1.1 存储技术发展简史

信息存储是自古就有的话题。特别是数字化信息技术诞生以来，关于数字信息存储的技术不断演进和发展，并持续得到学术界和工业界的关注。

信息本身是没有物理形态的，只有经过载体的承载才能进行存储、传递和共享。长期以来，人们都在不断探索保存信息的方法和载体。起初人们借助于不同颜色的石头、在绳上打结等方式来记事，这是信息存储的早期方式。随着语言、文字的出现，信息存储技术迎来了一次质的飞跃，人们可以将信息记载到一些载体上，使得信息能够长期有效地保存。尤其是造纸术的发明，它结束了人们利用石头、竹简、金属、兽骨等高成本、低密度载体的历史，而印刷术的出现则终结了以手抄和篆刻文献为主的时代，使得信息能够大量记录并长久保存，大大增强了人类知识积累的能力。

随着科学技术的不断发展，社会信息量急剧增加，信息的飞速增长是当今社会一大特点。由于纸张存储存在体积大、不利于查阅和维护等问题，用纸张存储信息的局限性便逐渐暴露出来。计算机技术的出现和发展很好地解决了这些问题，而计算机技术与现代通信技术的结合使信息处理速度和存储效率得到了惊人的提高，人类处理信息的能力也得到了很大的发展。因此，现代信息存储技术的发展与计算机的发展密不可分。

目前，主流的信息存储手段主要是利用磁介质、光介质或半导体介质等相关技术实现。早期的计算机系统没有磁盘，利用在纸带上打孔来进行数据存储并作为输入计算机系统的手段。发明磁存储技术之后，磁带是主要的数据存储介质，相对纸片打孔而言，磁带的读写速度快了很多，而且易于保存。由于成本低廉，磁带库在目前一些网络存储系统中仍被广泛应用。

进入21世纪以后，网络日益发达，计算机技术也不断进步，信息量更是成倍地增长。为了应对海量数据的存储，工业界持续致力于硬盘容量的提升，然而在有些场合下仍旧无法满足信息存储的需要。在海量存储需求的推动下，将大量磁盘连接起来的磁盘阵列技术被设计出来，以提供更大的存储空间。磁盘阵列一般部署在网络之中，作为专门提供存储服务的网络节点而存在。目前主要的三种网络存储架构是DAS、NAS、SAN。其中，DAS（直连式存储）是一种以服务器为中心的存储架构，服务器直接通过SCSI接口与磁盘阵列连接，服务器端的磁盘阵列端口不能共享，客户端需向服务器发送连接请求，然后获得由服务器转发而来的信息。随着网络技术和光纤技术的发展，DAS逐步被其他方式取代。NAS（网络附加存储）即通过直接连接或外部连接到网络上，使得网内的信息处理设备能够直接对其进行读写。NAS拥有专门的文件和操作系统，实现了文件服务的优化，并且具有异构共享能力，使不同操作系统下的用户可以方便存取任意格式的文件数据。而SAN（存储区域网络）中，服务器采用专用网络实现对磁盘阵列的读写，是一种利用光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等网络互连设备将磁盘阵列和服务器互连起来的面向网络、以数据为中心的存储架构。在SAN模型中，多个服务器能够访问磁盘阵列中的同一个端口。

除了容量，信息的存取速度是随着存储需求的提升而面临的另一个瓶颈。传统硬盘由于机械架构的存在，其响应速度的提高存在限制，而目前硬盘的主轴转速基本没有太大的提高空间了。硬盘的发展显然要落后于其他硬件，并逐渐成为PC中的瓶颈之一，直到固态硬盘的到来才让硬盘真正进入高速发展的时代。固态存储是指以半导体存储器件为介质进行数据存储和读取的一种技术，早期的固态存储技术主要是基于动态随机存储器（Dynamic Random Memory, DRAM），但是由于其断电后存储的数据就会消失，严重制约了其应用范围。近年来基于闪存（Flash Memory）的固态存储技术日趋成熟，并在大容量存储方面发挥着越来越重要的作用。

信息技术的发展不可避免引发对信息安全的关注。在日常工作、生活以及学习中，人们越来越依赖信息技术，越来越多的数据被存储在计算机系统中，存储系统必须保证这些数据的高可用性和高安全性。随着存储系统由本地直连向着网络化和分布式的方向发展，并被网络上的众多计算机共享，存储系统变得更易受到攻击，相对静态的存储系统往往成为攻击者的首选目标。因此，存储安全变得至关重要。既要保证文件数据完整、可靠、不泄密，又要保证只有合法的用户才能够访问相关的文件，因而存储安全成为信息安全研究领域的焦点话题之一，主要涉及存储加密技术、数据清理技术、数据备份及灾难恢复技术等。