存储基础知识

1、存储基础知识存储基础知识 培训材料培训材料 Contents 1.您所熟悉的数据存储 3.数据备份技术 5.信息生命周期 2.存储基础知识 4.主机高可用技术 6.其他知识 这是一个大数据时代！ 根据IDC发布的全球数据总量研 究报告(Digital Universe)显示， 在接下来的8年中，我们所产生 的数据量将超过40 ZB(估计 是地球上所有海滩上砂砾数量 的57倍)，这相当于地球上每个 人产生5200GB的数据。 数据存储的方式 数据存储您所面临的疑惑？ 多媒体数据的电子化，使得数据容量增长速度越来越快。 数据与是如何被管理起来？ 从磁盘层面时候可以保障数据的安全性稳定性？ Inte

2、rnet的发展使得数据在网络传播在网络传播，怎么实现的？ 有哪些高可用方案保障数据的写入、读取？ 业务运行时的数据一致性如何保障？ 在发生灾难时，数据是否可以提供做好复制容灾措施？ 数据是否有生命周期？ 请思考数据存储的知识领域。 Contents 1.您所熟悉的数据存储 3.数据备份技术 5.信息生命周期 2.存储基础知识 4.主机高可用技术 6.其他知识 2.1存储介质基础 存储介质-HDD HDD（Hard Disk Drive，硬盘驱动器）构成： 介质 磁头 接口 p IDC（Integrated Dive Electronics） p ATA（AT attachment） p SAT

3、A（Serial ATA） p SCSI p FC p SAS HDD属于物理机械结构，比较容易坏，却好恢复数据。 存储介质-SSD SSD属于半导体结构，一般不易坏，难以恢复数据。 SSD（Solid State Drives，固态硬盘）主要 有主控、内存、缓存、固件四大部分组成，其 中前三者属于硬件部分，固件属于软件程序部 分，用于控制主控的读写操作。 新一代固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA- 3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、 NGFF接口、CFast接口和SFF-8639接口。 HDD与SSD比较 固态硬盘（SSD)机械硬盘（HDD) 容 量较小大 价 格贵

4、便宜 随机存取极快一般 写入次数SLC:10万次/MLC:1万次无限制 磁盘阵列可极难 工作噪音运转宁静普遍存在声音 工作温度极低较为明显 发热情况发热较少有一定发热情况存在 防震能力很好较差 数据读取读取性能佳读取性能远低于SSD 数据恢复难容易 2.2接口、协议、主机、操作系统及数据库 硬盘接口硬盘接口 SCSI FC（光纤通道） SAS接口 IDC SATA 常见接口常见接口协议协议 SCSI小型计算机系统接口 （Small Computer System Interface）的简称，于1979首 次提出，是为小型机研制的一种 接口技术，现在已完全普及到了 小型机，高低端服务器以及普通

5、PC上。 目前SCSI的主流是Ultra 640 （640MB/s） SCSI是在存储产品中应用最 广泛的主机接口类型，大部 分的中低端盘阵都采用SCSI 主机接口 以太网口在存储设备中的 以太网接口主要用于两种用途： NAS和IP-SAN NAS是一种网络文件服务器 IP-SAN是将SCSI的数据流通 过IP网络进行传输，构成类 似于FC-SAN的存储专用网络， 目前主要的IP-SAN类型是 iSCSI 在iSCSI设备总一般都采用 GBE，即千兆以太网卡 FC（Fiber Channel，光纤通 道）是一种主要使用光纤 介质的数据传输技术，用于计算 机设备之间的数据传输，连接距 离可到10

6、KM（不用中继设备） FC通道的主流速度为2Gb/s 和4Gb/s 光纤通道的主要特性有：热 插拔、高速带宽、远程连接、 连接设备数量大等 是构成FC-SAN结构的基础， 目前高端的存储系统大多超 过FC设备。 iSCSI（互联网小型计算机系统 接口）是一种在TCP/IP上进行数 据块传输的标准。 iSCSI可以实现在IP网络上运行 SCSI协议，使其能够在诸如高速 千兆以太网上进行快速的数据存 取备份操作。 iSCSIiSCSI协议协议 l iSCSI是互联网小型计算机系统接口（Internet Small Computer System Interface）的简称，是一 种在TCP/IP上

7、进行数据块传输的标准。可以理解为SCSI over IP。 l iSCSI实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网进行快速的数据存取备份操作。 可用于构成基于IP的SAN，为用户提供高速、低价、长距离的存储解决方案。 l iSCSI是将SCSI命令封装到TCP/IP数据包中，使I/O数据块可通过IP网络传输。 数据校验（若有）数据校验（若有） 以太网头以太网头(14)IP头头(20)TCP头头(20)iSCSI（TCP数据）数据）FCS 源端口源端口目的端口目的端口 序列号序列号 确认号确认号 首部首部 长度长度 保留保留U A P R S F窗口大小窗口大小 校验和校验

8、和紧急指针紧急指针 iSCSI的知名端口是：的知名端口是： 3260 基本报头段基本报头段(BHS，48字节字节) 附加报头段（若有）附加报头段（若有） 头部校验（若有）头部校验（若有） 数据段（若有）数据段（若有） FCFC协议协议 Fibre Channel是光纤通道的简称，用于服务器共享存储设备的连接，存储控制器和驱动器之间的内部连接。 FC是一种高性能的串行连接标准，其接口传输速率目前有1G、2G、4Gbit/S几种标准。 传输介质可以选择铜缆或光纤，支持多种互联网拓扑结构。 像TCP/IP一样，FC协议集同样具备TCP/IP和以太网中的很多概念，例如：FC交换机、FC路由器、SPF算

9、法 等。你完全可以将FC协议理解为SAN中的TCP/IP，因为他们都遵循OSI模型。 服务器主机架构服务器主机架构 X86体系架构 RISC体系架构 采用AMD的Opteron和Intel的Xeon/ Itanium等处理芯片，支 持标准的Windows和Linux操作系统。 基于专有的64位RISC芯片体系系统架构。 由各厂商自己开发芯 片和操作系统，各家产品互不兼容，也不兼容大量x86平台上的 软件，一般采用UNIX操作系统。一般都称为小型机。 像美国Sun、日本Fujitsu等公司的小型机是基于SPARC处理器架 构,而美国HP公司的则是基于PARISC架构,Compaq公司是 Alph

10、a架构,IBM和SGI等的也都各不相同;其中IO总线也不相 同,Fujitsu是PCI，Sun是SBUS,等等, 这就意味着各公司小型机机 器上的插卡,如网卡、显示卡、SCSI卡等可能也是专用的。 机架式 主要主机厂商主要主机厂商 刀片塔式机柜式 国内主机厂商联想、华为、浪潮、宝德、华硕、中科曙光、长城 国外主机厂商IBM、DELL、HP、SUN、Cisco、富士通 常见操作系统常见操作系统 操作系统：是计算机系统中的管理软件，负责管理计算机系统中的所有资源.主要用于管理主机的进程管理与 协作、内存管理、文件系统与输入输出、系统保护与安全等一般来说. 操作系统操作系统 （服务器版本）服务器版本

11、） Windows系列 Unix系列 Linux系列 常见关系型数据库系统常见关系型数据库系统 OracleIBMMicrosoftOracle 能在所有主流平台上运 行。完全支持所有的工 业标准。采用完全开放 策略。 几乎覆盖了当前所有流 行的硬件和操作系统平 台：AIX、windows 2008、Red Hat等 仅能在Windows平台下运行 支持AIX、FreeBSD、 HP-UX、Linux、 Solaris、Windows 等多种操作系统。 支持多用户，大事务量的 事务处理 。数据安全性和 完整性控制 。提供对于数 据库操作的接口。支持分 布式事务处理 。可移植性， 可兼容性和可连

12、接性 。 具有很好的并行性。DB2把 数据库管理扩充到了并行的、 多节点的环境。数据库分区 是数据库的一部分，包含自 己的数据、索引、配置文件、 和事务日志。数据库分区有 时被称为节点安全性。 图形化用户界面，使系统管理和 数据库管理更加直观、简单，丰 富的编程接口工具为用户进行程 序设计提供了更大的选择余地。 SQL Server与Windows NT完 全集成，利用了NT的许多功能， 如发送和接受消息，管理登录安 全性等。 开源软件，版本更新 较快。性能很出色。 价格便宜。 SAP 能在所有主流平台上 运行，Unix、Linux、 Windows。 一种高性能的数据库 。采用了客户/服务器

13、结 构，应用被分在了多台 机器上运行。Sybase数 据库，不只是简单地提 供了预编译，而且公开 了应用程序接口DB-LIB， 鼓励第三方编写DB-LIB 接口。 2.3文件系统基础 什么是文件系统？ 磁盘是由很多个扇区（Sector）组成的，如果 扇区之间不建立任何的关系，写入其中的文件就 无法访问，因为无法知道文件从哪个扇区开始， 文件占多少个扇区，文件有什么属性。为了访问 磁盘中的数据，就必需在扇区之间建立联系，也 就是需要一种逻辑上的数据存储结构。建立这种 逻辑结构就是文件系统要做的事情，在磁盘上建 立文件系统的过程通常称为“格式化”。 文件系统：定义了把文件存储于磁盘时所必须的数据结

14、构及磁盘数据的管理方式。 举个通俗的比喻，一块硬盘就像一个块空地，文件就像不同的材料，我们首先得在空地上建起仓库（分区），并 且指定好（格式化）仓库对材料的管理规范（文件系统），这样才能将材料运进仓库保管。 FAT文件系统 FAT(File Allocation Table)是“文件分配表”的意思。顾名思义，就是用来记录文件所在位置的表格，它对 于硬盘的使用是非常重要的，假若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了。 微软在Dos/Windows系列操作系统中共使用的一种文件系统的总 称，FAt12、FAT16、FAT32均是Fat文件系统。 不同的操作系统所使用的文件系统不

15、尽相同。操作系统根据表现整 个磁盘空间所需要的簇数量来确定使用多大的FAT。 FAT12FAT16FAT32 分区大小16MB2GB32GB 单个文件大小-2GB=2） 可用容量总的磁盘容量磁盘容量的50%磁盘容量的（N-1）/N磁盘容量的(N-1)/N磁盘容量的50% 2.5网路存储主要技术 存储分类存储分类 存储分类 封闭式的存储 开放系统的存储 外挂存储 内置存储 Direct-Attached Storage 直接附加存储（DAS） Fabric-Attached Storage 网络存储（FAS） Storage Area Storage 网络存储区域网络（SAN） Network-

16、Attached Storage 网络接入存储（NAS） DAS-Direct Attached StorageDAS-Direct Attached Storage 直接附加存储是指将存储设备通过SCSI接口直接连 接到一台服务器上使用。 DAS购置成本低，配置简单，使用过程和使用本机 硬盘并无太大差别，对于服务器的要求仅仅是一个 外接的SCSI口，因此对于小型企业很有吸引力。 DAS存在诸多问题： 有限的扩展性 SCSI总线的距离最大为25米；最多15个设备 专属的连接 空间资源无法与其他服务器共享 对于存在多个服务器的系统来说，设备分散，不便管理。同时多台服务器使用DAS时，存储空间不能

17、在 服务器之间动态分配，可能造成相当的资源浪费 硬件失败将导致更高的恢复成本 数据备份操作复杂 Application Server SCSI or FCSSCSI or FCS SCSI Protocol SAN-Storage Area StorageSAN-Storage Area Storage SAN（Storage Area Network ）存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用 于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。 SAN组成：服务器，后端存储系统（SAN控制器和

18、磁盘系统构成），SAN连接设备。 SANSAN优点优点 实现存储介质的共享 非常好的扩展性 基于数据备份和恢复 实现备份磁带共享 LAN Free和Server Free 高性能 支持服务器集群技术 容灾手段 低的TCO SANSAN缺点缺点 成本较高 需要专用的连接设备， 如FC交换以及HBA SAN孤岛 技术较为复杂 需要专业技术人员维护 FC SANFC SAN与与iSCSI SANiSCSI SAN对比对比 Application Server Fibre Channel SCSI Protocol S A N SAN Attached IPNetwork iSCSI Protocol

19、 iSCSI Appliance Block IO Application iSCSI Attached IP SAN优点： 部署成本低 共享网络（IP网络复用，提高网络利用率） 维护简便 适合远距离传输 IP SAN缺点： 传输效率低（正常IP网络利用率不足50%） 传输安全性低 传输延时无保障 一般占用大量主机资源 FC SAN优点： 传输效率高 传输安全性高 传输延时极小 占用主机资源少 技术成熟应用范围最广的专业存储架构 FC SAN缺点： 部署成本高 需要专属网络 NAS-Network Attached StorageNAS-Network Attached Storage NAS

20、（Network Attached Storage网络附加存储），是一 种文件共享服务。拥有自己的文件系统，通过NFS或CIFS对外 提供文件访问服务。NAS包括存储器件（例如硬盘驱动器阵列、 CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和专用 服务器。专用服务器上装有专门的操作系统，通常是简化的 unix/linux操作系统，或者是一个特殊的win2000内核。它为 文件系统管理和访问做了专门的优化。专用服务器利用NFS或 CIFS，充当远程文件服务器，对外提供文件级的访问。 NAS的缺点： NAS设备与客户机通过企业网进行连接，因此数据备份或存储过程 中会占用网络的带宽。 NAS的可

21、扩展性受到设备大小的限制。增加另一台NAS设备非常 容易，但是要想将两个NAS设备的存储空间无缝合并并不容易，因 为NAS设备通常具有独特的网络标识符，存储空间的扩大上有限。 NAS访问需要经过文件系统格式转换，所以是以文件一级来访问。 不适和Block级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。 NAS的优点： NAS可以即插即用。 NAS通过TCP/IP网络连接到应用服务器，因此可以基于已有的企业网 络方便连接。 专用的操作系统支持不同的文件系统，提供不同操作系统的文件共享。 经过优化的文件系统提高了文件的访问效率，也支持相应的网络协议。 即使应用服务器不再工作了，仍然可以读出数据。 IP

22、Network File Protocol （CIFS,NFS,HTTP,FTP,etc） NAS Appliance Network Attached Storage 存储技术对比存储技术对比 DASNASFC SANIP SAN（iSCSI） 表现形式DVR，服务器内/外挂 的SCSI、SATA、 1394扩展柜等 基于以太网的存储设 备，提供文件级服务 基于光纤网络的存储 设备，提供块设备级 服务 基于以太网的存储设 备，提供块设备级服 务 容量可扩展性低较高高高 共享能力低高高高 距离可扩展性低高中高 集中式存储、管理否是是是 配置的周边设备SCSI卡，1394卡等以太网卡 以太网交换

23、机 光纤通道卡 光纤通道交换机 以太网卡 以太网交换机 价格低中低高中低 数据传输通道数据传输通道 GE Card iSCSI HBA Card SCSI HBA Card FC HBA Card 主机 iSCSI 磁盘阵列 以太网线 SCSI 磁盘阵列 FC磁盘阵列 SCSI线缆 光纤线缆 NASNAS与与SANSAN结合结合 SAN针对海量、面向数据块的数据传输，而NAS则提供文件级的数据访问和共享服务。 NAS和SAN不仅各有应用场合，也相互结合，许多SAN部署于NAS后台，为NAS设备提供高性能海量存储空间。 IPNetwork Over Ethernet SAN NFS Or CIF

24、S NAS File System NAS Gateway File IO Protocols Block IO Protocols Shared Storage Clients & Servers 2.7数据容灾与备份复制 数据一致性数据一致性 数据一致性是指关联数据之间的逻辑关系是否正确和完整。问题可以理解为应用程序自己认为的数据状态 与最终写入到磁盘中的数据状态是否一致。 分布式系统中数据一致性存在的问题 高度并行带来的问题 本机内多任务并行带来的困难 多级并行带来的困难 网络延迟不可预测 多副本带来的问题 系统存在多个副本，数据的修改通常会在不同的副本上进行。 数据一致性数据一致性类型

25、类型 Cache引起的数据一致性 引起数据一致性问题的一个主要原 因是位于数据I/O路径上的各种 Cache或Buffer（包括数据库 Cache、文件系统Cache、存储控 制器Cache、磁盘Cache等）。由 于不同系统模块处理数据IO的速度 是存在差异的，所以就需要添加 Cache来缓存IO操作，适配不同模 块的处理速度。这些Cache在提高 系统处理性能的同时，也可能会 “滞留”IO操作，带来一些负面影 响。 时间不同步引起的数据一致性文件共享中的数据一致性 关闭Cache或创建快照（Snapshot）。 对相关联的多个数据卷进行操作（如备 份、复制）时，在时间上不同步。比如 一个O

26、racle数据库的数据库文件、 Redo日志文件、归档日志文件分别存 储在不同的卷上，如果在备份或复制的 时候未考虑几个卷之间的关联，分别对 一个个卷进行操作，那么备份或复制生 成的卷就一定存在数据不一致问题。 建立“卷组（Volume Group）”把多 个关联数据卷组成一个组，在创建快照 时同时为组内多个卷建立快照，保证这 些快照在时间上的同步。 通常所采用的双机或集群方式实现同构 和异构服务器、工作站与存储设备间的 数据共享，主要应用在非线性编辑等需 要多台主机同时对一个磁盘分区进行读 写。 在NAS环境，可以通过网络共享协议N FS或CIFS来做到数据的共享。 非NAS环境下，可以通过

27、使用数据共享 软件装在多台主机上来实现磁盘分区的 共享。 快照创建过程快照创建过程 存储控制器快照代理 要为数据卷X创建快照，请配合 一切准备就绪，可以创建了 快照创建完成 准备创建快照 创建快照 应用进入 Backup模式 Flush Cache 应用进入 Normal模式 数据灾难定义数据灾难定义 国务院信息化办公室在2005年发布了重要信息系统灾难恢复指南，用于指导信息系统的使用和管理单位的 灾难恢复规划工作，以及对信息系统灾难恢复规划项目的审批和监督管理。 指南给灾难下了一个清晰的定义： “由于人为或自然的原因，造成信息系 统运行严重故障或瘫痪，使信息系统支 持的业务功能停顿或服务水平

28、不可接受、 达到特定的时间的突发性事件”。 灾难恢复具有的技术与管理等级灾难恢复具有的技术与管理等级 数据备份系统 备用数据处理系统 备用网络系统 备用基础设施 技术支持 运行维护支持 灾难恢复预案 IT技术范畴 管理和服务范畴 数据备份系统面向的对象是数据，目的是实现数据的冗余备份。常用技术有 数据备份和数据复制等。 备用数据处理系统面向的对象是应用服务器，目的是在主要数据处理系统发 生故障时候，可以利用数据备份系统产生的冗余数据来恢复应用，常用的技 术有双击热备、服务器集群等。 备用网络系统面向的是网络连接，目的是保证备用数据处理系统与其客户端、 不同备用数据处理系统之间的网络，以便整个实

29、现业务系统的恢复。 灾难恢复应具有的技术和 管理支持分为6个等级， 每个级别都包括数据备份 系统、备用数据处理系统、 备用网络系统、备用基础 设施、技术支持、运行维 护支持和灾难恢复预案这 7个要素。 容容灾的技术指标灾的技术指标 RTO（Recovery Time Object，恢复时间目标） 指“将信息系统从灾难造成的故障或瘫痪状态恢复到可 正常运行状态，并将其支持的业务功能从灾难造成的不 正常状态恢复到可接受状态”所需时间，其中包括备份 数据恢复到可用状态所需时间、数据处理系统切换时间、 以及备用网络切换时间等，该指标用以衡量容灾方案的 业务恢复能力。 RPO（Recovery Poin

30、t Time，恢复点目标） RPO是指业务系统所允许的灾难过程中的最大数据 丢失量（以时间来度量），这是一个与数据备份系 统所选用的技术有密切关系的指标，用以衡量灾难 恢复方案的数据冗余备份能力。 容灾半径 容灾半径是指生产中心和灾备中心之间的直线距离，用 以衡量容灾方案所能防御的灾难影响范围。 投入产出比投入产出比 ROI（Return of Investment，投入产出比） 也是用户需要重点关注的，它用以衡量用户投入到容灾系统的资金与从中所获得的收益的比率。 直接和间接成本，包括： l 关键任务数据损坏 l 停机时间对企业生产效率的影响 l 设备及其他资产的损坏 l 检测和修复系统和核心

31、业务过程的成本 l 法律和法规的影响，包括诉讼辩护费用 l 关键利益相关者之间失去的信心和信任 l 市场的品牌和声誉的损失 数据中心电力中断的平均成本增长示意图 数据备份数据备份 数据备份是容灾的基础，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，而将全部或部分数据集合 从应用主机的硬盘或阵列复制到其它的存储介质的过程。传统的数据备份主要是采用内置或外置的磁带机进 行冷备份。但是这种方式只能防止操作失误等人为故障，而且其恢复时间也很长。随着技术的不断发展，数 据的海量增加，不少的企业开始采用网络备份。网络备份一般通过专业的数据存储管理软件结合相应的硬件 和存储设备来实现。 定期磁带数据库网

32、络数据远程镜像 LAN 备份、LAN Free备份和SAN Server-Free备份三种。LAN 备份针对所有存储类型都可以使用， LAN Free 备份和SAN Server-Free备份只能针对SAN架构的存储。 完全备份、差异备份、增量备份差别完全备份、差异备份、增量备份差别 数据复制数据复制 数据复制（Replication）是指利用复制软件（如EMC的SRDF、H3C同步异步镜像等）把数据从一个磁盘复制 到另一个磁盘，生成一个数据副本。 2.8存储连接设备 FC HBAiSCSI HBA 光纤信道主机总线适配器的缩写，主要用于主机与 FC设备之间的连接。 FC HBA卡使用的传输介

33、质可以分为光缆和铜缆两种； 光缆分为单模长波和多模短波两种，单模长波最大传 输距离十公里，多模短波最大传输距离500米（直径 50微米）、175米（直径62.5微米） iSCSI主机总线适配器的缩写，将硬件iSCSI initiator集成到板卡 上，利用 TCP/IP卸载引擎在适配卡上完成数据处理，作用在于 减轻主机CPU负载，也提供了高可用环境下硬件多通道功能和服 务器远程引导功能 接口类型与以太网原有接口完全相同 大多数iSCSI HBA卡都具有TOE功能 TOE（TCP/IP Offload Engine）：TCP/IP卸载引擎的缩写， TOE网卡将TCP/IP处理脱离主机CPU，在T

34、OE网卡上由专用芯片 完成TCP/IP处理和数据包创建，减轻主机CPU的负载。随着 iSCSI产品的普及，目前大多数iSCSI HBA也同时具备TOE功能， 把二者的优点整合在一起 存储连接设备存储连接设备-HBA-HBA卡卡 主机总线适配器(Host Bus Adapter,HBA)是一个在服务器和存储装置间提供输入/输出(I/O)处理和物理连接 的电路板和/或集成电路适配器。因为HBA减轻了主处理器在数据存储和检索任务的负担，它能够提高服务 器的性能。一个HBA和与之相连的磁盘子系统有时一起被称作一个磁盘通道。 FCFC连接设备连接设备 类似以太网HUB，内部 为仲裁环拓扑 （Arbitr

35、ated Loop）， 所有连接到FC HUB上的 设备共享全部总线带宽， 由于自身协议的原因， 最多支持127个地址。 FC交换机，内部为Fabric 拓扑，每端口独占带宽， 理论上可以连接1600万 个设备。 多 端 口 、 高 带 宽 网 络 的 Switch，用于提供最高的可 用性，一般用于FC骨干网中 多 个 S A N 之 间 的 连 接 。 Director中的每个部件的失 灵不会影响正常应用，具有 全冗余、热插拔部件，能将 宕机时间最小化。 结合IP和FC交换技术 的存储网络平台，配置 以太网端口和FC通信 端口，通过逻辑单元号 （ L U N ） 映 射 实 现 iSCSI和

36、FC之间的协议 转换。 Contents 1.您所熟悉的数据存储 3.数据备份技术 5.信息生命周期 2.存储基础知识 4.主机高可用技术 6.其他知识 数据备份数据备份 将正常时刻的数据以某种格式和方式加以保存 备份数据的根本目的是数据恢复,在数据遭受破坏或其他特定情况下能够快速、正确、方便地恢复数据， 才是备份系统的真正价值所在 备份工作是系统的一个“额外负担”，备份系统的选择和优化工作至关重要 备份窗口：一个工作周期内留给备份系统进行备份的时间长度 备份策略：为所有具有相似备份要求的客户机组配置的执行备份的方式和时间 备份系统：由备份服务器、备份软件和备份介质组成的备份系统 星期天 周一

37、 周二 周三 周四 周五 周六 全备份 星期天 全备份 备份策略备份策略 差量备份：备份自上次全备份后被修改过的文件 增量备份：对上次全备份或者增量备份后被修改了的文件做备份 全备份：每次都把所有数据完全备份 应用服务器 LAN 应用服务器应用服务器 备份设备 备份设备 备份设备 数据备份方式数据备份方式- -本地备份本地备份 备份服务器 LAN 应用服务器 应用服务器 备份设备 备份设备 数据流数据流 数据备份方式数据备份方式- -网络备份网络备份 Storage network 数据备份方式数据备份方式-LAN Free-LAN Free 备份服务器 LAN 应用服务器 应用服务器 主设备

38、 备份设备 指令流 Storage network 数据备份方式数据备份方式-Server-Less-Server-Less 备份服务器 LANLAN 应用服务器 应用服务器 主设备 备份设备 指令流 快照卷 生产卷 Storage networkStorage network 传统磁带库的局限传统磁带库的局限 l 备份速度慢，备份窗口冗长 l 磁带的恢复速度很慢 l 磁带介质受灰尘、温度、湿度影响很大，难以保证已 经离线保存的磁带在需要的时候可以正常工作 l 磁带库的机械手等物理设备的故障率和磨损率相对电 子元件较高 D2D2TD2D2T D2D（Disk to Disk）和D2D2T（Di

39、sk to Disk to Tape） 使用磁盘代替磁带作为备份介质 备份数据首先保存在性价比较高的SATA磁盘阵列中，然后定期将磁 盘备份的数据保存到磁带上（D2D2T） 提高数据备份与恢复的速度，缩小备份窗口 解决磁带介质的固有问题 利用RAID技术保证数据可靠性 需要备份软件支持 VLTVLT与传统备份的关系与传统备份的关系 VTL设备位于备份服务器和传统磁带库之间，弥补了传统备份模式备份 /恢复速度慢和可靠性的不足。 传统磁带设备可以继续发挥支持数据离线归档保存的优势。 典型存储架构：两地三中心 FC链路 IP链路 局域网 LAN FC SAN 生产阵列 生产中心生产中心 异地灾备阵列

40、 异地异地灾备中心灾备中心 LAN FC SAN 同城灾备阵列 同同城灾备中心城灾备中心 同步复制 异步复制 WAN WDMWDM 裸光纤 Contents 1.您所熟悉的数据存储 3.数据备份技术 5.信息生命周期 2.存储基础知识 4.主机高可用技术 6.其他知识 双双机热备机热备 在双机热备份方式中，主服务器运行应用，备份服务器处于空闲状态，但实时监测主服务器的运行状态。一但 主服务器出现异常或故障，备份服务器立刻接管主服务器的应用。也就是目前通常所说的active/standby 方 式，主要通过纯软件方式实现双机容错。 磁盘阵列 心跳连接 Internet 客户端 Active St

41、andby 服务器A服务器B 应用 应用A 双主机通过一条TCP/IP网络线以及一条RS-232电缆线相联 双主机各自通过一条SCSI电缆线与RAID相联 主机NT1为active，主机NT2为standby 主机NT1处理作业和数据，主机NT2作为热备份机 主机NT1故障后，主机NT2自动接管主机NT1的作业和数据 主机NT2同时接管NT1的主机名(Host)及网络地址(IP) 主机NT1的作业将在主机NT2上自动运行 主机NT1的客户(client)可继续运行，无需重新登录 主机NT1修复后，自动接管原来的作业和数据，主机NT2继续作备份机 在这种方式中，没有主服务器和备份服务器之分，两台

42、主机互为备份。主机各自运行不同应用，同时还相互 监测对方状况。当任一台主机宕机时，另一台主机立即接管它的应用，以保证业务的不间断运行。也就是目 前通常所说的Active/Active方式，主要通过纯软件方式实现双机容错。通常情况下,支持双机热备的软件都 可以支持双机互备份方式,当前应用最广泛的双机互备软件主要有LifeKeeper,Rose HA, DataWare和MSCS。 双双机互备机互备 磁盘阵列 心跳连接 Internet 客户端 Active Active 服务器A服务器B 应用应用A 应用B 双主机通过一条TCP/IP网络线以及一条RS-232电缆线相联 双主机各自通过一条SCS

43、I电缆线与RAID磁盘阵列相联 双主机各自运行不同的作业，彼此独立，并相互备援 主机A故障后，主机B自动接管主机A运行 主机A的作业将在主机B上自动运行 主机A的客户(client)要在主机B上重新登录 主机A修复后，主机B将把A的作业自动交还主机A 主机B故障时，主机A接管主机B的作业和数据 集群技术集群技术 所谓群集（Cluster）技术就是一个域内包含多台拥有共享存储空间的服务器，各服务器通过内部局域 网相互通信，群集内的任一服务器上运行的业务都可被所有的客户所使用。当一台服务器发生故障时， 它所运行的应用将由其他服务器自动接管，这就实现了负载均衡和互为备份。 三种集群技术 高性能集群（

44、High Performance Cluster） 负载均衡集群（Loading Balance Cluster） 高可用性集群(High Availability Cluster) 对存储系统要求对存储系统要求 群集并发存取方式： 1.并发处理能力：多个群集节点的数据访问是并发的、无规律的，因此就要求存储设备具有很强的处理并发数据访问能力， 以使群集应用发挥最高的性能。 2.数据共享能力：多个节点的处理器能够方便地共享相关的数据，这就要求存储系统具备安全而高效的共享能力。 3.大规模与可扩展性：如何实现在线升级、平滑过渡、现有用户及素材的透明化处理，是存储产品必需的功能。 4.可管理性：一是

45、管理操作分安全级别；二是提供清晰明确的管理界面，方便操作。避免人为误操作，要求存储系统的管理 界面简单明了，管理操作流程设计合理。 5.高可用性：高性能群集的时效性很强，因此要求网络系统具有极高的可靠性。首先要求有较高的容错级别，例如控制器要 求高可用容错，存储子系统要求容错冗余等；其次故障恢复时间要短，尽可能做到不宕机的在线恢复。 双机热备方式：系统运行时，只有主服务器与存储系统进行数 据交换。当发生主机故障切换时，要求存储系统能与备份服务 器快速建立数据通道，以支持业务的快速切换。 双机互备方式：系统运行时，两台主机需要同时对磁盘阵列 进行读写操作，这要求存储系统具备良好的的并发读取操作

46、和一定的负载均衡功能。 Contents 1.您所熟悉的数据存储 3.数据备份技术 5.信息生命周期 2.存储基础知识 4.主机高可用技术 6.其他知识 信息生命周期信息生命周期 信息生命周期是STK、EMC等公司于2003年提出的概念，不同厂商对信息生命周期的定义都会有相同，但是 其目的是统一的：适应信息在其生命周期不同阶段内价值的变化，利用网络存储技术将数据自动保存于适当 的介质中，实现资源优化、投资保护、法规遵从等要求，直接或简介为适应业务和应用的变化提供保障。 信息生命周期的实现信息生命周期的实现 一切数字化的信息最终都要保存于存储系统中，因此信息生命周期管理的实现与存储系统的关系密不

47、可分， ILM的实现需要经过三个阶段： l 统一存储资源管理：首先实现存储系统的整合，消除Internal存储和DAS存储方式，解决异构存储系统的 互操作和统一管理问题。 l 针对不同应用系统分别实现ILM：根据不同应用系统的特点实现该系统所属数据的分级存储，在存储资源 统一管理的前提下实现数据的自动分级存储（在线、近线、离线、归档）。 l 在整个组织范围内实现ILM：在第二步基础上，以整个应用系统为核心，实现存储系统资源化，自动适应 应用变化的需求，降低管理成本，保护原有投资。 ISO文档的文档的 生命周期生命周期 管理管理 审核创建 培训 &发布 修订 回收 归档 废止 l 管理生命周期业

48、务策略 l 从创建到消亡自动分级 l 通过手动和自动工作流来驱动 l 动态安全、法规遵从和策略保持 l ISO、GMP等各类质量体系的应用 起草 在线编辑 模板创建 编号管理 审核 审批流程 电子签章 通知消息 培训/发布 培训记录 发布签收 打印管理 修订 归档 到期提醒 关联修订 旧版回收 归档管理 权限变更 状态变更 通知消息 状态变更 废止 审批管理 策略设置 状态变更 通知消息 与信息生命周期相关的存储技术与信息生命周期相关的存储技术文档管理文档管理 Contents 1.您所熟悉的数据存储 3.数据备份技术 5.信息生命周期 2.存储基础知识 4.主机高可用技术 6.其他知识 存储

49、管理 存储设备存储交换设备 Veritas StoreAge FalconStor DataCore JBOD厂商 Brocade Vixel Cisco Nishan McData Inrange EMC HDS IBM SUN SANRAD DotHill StoneFlyFibreStream HP STK ADIC Fujiton LSI Dell RAID 厂商 NetApp PROCOM 其他品牌 HBA TAPE 厂商 DotHill EDI 国内品牌 国内存储厂商一览国内存储厂商一览 常见存储厂家常见存储厂家 主流备份软件厂商主流备份软件厂商 VERITAS NetBackup DataCenter Backup Exec Legato NetWorker BakBone NetVault CA