存储技术发展培训教程

1、企业级存储产品沿革,企业级存储技术 存储技术的产生 存储技术的地位 存储技术的现状 存储技术的发展,企业级存储产品沿革,企业级存储技术 存储技术的产生 存储技术的地位 存储技术的现状 存储技术的发展,企业级存储产品沿革,存储磁盘阵列,磁盘阵列（Disk Array）: 是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。 简单的说，磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列，当作单一磁盘使用，它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中，存取数据时，阵列中的相关磁盘一起动作，大幅减低数据的存取时间，同时有更佳的空间利用率,为什么需要磁盘阵列?

2、 磁盘阵列技术的产生一举解决了以下问题： 增加存取(acces)速度。 增加容错性(fault tolerance)，即安全性。防止数据因磁盘的故障而丢失。 有效的利用磁盘空间。 尽量的平衡CPU，内存及磁盘的性能并异，提高系统的整体工作性能,存储磁盘阵列,磁盘阵列的诞生： 冗余磁盘阵列技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出,存储磁盘阵列,企业级存储技术 存储技术的产生 存储技术的地位 存储技术的现状 存储技术的发展,企业级存储产品沿革,存储技术的产生,内置磁盘,外置磁盘柜,网络化存储,存储技术的地位,什么是企业级存储设备 企业级存储技术 存储技术的产生 存储技术的地位 存储技术的

3、现状 存储技术的发展,企业级存储产品沿革,当前的存储技术,DAS直联附加式存储,DAS （Direct -Attached storage ）直连附加存储设备,DAS存储架构特点,通过SCSI、Infiniband、SAS、FC、USB等接口与服务器连接 结构简单、小规模分散式存储应用部署简便 无存储管理系统 不具备集中管理能力(依赖于服务器) 设备及数据管理复杂(依赖于服务器) 备份、数据迁移复杂(依赖于服务器) 可扩展性 服务器接口限制,通道速率已经不再是性能瓶颈,接口不够,设备多了怎么管,DAS直联附加式存储,SAN存储区域网络,SAN（Storage Area Network）存储区域

4、网络,SAN存储架构,动态扩展 横向扩展，性能线性上升 高度可靠 全面的冗余机制 集中管理 网络化集中管理 维护简便 即插即用,SAN存储区域网络,FC-SAN与IP-SAN络存储模式比较,无距离限制,互操作性强,安装、操作简单,更低的TCO,FC-SAN,IP-SAN,有距离限制,互操作性差,复杂程度高,较高的TCO,iSCSI对比Fibre Channel 技术,IP-SAN的优势,价格合理的存储合并功能与更为简化的集中数据管理功能实施过程简单 IP网络技术相当成熟，IP SAN减少了配置、维护、管理的复杂度 数据迁移和远程镜像非常容易，更好的支持异地容灾 和现有网络基础结构融合 IP S

5、AN有三个无限：基于以太网没有速度限制；没有距离限制，可无缝连接，实现低价格的远程容灾；没有容量限制 Plug & Play 无需客户端软硬件升级 维护简便 使用人员无需技术培训 升级扩容简单,IP-SAN对比FC-SAN,HBA卡需额外配置，价格较高；一般服务器标配双千兆以太网卡 光纤存储交换机价格较高；千兆以太网交换机较为普遍,NAS （Network-Attached storage ）网络附加存储设备,NAS网络附加式存储,NAS存储架构,网络化集中管理 异构平台数据共享 高效率的文件系统 安全性强：嵌入式管理系统，防病毒、授权访问,NAS网络附加式存储,主流存储技术的比较,结论： S

6、AN+NAS统一存储系统是目前用户实现数据集中存储的最佳形式 消除信息孤岛：保证全面的业务数据集中存储和保护； 最佳的性价比：针对不同的应用特点提供不同的存储架构，降低总体成本； 良好的可扩充性和兼容性：充分发挥双网结合的优势，具有良好的兼容性和强大的扩充能力,SAN+NAS 统一存储系统,当前存储技术的问题,存储空间独立 数据管理复杂 数据应用复杂,虚拟化存储 空间,访问端,服务器端,存储端,统一命名空间,页,备份,数据库,1,2,N,应用,交换式千兆以太网,备份,应用,数据库,集群存储技术,统一命名空间,磁盘,RAID,集群存储节点1,页,RAID 10、5或6,备份,数据库,1,2,N,

7、应用,交换式千兆以太网,备份,应用,数据库,3,4,2,4,自动而透明地实现各阵列的负载均衡,集群存储技术,统一命名空间,磁盘,RAID,集群存储节点1,页,RAID 10、5或6,1,2,N,交换式千兆以太网,备份,应用,数据库,3,4,2,4,集群存储技术,云存储,什么是云存储: 云存储是这样一种存储方式，存储资源是动态易扩展而且虚拟化的，往往通过网络提供。用户不需要了解“云”中基础设施（存储设备）的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制-基础设施即服务（IaaS）。 云存储带来的好处: 快速部署资源或获得服务 按需扩展和使用 按使用量付费,云存储的结构,云存储架构,企业级存储技

8、术 存储技术的产生 存储技术的地位 存储技术的现状 存储技术的发展,企业级存储产品沿革,动态思维自动优化,80s,90s,21st世纪,网络技术,计算技术,存储技术,并行技术 (横向扩展) 有限网络地址扩展,集群技术 (自动优化性能) 固态性能,虚拟技术 (动态配置) 单一系统,网络存储(SAN) 直联存储(DAS,未来的存储技术,总结： 经历了直连存储到网络存储的10年发展； IP-SAN逐渐成为中低端的主流SAN，FC逐步退居高端； 企业级存储下一步的发展方向是虚拟化存储直到云存储，用户对设备的概念淡化，主要考虑业务连续性和成本,企业级存储产品沿革,RAID：（Redundant Arra

9、y of Independent Disks的缩写），翻译成中文意思是“独立磁盘冗余阵列” 简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。 组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别（RAID Levels）。目前主要应用的RAID级别是：RAID0，1，5，6，10,RAID概念,RAID的特点,速 度,安 全,RAID概念,RAID0：是Data Striping(数据分割)技术的实现，它将所有硬盘构成一个磁盘阵列，可以同时对多个硬盘做读写动作。 优点： 价格便宜 读写性能极高 存储空间利

10、用率高 缺点： 不具备备份及容错能力 可靠性差 适用于： 对性能要求较高，对数据安全要求较低的应用,RAID概念,RAID1：是Disk Mirror(磁盘镜像)技术，就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里。 优点： 具有备份功能，系统容错性能好 读写性能极高 缺点： 磁盘利用率低 价格高 适用于： 对数据安全要求很高的应用,RAID概念,RAID5：使用的是Disk Striping(硬盘分割)技术，把奇偶校验数据存放到各个硬盘里，各个硬盘在SCSI控制卡的控制下平行动作。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。相应的阵列磁盘数量最

11、少需要3个。 优点： 具有备份功能，系统容错性能较好 磁盘利用率高 成本低 缺点： 磁盘写入数据的较慢 适用于： 对随机数据传输要求安全性高的应用,RAID概念,RAID6：在RAID 5的基础上发展而成，将校验码写入到两个驱动器里面，增强磁盘的容错能力，当RAID6的阵列中允许出现故障的磁盘达到了两个，相应的阵列磁盘数量最少需要4个。 优点： 具有备份功能，系统容错性能很好 磁盘利用率较高 缺点： 磁盘写入数据的较慢 相对于RAID5成本较高 适用于： 对随机数据传输要求安全性更高的应用,RAID概念,RAID10：RAID1和RAID0的结合，先做镜像然后做条带化。 优点： 具有备份功能，

12、系统容错性能很好 读写性能好 缺点： 磁盘利用率差（50%磁盘利用率） 成本较高 适用于： 既有大量的数据需要存储，有对数据安全性有严格要求的的应用,RAID概念,热备盘：（Hot-Spare盘） 就是一个不参与盘阵的独立的磁盘，一旦RAID 中的某块磁盘出现问题，它都可以自动的替换进入盘阵，你可以把它想象成一个“自动换盘”的概念。 例如：盘阵中有16块磁盘，选择作RAID5+热备盘技术，则可用磁盘数量为14块,名词解释,Snapshot ：快照 是某个数据集在某一特定时刻的镜像，也称为即时拷贝，它是这个数据集的一个完整可用的副本。存储网络行业协会SNIA对快照的定义是：关于指定数据集合的一个

13、完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品,磁盘漫游： 存储系统内部磁盘可以任意的更换位置，而磁盘内部的阵列配置信息和数据完全不会改变或丢失，可避免由于磁盘被错误插拔而导致的数据丢失,Lun（logical unit number）逻辑单元号： Lun是一个地址编号，系统通过这个地址编号，找到相对应的物理设备。 LVM（Logical Volume Manager）逻辑盘卷管理： 是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性,名词解释

14、,卷拷贝（Volume copy）： 是指在一个磁盘子系统上，数据从源卷到目标卷的完全复制，是数据的物理拷贝。 卷拷贝技术的应用特点： 卷拷贝技术将数据移到速度更快，容量更大 的磁盘阵列上，提高性能。 使用应用数据做数据挖掘，分析，测试时不 影响应用性能。 数据备份速度快且不降低应用性能； 当数据访问量大，通过让一部分请求访问拷贝卷从而提高性能,名词解释,Hot swap： 热交换技术，使用可替换单元来替换系统中失效的原单元的置换过程，并且此置换过程能够在不影响系统正常运转、执行功能的前提下进行。 多链路聚集技术： 是将多个网卡绑定成一个IP地址，形成一个拥有更高速度的网络连接，并且多个网卡自

15、动进行链路负载均衡, 避免链路出现拥塞现象，极大地提高了存储系统的数据读写性能。当用户数据急剧增加而导致网络宽带堵塞时，只需增加网络端口就可以将速度大幅提升,名词解释,网络存储的本质是嵌入式操作系统 嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 嵌入式操作系统的特点： 可裁剪性。支持开放性和可伸缩性的体系结构。 强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制中。 统一的接口。提供设备统一的驱动接口。 操作方便、简单、提供友好的图形GUI和图形界面，追求易学易用。 提供强大的网络功能，支持TCP/I

16、P协议及其他协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。 强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预、这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统的调用命令向用户程序提供服务。 固化代码。在嵌入式系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。 更好的硬件适应性，也就是良好的移植性,名词解释,存储协议,NFS：(Network File System) 即网络文件系统 CIFS：(Common Internet File System)即通用Internet文件系统 TCP/IP：（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议。 ISCSI：（Internet Small Computer System Interface） Internet 小型计算机系统接口，是一种基于 TCP/IP 的协议，用来建立和管理 IP 存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN,硬盘