TP002-存储基础知识

存储基础知识培训TP002-StorageBaseKnowledge星河大帝NEC(China)Co.,Ltd.NECTechnical

Certification

(PrimaryLevel)主要内容TP002-SBK存储系统的架构存储系统的部件存储系统的SCSI技术光纤通道技术星河大帝存储备份技术 主要内容TP002-SBK存储系统的架构存储系统的部件存储系统的SCSI技术光纤通道技术存储备份技术 存储是什么?广义:存放电子数字信息的介质狭义:阵列、带库、交换机等专业存储设备存储系统的架构TP002-SBK存储分类:以记录方式来划分：磁记录（软盘、磁带机、磁带库）光记录（CD、DVD、MD、MO等）以数据访问方式划分：在线存储离线存储存储系统的架构TP002-SBK系统应用应用应用数据数据一个自由存在的，不必属于任何特定系统的实体一种可以共同享用的财富，需要加以保护和存储存储产品和体系结构也需要制定研究和规划

存储系统的架构TP002-SBK单机存储－非网络环境大型机系统中的数据开放系统客户/服务器存储开放系统服务器的数据存储传统存储系统TP002-SBKDAS(

DirectAttachedStorage)直接挂接存储SAN(StorageAreaNetwork)存储区域网络

NAS(NetworkAttachedStorage)网络挂接存储

存储的架构TP002-SBKDAS-直联存储NAS-附网存储SAN-区域存储存储架构的发展TP002-SBKDAS－DirectAttachedStorage存储设备(通常为磁盘或磁带)通过电缆直接与计算机相连.

系统存取访问I/O请求(又称为协议或命令)直接在计算机和存储设备间进行.存储的架构—DASTP002-SBKNAS－NetworkAttachedStorage

一种直连到网络（LANorWAN）里的特殊用途的存储设备突出的文件服务性能向异构客户端平台提供高可用的数据共享存储的架构—NASTP002-SBK直接与LANs,WANs相连突出的文件服务性能对所有客户端的数据高可用性异构平台文件共享与已经存在的系统和网络无缝集成简单的存储管理存储的架构—NAS的优势TP002-SBKSAN－StorageAreaNetwork是一种光纤路径网络主要目的用于在计算机和存储设备之间传输数据通过使用被称为光纤路径技术（FCP）的串行SCSII/O协议来传输I/O流量存储的架构—SANTP002-SBK任意两点之间的连接和通讯所有的系统主机共享存储资源存储数据的传输与应用分开独立可伸缩的存储资源存储资源的集中化管理数据高可用性数据访问容错能力存储的架构—SAN的优势TP002-SBKNAS–基于LAN存储设备文件管理易于安装进入成本低在多平台之间提供资源共享SAN–一种专用存储网络更高的连通性和带宽更好的扩展性最优化的存储协议异构平台的数据共享存储的架构—NAS和SAN比较TP002-SBK主要内容TP002-SBK存储系统的架构存储系统的部件存储系统的SCSI技术光纤通道技术存储备份技术 存储系统的主要组成部分(硬件）TP002-SBK

GBIC与线缆

光纤通道卡HBAFibreChannel仲裁环路集线器FibreChannelFabric交换机Bridge–FC与SCSI之间转换Extender-连接SAN孤岛(FC-ATM/IP)存储设备磁盘阵列、带库SAN管理软件

存储系统常见设备及分类TP002-SBKGBIC-GigabitInterfaceConverters在使用光纤介质的光信号和电信号之间进行转换包含一个发射信号的激光设备GBIC模块被安装在以下设备上：主机适配卡（HBA）光纤通道RAID控制器光纤通道集线器（HUB）光纤通道交换机（Switch）两条通道—每通道连一条光纤真正的全双工传输设备2–24存储系统设备—GBICTP002-SBK信号转换GBIC并行－串行电气信号－光信号PSPS介质并/串转换电气信号电气信号光控制器GBICGBIC控制器并/串转换存储系统设备—GBIC（续）TP002-SBK电缆和GBIC的连接前推存储系统设备—GBIC（续）TP002-SBK

GBIC的种类光纤铜缆1G2GSCSFPHSSDCDB9HSSDC2速率连接线缆存储系统设备—GBIC（续）TP002-SBK电缆铜缆便宜无需激光发射设备短距离

光纤线缆核心层敷层表层存储系统设备—电缆TP002-SBK多模：Multi-modeFiber125umcladding125umcladding50umcore62.5umcore单模：Single-modeFiber125umcladding9umcore50/125500meters62.5/125240meters9/12510kilometers存储系统设备—光纤线缆分类TP002-SBK

安装在服务器上PCItoFCAdapter、SbustoFC

速度1Gb/s或2Gb/s，支持FC-AL协议、Fabric

光纤通道卡（HBA–HostBusAdapter）存储系统设备—光纤通道卡TP002-SBK支持FC-SW标准每端口独享100MB/200MB带宽

提供SNS、RSCN等服务支持FC-AL协议每个LOOP共享100MB带宽可管理或不可管理光纤交换机Switch光纤集线器HUB存储系统设备—网络交换设备TP002-SBK

将SCSI设备映象为光纤通道网络中的设备

保护用户现有投资存储系统设备—FC-SCSI桥接器TP002-SBK

使得光纤通道可以在超过10公里的距离外传输

FCoverIP或FCoverATM

可应用于灾难恢复、存储集中

存储系统设备—光纤通道ExtenderTP002-SBK主要内容TP002-SBK存储系统的架构存储系统的部件存储系统的SCSI技术光纤通道技术存储备份技术 来自于SASI（美国ShugartAssociates公司和NCR开发的小型硬盘和软盘驱动器接口）I/O总线被广泛用在计算机工业中的外围设备1981年开始使用;1986年ANSI正式发布SCSI-1数据传输是以块方式进行，块是存放在存储设备上的数据的典型的组织单元SCSI

技术基础TP002-SBK通用性

在一条总线上可连接8/16台主机和外设控制器，按照相同的控制方法连接磁盘、磁带、光盘、半导体盘、打印机、绘图仪等多种外设。高级接口

处于更高层次，与设备和主机无关的高级命令系统，该命令系统可以进行高级逻辑操作，从而对外设的更新换代和系统的系列化提供了灵活的处理手段。高速传率

异步和同步两种数据传送方式，从速度较低的打印机、软磁盘到高性能的大容量磁盘装置等广泛领域均可使用。

配置灵活，可扩充性能好

总线上所有的设备是一种双向对等关系,总线能够连接多台主机，可用于系统间的通信，且系统扩充简单，容易实现。支持多任务操作

SCSI提供了失连/再连和总线仲裁功能，可支持多任务处理。SCSI

协议的优势TP002-SBKSCSI总线—数据传输的电缆从一个计算机系统连接到另一个总线带宽—总线带宽尺寸非常重要因为它要检测某一时刻能传输的数据量总线速度—以MB为计量单位传输速率传输模式:NarrowSCSIbusWideSCSIbusFastSCSIUltraSCSIUltra2SCSI-3WideUltra2SCSI-3Ultra3SCSI-3SCSI定义TP002-SBK单端（Single-ended）高压差分（HVD）低压差分（LVD）Single-EndedLowVoltageDifferentialSingle-EndedLow-VoltageDifferentialSCSI电气特性TP002-SBKSCSI设备类型TP002-SBKSCSI设备接口TP002-SBK主要内容TP002-SBK存储系统的架构存储系统的部件存储系统的SCSI技术光纤通道技术存储备份技术 SCSI-2协议的缺点：接口复杂、总线长度短、可扩展性差、实时性差、可用带宽较窄95年开始，ANSIX3T11在SCSI-2协议的基础上结合当时网络技术(FDDI)、通道控制技术等成果，形成了光纤通道协议(20多个)，主要有：光纤通道物理和信号接口标准FC-PH关于光纤通道系统基本要求的FC-FG标准关于交换连接的FC-SW标准仲裁环连接的FC-AL标准各种上层协议的接口标准，如SCSI-FCP光纤通道协议（FCP）TP002-SBKTransmissionProtocol–Encode/DecodeFramingProtocol–Framesarevisible,dataisnotCommonServices–Dataisvisible133MB/s2.125GB/s4.25GB/s1.062GB/s266MB/s531MB/s基本速率100MB/s阶段2IP802.2IPI-3HIPPISCSIPhase1网络协议通道协议物理介质层级别FC-4FC-3FC-2FC-1FC-0阶段1传输层信号协议层通用服务层映射层高层协议光纤通道协议分层TP002-SBKFC-0层—物理层介质种类光学连接收发器Nx8

Bits10or

20Bits

PSPS物理介质串行/并行转换串行/并行转换传送接受数据8b/10b编码8b/10b编码数据1-BitSerial1-BitSerial10or20BitsNx8BitsFC-1层—编码8-bit/10-bit编码设计8Bits编码to10传输短波

长波

铜缆

双绞线

光纤通道协议分层（1）TP002-SBKFC-2level—帧协议帧数据建立不同的光纤通道数据传输机制管理数据传输次序FC-3level—通用服务保证现有标准高级特性所需的通用服务FC-4level—映射定义了上层协议在其下的FC层的映射规则2–31光纤通道协议分层（2）TP002-SBK点对点仲裁环交换点对点仲裁环交换光纤通道拓扑结构TP002-SBK点对点相对较便宜独有的带宽I/O仅在两个设备之间传递光纤通道拓扑结构（续）TP002-SBK仲裁环同一时间只有单对设备通讯共享带宽设备上使用LOOP节点在一个私有环路上支持126个设备可以连接到交换网络结构里光纤通道仲裁环光纤通道拓扑结构（续）TP002-SBK交换光纤网络拓扑最大支持1600万个节点交换式工作－只有发生通讯的端口间出现流量高带宽物理或逻辑隔离花费高于FC-AL通过支持NL_portprotocol的接口连入光纤网络中交换机上端口为F_ports交换机上FL_ports支持环路连接光纤通道拓扑结构（续）TP002-SBK性能100MB/s，200MB/s标准10000MB/S标准已经定义可