS大大提高了存储的安全性、共享性和成本。但是I/O（输入输出）渐渐成为性能瓶颈。随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下降。为了解决这个问题，出现了SAN存储方案。
SAN是在NAS基础上做的演进。它通过专用光纤通道交换机访问数据，采用ISCSI、FC协议。
SAN和NAS的关键区别，就在于文件系统的位置。画个图就明白了：

可以看出，如果说SAN是一块网络硬盘的话，NAS基本上已经像一台独立的服务器了。NAS拥有文件系统，用户可以通过TCP/IP协议直接访问上面的数据。
现在很多家庭都开始使用小型NAS设备，相当于一个小型服务器。

在NAS的模式下，不同的客户端可以使用网络文件系统（Network File System）访问NAS上的文件。常见的网络文件系统有Windows网络的CIFS（也叫SMB）、类Unix系统网络的NFS等。
FTP、HTTP其实也算是文件存储的某种特殊实现，它们通过某个URL地址来访问一个文件。