存储基础知识培训

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存储基础知识讲座 第一部分：存储相关基础知识第二部分：存储中常用的术语第三部分：DAS、NAS、SAN、iSCSI今日您将了解 第一部分存储相关基础知识 RAID与JBOD是什么？了解逻辑驱动器与物理驱动器间的关系RAID0、1、3、5、10、30、50、NRAID、JBODGlobleSpare&LocalSpare在线扩容RAID基础 存储的技术FibreChannelSCSIRAIDATA RAID：(冗余独立磁盘阵列系统;盘阵)是一种磁盘集群技术,很早以前就开始使用在大型系统之中.用户可以自由定义数据的保存方式,可以采用数据镜像(在不同磁盘上保存数据拷贝),条带集(数据交叉保存在多个磁盘上),还有奇偶校验保护(记录额外的数据以识别错误),这些技术可以根据用户对性能和可靠性的要求单独或联合使用.JBOD：(只是一组盘;磁盘组)是与RAID相似的一种标准.也是指一组磁盘通过一个接口连接到服务器,但与RAID不同,JBOD不提供镜像,数据条带集存储和奇偶校验等功能,这些功能通常由主机上的软件来实现.JBOD是一种最简单廉价的“裸存储”设备.独立的磁盘保存在一个机箱之中,允许不同的服务器分组访问.一般不提供“缓冲”(高速缓存)和提供先进功能的控制器.JBOD的扩展空间有限.由于缺少智能,数据条带集存储或奇偶校验,对于任意磁盘的损坏没有保护.磁带存储是磁盘损坏后恢复保存信息的常用手段.RAID与JBOD是什么？ RAIDLevel0:带区集yMyFileliFMe RAID1:镜像MyFileyyeeMMFFiill RAID3:带专用校验驱动器的带区集yMyFileliFMePPP RAID5:带分布校验位的带区集yMyFileliFMePPP RAIDLevel10:StripingofMirroredArraysRAID-0RAID-1RAID-1MMyyFFiilleeMyFile RAIDLevel30:StripingofTwoRAID3ArraysRAID3RAID3elPPFMiyPRAID0 RAIDLevel50:StripingofTwoRAID5ArraysFRAID5RAID5RAID0PPyiMFlMPPeyFliePP RAID级别的比较增加容量 存储技术的核心：RAID通常依照阵列的结构形式分成RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4，RAID5，RAID0+1等类型。常见的有以下几种类型：1．RAID0数据分别存储在阵列中的各个驱动器上，并行传送。这种结构容量利用率最好，达到100%。但没有校验，可靠性最差。2．RAID1数据以完全相同的形式同时存储在2台硬盘驱动器上，数据传输率和单台情况下相近。容量利用率只有50%，但冗余量大，可靠性高。这种结构通常称为镜象磁盘。3．RAID3阵列中有一台驱动器用作奇偶校验盘。并行传送。这种结构适合用于每次存储数据量大的情况，例如科学计算等。4．RAID5阵列采取奇偶校验，但没有专用的驱动器，而是将校验位按要求写到阵列中的某一台驱动器上。采取并行传送。这种结构适合每次存取数据量小的情况，例如事务处理。5．RAID0+1（也称RAID10）阵列中一半的驱动器采取RAID0的结构，可以并行传送来提高数据传输率。另一半则是前面提到的镜象磁盘，即是RAID1。这样可以有很高的可靠性。6．其他阵列类型：基于软件的RAID技术及部分厂家提出的类型。 本地、全局HotSpare盘HotSpare全局HotSpareSet1Set2本地HotSpareSet1Set2HotSpareHotSpare具有自动复制+替换功能 支持在线扩容2GB9GB9GB添加的驱动器物理驱动器Logical09GB9GB18GBRAID527GBRAID5看起来好像“新建的”RAID设置 第二部分了解存储中常用的术语 存储中常用的术语IDE、SATASCSI、FC、SCSIHBA、FCHBA、千兆光纤网卡GBIC、SFP、MIA、DB9、HSSDC、HSSDC2LC、SC,DWDM…LAN-FREEBACKUP、SERVERLESSBACKUPWWN、ZONINGByte&bit,(1Byte=8bits),编码光纤通道1Gb/s(100MB/s),2Gb/s(200MB/s),以太网的1Gb/s（125MB/s）32bits,64bits,133MHz,66MHz,PCI平均无故障时间（MBTF）IOPS,持续传输速度(MB/secxferrate)HostFibreConnections,FibrebandwidthtodrivesRAID、LUN、Partition,LV， 存储的主要应用阵列存储光盘存储磁带存储数据迁移数据备份及恢复：磁带、光盘、阵列数据复制:本地镜像、远程镜像高可用:集群，双机容错、容错系统高性能存储海量存储容灾高性能 存储管理存储设备存储交换设备VeritasStoreAgeFalconStorDataCoreJBOD厂商BrocadeVixelCiscoNishanMcDataInrangeEMCHDSIBMSUNSANRADDotHillStoneFlyFibreStreamHPSTKADICFujitonLSIDellRAID厂商NetAppPROCOM其他品牌HBATAPE厂商DotHillEDI国内品牌国外存储厂商一览 主要的存储设备厂商 高端阵列产品线HDSLightning9900VIBMESS（大鲨鱼、银鲨、小鲨鱼）EMCSymmetrixDMX800/1000/2000/SUNHP 中端阵列存储产品线HDS：Lightning9570/9580/9585VIBM：FAStT600/T700/T900EMC/DELL：ClariionCX300/500/700SUN:SE6900HP:EVA3000/5000LSI:E4600/E5600Xiotech、DDN…… 低端阵列存储产品线部分大厂的低端产品线台湾及部分美国阵列厂商国内贴牌厂商国内自己组装 主流的备份软件厂商VERITASNetBackupDataCenterBackupExecLegatoNetWorkerBakBoneNetVaultCABrightStorTivoliStorageManagerHPOmniBack 数据迁移（HSM）软件厂商VERITASStorageMigratorLegatoNetWorkerHSMTivoliSpaceMangerOTGDiskXtender SAN数据共享软件TivoliSANergyVERITASSANPointDirectADICCentravisionSGICXFSTransoftFibreNetATTOStudioNet SAN环境多路径软件VERITASDynamicMulti-Path(DMP)IBMSubSytemDevice(SDD)CompaqSecurePathEMCPowerPathHDSDynamicLinkMangerHPAutoPathVirtualArrayforxpXiotechREDIPathJNIZentaiHBAQlogicQldirect 服务器集群软件MicrosoftClusterServer(MSCS)VERITASClusterServer(VCS)LegatoAutomatedAvailabilityManager(LAAM)SunClusterNovellClusterServiceIBMHACMPHPMCServiceGuardCompaqTrueClusterCompaqOpenVMSCluster其他 镜像/复制软件EMCSRDF/MirrorViewHDSNanocopy/TrueCopyVERITASVolumeManager/VolumeReplicator/StorageReplicatorLegatoRepliStorIBMPeer-to-Peer-Copy(PPRC)/ExtendedRemoteCopy(XRC)SUNStorEdgeAvailabilitySuite-RemoteMirroringSoftware/Point-in-timeCopy/SUNStorEdgeNetworkDataReplicatorCompaqVirtualReplicator/DataReplicationManagerHPContinuousAccessXp&XpExtension/BusinessCopyXPXiotechRealTimeDataIntelligent(REDI)Copy/SANLinkReplicator 第三部分了解DAS、NAS、SAN、iSCSI DAS-DirectAttachedStorageNAS-NetworkAttachedStorageSAN-StorageAreaNetworksiSCSI&IPSANs存储的几种主要技术--根据连接方式划分 服务器连接存储（DAS）DAS：DirectAttachedStorage直接与服务器连接的存储系统通过SCSI或FC接口连接服务器为核心，不直接连入网络 SCSIFCSCSI-to-SCSISCSI-to-IDEFC-to-SCSIFC-to-FCDAS的存储方案服务器阵列SCSI服务器磁带机光盘库DDSDLTAITLTODVD-RAM光盘库MO光盘库CD&DVD库光盘镜像服务器(NAS) DAS-DirectAttachedStorageDiskCERPServerDiskBExchangeServerDiskAFileServer优点低费用使用简单容易安装价格相对较低缺点不能共享连接距离有限升级困难缺乏较好的高可用性维护复杂适宜于小型机构的存储解决方案 NAS是什么？“NetworkAttachedStorage”一个经过特殊优化的，在混合网络环境中提供文件服务的设备。NAS直接连接到网络中，直接为client提供存储服务。其软件经过高度的优化直接连接到网络，安装和管理过程简单，无网络中断,安装快捷无需安装其它操作系统利用网络协议及IP地址NAS能为我们做什么？在文件服务器上能实现的任何功能，NAS都能实现在不同的网络平台间共享数据（数据的集中管理）备份个人电脑和便携式电脑中的数据为您的服务器数据提供一个随时可以访问的备份从防火墙缓冲数据为您的WEB服务器和Email服务器提供存储空间通过LAN直接接入网络的存储系统。 混合网络环境中的NAS应用 NAS在校园网中的应用CERNET/INTERNET一号教学楼办公楼移动办公人员学生家长查阅PSTN远程教学二号教学楼节点交换机节点交换机节点交换机节点交换机节点交换机网管工作站应用服务器群图书馆实验楼INTERNET、MAILDNS服务器等路由器POP4500中心交换机 NAS在城域网中的应用1GBEthernet公用宽带网教育网VLANCatalyst6509城域网信息中心Catalyst35/29SerialINTERNET电信宽带IP1GBEthernet本地资源服务器教育局各科室教育局及市区学校服务器群POP4000POP4500NAS---引领存储潮流的技术二中大学小 NAS-NetworkAttachedStorageWorkwith:NFS=NetworkFileSystemCIFS=CommonInternetFileSystemIPNetworkNASControllerHostsDisksubsystemSharedInformation优点容易安装，维护简单共享数据跨平台文件共享远程访问减轻服务器负担充分利用网络带宽缺点不适合数据库存储孤立的存储设备传输速率低成为瓶颈主要适宜于文件存储的解决方案 FibreChannel有三种拓扑结构:点对点(Point-to-Point)–两个设备之间互连仲裁环(ArbitratedLoop)–最多支持126个设备互连，形成一个仲裁环交换式Fabric(SwitchFabric)–最多1千6百万个设备互连SAN概念FibreChannel（FC）技术标准是1994年由ANSI标准化组织制订的一种适合于千兆位数据传输通信的网络技术。点对点仅2个设备仲裁环最多126个设备交换式FC网络（Fabric）最多1600万个设备 独立于LAN的服务器后端存储专用网络主要利用FibreChannelprotocol（光纤通道协议），通过FC交换机建立起与服务器和存储设备之间的直接连接100MB/S、200MB/S、400MB/S的速率消除了带宽上的瓶颈存储区域网络(StorageAreanetwork) FABRIC---第二网客户机LAN(局域网)广域网存储区域网（第二网）Fabric=第二网“Fabric”是一个由智能光纤通道交换机构成并具有良好系统设计的高智能网络,。可以提供企业级的性能、扩展能力、可管理能力、可靠性和高可用能力，我们称之为：SAN服务器存储子系统第一网 逐级的Fabric扩展-海量存储卓越的性能跨越平台中型的SAN网络企业级的应用巨大的存储资源远程存储存储核心网络入门级别取代传统方式 FiberChannelSwitchesDiskArray主机服务器光纤交换机磁盘阵列简单的SAN存储结构 线缆（光纤或铜线）FCHBA、GBIC、&MIAFCHUB/交换机数据网关服务器存储管理软件:TivoliSANergyVERITASSANPointDirectADICCentravisionSGICXFSTransoftFibreNetATTOStudioNet存储系统RAID，JBOD磁带存储设备光存储设备SAN的组成 内部运行Fabric拓扑每端口独占100MB/S、200MB/S带宽SAN的核心设备SAN的核心--光纤通道交换机 光纤通道卡（FCHBA）提供服务器或工作站连接到存储网络的接口铜介质/光介质支持（可以是双口）目前提供的带宽指标:1G&2G仲裁环/Fabric支持支持的总线:PCI,HSC,SBUS厂商:JNI,Emulex,QlogicAdaptec,LSI,Mylex 存储设备直接接入存储网络RAID–磁盘阵列JBOD–磁盘组磁带设备–主要用于备份和恢复光介质设备–主要用于HSM（HierarchicalStorageManagement） SAN的主要应用LanFreeBackupServerLessBackup集群（可实现多节点）服务器/应用系统存储整合异地灾备同步与异步镜像分级存储（HSM） 超越SCSI的局限性(驱动器数,传输速度,传输距离)更容易地存储和共享数据及资源AdvancedOperations对存储资源的集中管理LAN-free和Server-lessbackup远程镜像(SAN与传统SCSI的比较)LANSolarisLinuxNTAIXFCSwitchSCSIoverFC 网络存储的三种常见模式DASDirectAttachedStorageNASNetworkAttachedStorageSANStorageAreaNetwork WhatisiSCSI?GbitEthernet操作系统千兆网卡或iSCSIHBA主机文件系统iSCSI设备驱动FCorSCSI存储设备iSCSI交换机将iSCSI包转换成标准SCSI命令与物理存储设备间进行数据的传输及交换网络化存储的一种新标准iSCSI协议经由TCP/IP协议栈（在IP之上的第四层<传输>）传送本地SCSI命令及数据。通过iSCSI协议，标准的SCSI命令和数据将被封装成一个以iSCSI头在先的连续字节串，该字节串被送到TCP/IP层，并被分解成适合网络传输的数据组后，交给主机和适用与iSCSI协议的存储设备如果发出一个读数据的请求，则从物理磁盘中检索出数据，将其重新封装成iSCSI字节串后送到提出请求的主机整个过称对用户和文件系统是透明的核心内容：iSCSI是IETF提出的经TCP/IP/以太网传送SCSI指令的协议 HostsIPNetworkClients存储设备iSCSI&IPSAN优点可连接性能超群，基于现有以太网络架构，可自然扩充到LAN、MAN、WAN，是远程数据传输的最佳方案。提供与FC同级别的高可用可加强的性能及高可用性、扩展性虚拟存储与集中管理，易于整合低整体成本超远传输距离，未来万兆以太网的前景缺点不低的先期成本投入协议尚未最后定稿目前带宽依然还不如FC通道基于文件和数据块的高中端存储解决方案 iSCSI解决方案iSCSIVSwitchEthernetClientsClientsServer