数据中心存储

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与虚拟化技术研讨

中国人民银行合肥中心支行科技处何谓数据中心？服务器网络设备存储数据其它辅助设备服务存储面临的问题硬盘损坏I/O瓶颈并发与共享访问关于存储的讨论内容存储磁盘阵列SAN操作系统级存储管理服务器面临的问题整机故障难以升级OSAPPDATAOSAPPDATA备份恢复繁琐关于虚拟化的讨论内容虚拟化虚拟化概念与应用VMwarevSphere存储技术磁盘阵列、SAN与操作系统级存储管理1磁盘阵列RAIDRedundantArraysofIndependentDisks分类外接式磁盘阵列柜内接式磁盘阵列卡软件模拟1.1盘柜的物理构成后端

–面向磁盘SATASerialAdvancedTechnologyAttachmentSCSISmallComputerSystemInterfaceSASSerialAttachedSCSI前端–面向数据使用者DASDirectAttachedStorageSANStorageAreaNetworkFC-SAN、IP-SANNASNetworkAttachedStorage1.2RAIDRAID0（Stripe，条带）IOPS性能理论读取速度=单盘*N理论写入速度=单盘*N空间利用率100%数据安全零冗余，任意一个磁盘损坏，数据会全部损毁A1A4A7A2A5A8A3A6A9B1B4B2B5B3B61.2RAIDRAID1（Mirror，镜像）IOPS性能理论读取速度=单盘*N理论写入速度=单盘空间利用率1/N数据安全每个block有N个副本，可抗N-1块磁盘损坏A1A2A3A1A2A3A1A2A3B1B4B2B5B3B61.2RAIDRAID5（Parity，校验）IOPS性能理论读取速度=单盘*(N-1)理论写入速度<<单盘*(N-1)空间利用率(N-1)/N数据安全可抗1块磁盘损坏A1A2C1ApB1B2CpBpC21.2RAIDRAID方式可以嵌套RAID10，RAID01，RAID50实际IOPS与理论可能有较大差别Cache，缓存大小与命中率连续读写与随机读写热备盘1.3磁盘阵列的逻辑组织RG(RaidGroup)一组物理磁盘的集合定义RAID级别LU(LogicUnit)从RG中划分的一个逻辑磁盘通过LUN进行标识DISK1LU1RG1DISK2DISK4DISK5DISK3DISK6LU2RG2DISK9DISK10LU3DISK7DISK8DISK11ACTIONTIME连接存储设备管理端口规划RG（DiskPool）创建LU（VirtualDisk）2FC-SAN网络IP网络SAN网络2FC-SAN网络IP网络SAN网络交换设备以太网交换机SAN交换机连接线双绞线电缆光纤适配器以太网卡HBA卡接口RJ45SFP+访问地址MACWWN逻辑区域VLANZone2.1WWNWorldWideName64位或128位例：21:01:00:1b:32:bc:36:01WWNNWorldWideNodeName，每个交换机、HBA卡作为一个节点，具备唯一WWNNWWPNWorldWidePortName，光纤交换机、HBA卡的每个端口具有一个唯一的WWPN2.1WWNWindowsfcinfo工具Linux查看文件cat/sys/class/fc_host/host*/port_name2.2HBA卡HostBusAdapter需要配合光模块使用SFP

(SmallForm-factorPluggables)2Gbps/4Gbps/8Gbps等速度单模光纤、多模光纤具有一个WWNN，每个端口具有一个WWPN2.3SAN交换机全称说明N-PortNodePortHBA卡等节点设备的端口，用来连接到SAN交换机F-PortFabricPort此交换机端口连接到一个节点设备的N-PortL-PortLoopPort此交换机端口连接到Loop类型的节点U-PortUniversalPort未使用，等待连接E-PortExtenderPort用于交换机级联，此端口连接到另一个交换机的E-Port2.4ZoneZone是一组交换机端口或WWN号的集合可视为IP网络中的VLAN同一Zone中的N-Port可以建立连接不同Zone中的端口无法访问单个节点可隶属多个Zone级联Zone必须包括两个交换机的E-Port交换机的Zone配置包括一个或一组ZoneACTIONTIME连接SAN交换机管理端口博科200E光纤交换机界面介绍连接光纤线缆Port管理Zone管理2.5主机访问存储主机组存储端以WWN识别HBA卡，每个WWN视为一个主机存储组以LUN为基本单元映射主机组存储组ACTIONTIME添加主机组LUN与主机组映射主机端挂载磁盘3操作系统级存储管理软件层面的磁盘管理AIX、HP-UX、Linux和Solaris存储技术：LVM(LogicalVolumeManager)、ZFS访问技术：NFSWindows存储技术：动态磁盘、StorageSpaces访问技术：SMB(CIFS)是软件定义存储（SDS）的基础3操作系统级存储管理磁盘阵列LVMWindowsStorageSpaces物理磁盘物理磁盘PV=Physical

Volume物理磁盘基本存储单元BlockPE=PhysicalExtentAllocateUnit物理磁盘集合RaidGroupVG=VolumeGroupStoragePool逻辑磁盘LogicalUnitLV=LogicalVolumeVirtualDisk冗余实现RAID阵列卡LVM管理软件Windows操作系统3.1文件共享LinuxNFS服务端：exportfs客户端：mountWindowsSMB服务端：创建共享客户端：映射网络驱动器ACTIONTIMELVM基本操作NFS文件共享WindowsStorageSpaces基本操作SMB文件共享4多路径无冗余有冗余ACTIONTIMESAN网络多路径改造Windows服务器多路径设置1虚拟化概念Hypervisor运行在物理服务器与虚拟机操作系统之间的中间层管理所有虚拟机（VMM）分类TypeI–裸金属架构TypeII–宿主架构1虚拟化概念TypeIHypervisor直接运行于硬件系统上虚拟机直接访问硬件资源代表产品VMwarevSphereMSHyper-VXenServerHypervisor1虚拟化概念TypeIIHypervisor是运行在宿主操作系统下的一个软件虚拟机的指令转译成宿主操作系统API执行代表产品VMwareWorkstationOracleVirtualBoxHypervisorHostOS1.1虚拟化的优势封装OS便于迁移、升级、备份与恢复，不再需要备机Hypervisor1.1虚拟化的优势高密度提高计算利用率，节约硬件购置与运维成本Hypervisor2VMwarevSphereESXiTypeIhypervisor基于Linux内核vCenter集中管理ESXi主机Windows版和vCSAvSphereClient连接到ESXi主机或vCenter的客户端DataProtection虚拟机备份与恢复ConverterP2V、V2VACTIONTIMEESXi的安装配置ESXi主机使用vSphereClient连接并管理ESXi主机虚拟机的创建与管理使用Converter进行P2V2.1vSphere集群共享存储集群中的ESXi主机必须能够访问共享存储位于非共享存储中的VM无法实现高可用VMFSVMwareESXiVMwareESXi2.2vSpher