存储基础知识培训1

1、 Fibre Channel SCSI RAID ATA (冗余独立磁盘阵列系统冗余独立磁盘阵列系统; 盘阵盘阵) 是一种磁盘集群技术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很早以前就开始使用在大型系统之中.用户可以自用户可以自 由定义数据的保存方式由定义数据的保存方式, 可以采用数据镜像可以采用数据镜像(在不同磁盘上保存数据拷在不同磁盘上保存数据拷 贝贝), 条带集条带集(数据交叉保存在多个磁盘上数据交叉保存在多个磁盘上), 还有奇偶校验保护还有奇偶校验保护(记录额外记录额外 的数据以识别错误的数据以识别错误), 这些技术可以根据用户对性能和可靠性的要求单这些技术可以根据用户对

2、性能和可靠性的要求单 独或联合使用独或联合使用. JBOD：(只是一组盘只是一组盘; 磁盘组磁盘组) 是与是与RAID相似的一种标准相似的一种标准. 也是指一组磁盘通过一个接口连接到服务器也是指一组磁盘通过一个接口连接到服务器, 但与但与RAID不同不同, JBOD不提供镜像不提供镜像, 数据条带集存储和奇偶校验等功能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是一种最简单廉价的“裸裸 存储存储”设备设备. 独立的磁盘保存在一个机箱之中独立的磁盘保存在一个机箱之中, 允许不同的服务器分组允许不同的服务器分组 访

3、问访问. 一般不提供一般不提供“缓冲缓冲”(高速缓存高速缓存)和提供先进功能的控制器和提供先进功能的控制器. JBOD 的扩展空间有限的扩展空间有限. 由于缺少智能由于缺少智能,数据条带集存储或奇偶校验数据条带集存储或奇偶校验, 对于任意对于任意 磁盘的损坏没有保护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磁带存储是磁盘损坏后恢复保存信息的常用手段. y MyFile l i F M e MyFile y y e e M M F F i i l l y MyFile l i F M e y MyFile l i F M e RAID-0 RAID-1 RAID-1 M M

4、 y y F F i i l l e e MyFile RAID 3 RAID 3 e l F M i y RAID 0 F RAID 5 RAID 5 RAID 0 y i M F l M e y F l i e 增加容量增加容量 通常依照阵列的结构形式分成通常依照阵列的结构形式分成RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4， RAID5， RAID0+1等类型。等类型。 常见的有以下几种类型：常见的有以下几种类型： 1RAID0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，达到量利用率最好，达

5、到100%。但没有校验，可靠性最差。但没有校验，可靠性最差。 2RAID1数据以完全相同的形式同时存储在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，但冗余量大，可靠性高。这种结 构通常称为镜象磁盘。构通常称为镜象磁盘。 3RAID3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。用于每次存储数据量大的情况，例如科学计算等。 4RAID5阵列采取

6、奇偶校验，但没有专用的驱动器，而是将校验位按要求阵列采取奇偶校验，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。量小的情况，例如事务处理。 5RAID0+1（也称（也称RAID10）阵列中一半的驱动器采取）阵列中一半的驱动器采取RAID0的结构，可以的结构，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。这样可以有很高的可靠性。

7、 6其他阵列类型：基于软件的其他阵列类型：基于软件的RAID技术及部分厂家提出的类型。技术及部分厂家提出的类型。 Hot Spare 全局全局 Hot Spare Set 1 Set 2 本地本地 Hot Spare Set 1 Set 2 Hot Spare Hot Spare 具有 自动复制 + 替换 功能 2 GB9 GB9 GB 添加的驱动器添加的驱动器物物 理理 驱动器驱动器 Logical 0 9 GB9 GB 18 GB RAID 5 27 GB RAID 5 看起来好像看起来好像 “新建的新建的” RAID设置设置 DWDM 阵列存储阵列存储 光盘存储光盘存储 磁带存储磁带存储

8、 数据迁移数据迁移 数据备份及恢复：磁带、光盘、阵列数据备份及恢复：磁带、光盘、阵列 数据复制数据复制: : 本地镜像、远程镜像本地镜像、远程镜像 高可用高可用: 集群，双机容错、容错系统集群，双机容错、容错系统 高性能存储高性能存储 海量存储海量存储 容灾容灾 高性能高性能 存储管理存储管理 存储设备存储设备存储交换设备存储交换设备 Veritas StoreAge FalconStor DataCore JBOD厂商厂商 Brocade Vixel Cisco Nishan McData Inrange EMC HDS IBM SUN SANRAD DotHill StoneFlyFibr

9、eStream HP STK ADIC Fujiton LSI Dell RAID 厂商厂商 NetApp PROCOM 其他品牌其他品牌 HBA TAPE 厂商厂商 DotHill EDI 国内品牌国内品牌 HDS Lightning 9900 VLightning 9900 V IBM ESS（大鲨鱼、银鲨、小鲨鱼）（大鲨鱼、银鲨、小鲨鱼） EMC Symmetrix DMX 800 / 1000 / 2000/ SUN HP HDS ：Lightning 9570/9580/9585 V IBM ：FASt T600 / T700 / T900 EMC / DELL：Clariion C

10、X300/500/700 SUN :SE6900 HP:EVA 3000 /5000 LSI : E 4600 / E5600 Xiotech 、DDN 部分大厂的低端产品线部分大厂的低端产品线 台湾及部分美国阵列厂商台湾及部分美国阵列厂商 国内贴牌厂商国内贴牌厂商 国内自己组装国内自己组装 VERITAS NetBackup DataCenter Backup Exec Legato NetWorker BakBone NetVault CA BrightStor Tivoli Storage Manager HP OmniBack VERITAS Storage Migrator Lega

11、to NetWorker HSM Tivoli Space Manger OTG DiskXtender Tivoli SANergy VERITAS SANPoint Direct ADIC Centravision SGI CXFS Transoft FibreNet ATTO StudioNet VERITAS Dynamic Multi-Path (DMP) IBM SubSytem Device(SDD) Compaq Secure Path EMC PowerPath HDS Dynamic Link Manger HP Auto Path Virtual Array for xp

12、 Xiotech REDI Path JNI Zentai HBA Qlogic Qldirect Microsoft Cluster Server (MSCS) VERITAS Cluster Server(VCS) Legato Automated Availability Manager(LAAM) Sun Cluster Novell Cluster Service IBM HACMP HP MCService Guard Compaq TrueCluster Compaq OpenVMS Cluster 其他其他 EMC SRDF /MirrorView HDS Nanocopy/

13、TrueCopy VERITAS Volume Manager/ Volume Replicator/ Storage Replicator Legato RepliStor IBM Peer-to-Peer-Copy (PPRC)/ Extended Remote Copy(XRC) SUN StorEdge Availability Suite-Remote Mirroring Software/Point- in-time Copy/SUN StorEdge Network Data Replicator Compaq Virtual Replicator/Data Replicatio

14、n Manager HP Continuous Access Xp&Xp Extension/Business Copy XP Xiotech Real Time Data Intelligent(REDI) Copy/SAN Link Replicator DAS - Direct Attached Storage NAS - Network Attached Storage SAN - Storage Area Networks iSCSI &IP SANs 直接与服务器连接的存储系统直接与服务器连接的存储系统 通过通过SCSI或或FC接口连接接口连接 服务器为核心，不直接连入网络服务器为

15、核心，不直接连入网络 SCSI FC SCSI-to-SCSI SCSI -to- IDE FC-to-SCSI FC-to-FC 服务器阵列 SCSI 服务器 磁带机 光盘库 DDS DLT AIT LTO DVD-RAM光盘库光盘库 MO光盘库光盘库 CD&DVD库库 光盘镜像服务器光盘镜像服务器(NAS) Disk C ERP Server Disk B Exchange Server Disk A File Server 优点优点 v低低费用费用 v使用简单使用简单 v容易安装容易安装 v价格相对较低价格相对较低 v 缺点缺点 v不能共享不能共享 v连接距离有限连接距离有限 v升级困难

16、升级困难 v缺乏较好的高可用性缺乏较好的高可用性 v维护复杂维护复杂 适宜于小型机构的存储解决方案适宜于小型机构的存储解决方案 “Network Attached Storage” 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？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

17、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 通过通过LAN直接接入网络的存储系统。直接接入网络的存储系统。 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、MAIL DNS服务器等 路由器 POP 4500 中心交换机 1GB Ethernet Catalyst 6509 城域网信息中心城域网信息中心 Catalyst 35/2

18、9 Serial INTERNET 电信宽带电信宽带IPIP 1GB Ethernet 本地资源服务器 教育局各科室 教育局及市区学校教育局及市区学校 服 务 器 群 POP 4000 POP 4500 NAS-引领存储潮流的技术引领存储潮流的技术 二中大学 小 Work with: NFS=Network File System CIFS=Common Internet File System IP Network NAS Controller Hosts Disk subsystem Shared Information 优点 v容易安装，维护简单 v共享数据 v跨平台文件共享 v远程访问

19、 v减轻服务器负担 v充分利用网络带宽 v 缺点 v不适合数据库存储 v孤立的存储设备 v传输速率低成为瓶颈 主要适宜于文件存储的解决方案主要适宜于文件存储的解决方案 Fibre Channel有三种拓扑结构有三种拓扑结构: 点对点点对点(Point-to-Point) 两个设备之间互连两个设备之间互连 仲裁环仲裁环(Arbitrated Loop) 最多支持最多支持126个设备互连，形成一个仲裁环个设备互连，形成一个仲裁环 交换式交换式Fabric(Switch Fabric) 最多最多1千千6百万个设备互连百万个设备互连 nFibre Channel （FC）技术标准是）技术标准是1994

20、年由年由ANSI标准化组织制订的一种适合于千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。兆位数据传输通信的网络技术。 点对点点对点 仅仅 2 个设备个设备 仲裁环仲裁环 最多最多 126 个设备个设备 交换式交换式FCFC网络（网络（FabricFabric） 最多最多 1600万个设备万个设备 独立于独立于LANLAN的服务器后端存储的服务器后端存储 专用网络专用网络 主要利用主要利用Fibre Channel Fibre Channel protocolprotocol（光纤通道协议），（光纤通道协议）， 通过通过FCFC交换机建立起与服务器交换机建立起与服务器 和存储设备之

21、间的直接连接和存储设备之间的直接连接 100MB/S100MB/S、200MB/S200MB/S、 400MB/S400MB/S的速率消除了带宽上的速率消除了带宽上 的瓶颈的瓶颈 客户机 LAN(局域网局域网) 广域网广域网 存储区域网存储区域网 （第二网第二网） Fabric = 第二网第二网 “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 第一网第一网 卓越的性能卓越的性能 跨越平台跨越平台 中型的中型的SAN网络网络 企业级的应用企业级的应用

22、 巨大的存储资源巨大的存储资源 远程存储远程存储 存储核心网络存储核心网络 入门级别入门级别 取代传统方式取代传统方式 Fiber Channel Switches Disk Array 线缆（光纤或铜线）线缆（光纤或铜线） FC HBA、 GBIC、& MIA FC HUB/交换机交换机 数据网关数据网关 服务器服务器 存储管理软件存储管理软件: Tivoli SANergy VERITAS SANPoint Direct ADIC Centravision SGI CXFS Transoft FibreNet ATTO StudioNet 存储系统存储系统 RAID，JBOD 磁带存储设备

23、磁带存储设备 光存储设备光存储设备 内部运行内部运行Fabric拓扑拓扑 每端口独占每端口独占100MB/S、200MB/S带宽带宽 SAN的核心设备的核心设备 n提供服务器或工作站连接到存储网络的接口提供服务器或工作站连接到存储网络的接口 n铜介质铜介质/光介质支持光介质支持 （可以是双口）（可以是双口） n目前提供的带宽指标目前提供的带宽指标: 1G & 2G n仲裁环仲裁环/ Fabric 支持支持 n支持的总线支持的总线: PCI, HSC, SBUS n厂商厂商: JNI, Emulex, Qlogic nAdaptec,LSI,Mylex 直接接入存储网络直接接入存储网络 RAID

24、 磁盘阵列磁盘阵列 JBOD 磁盘组磁盘组 磁带设备磁带设备 主要用于备份和恢复主要用于备份和恢复 光介质设备光介质设备 主要用于主要用于HSM（Hierarchical Storage Management） v LanFree Backup v ServerLess Backup v 集群（可实现多节点）集群（可实现多节点） v 服务器服务器/应用系统存储整合应用系统存储整合 v 异地灾备异地灾备 v 同步与异步镜像同步与异步镜像 v 分级存储（分级存储（HSM） 超越超越 SCSI的局限性的局限性 (驱动器数驱动器数, 传输速度传输速度, 传输距离传输距离) 更容易地存储和共享数据及资源

25、更容易地存储和共享数据及资源 Advanced Operations 对存储资源的集中管理对存储资源的集中管理 LAN-free 和和 Server-less backup 远程镜像远程镜像 LAN Solaris Linux NT AIX FC Switch SCSI over FC DAS Direct Attached Storage NAS Network Attached Storage SAN Storage Area Network Gbit Ethernet 操操 作作 系系 统统 千兆网卡或千兆网卡或 iSCSI HBA 主主 机机 文文 件件 系系 统统 iSCSI 设备驱动设备驱动 FC or SCSI 存储存储设备设备 iS