移动云计算导论第二讲云计算关键技术

移动云计算导论—第二讲：云计算关键技术

王纪奎

Jacky

Wang首席技术官CTO中国惠普企业服务事业部2课程设计思路与概要Update3.

实现云计算综合管控：（3学时）

（1）

云计算综合管控概述

（2）

云计算综合管控实现：

云计算的适用性

云计算安全

云计算的可靠性与业务连续性

云计算的管理与服务实现

云计算的扩展性及性能优化（3）

云计算综合管控学习思路4.

实现云计算综合架构规划：（3学时）

（1）云计算企业架构规划方法论（2）

云计算架构规划实现

云计算业务战略

云计算的IT战略

云计算业务与应用架构

云计算IT架构

云计算流程架构

云计算运营管理架构

云计算组织架构（3）

云计算架构规划学习要点与思路5.

移动互联网概论绪论（3学时）

互联网的基本概念。

互联网的发展历史。

互联网的热点

互联网基本特征6.

互联网基本原理网络协议路由协议MPLS

VPNIPV6网络接入与管理网络架构

7.

移动网络技术

2G

3G

4G

网络技术

WLAN

Wifi

移动终端

（操作系统）

接入认证和管理技术（AAA）

移动IP接入技术

接入网络主要设备结构、功能和形态介绍8.

数据中心架构和虚拟化技术

数据中心架构和虚拟化9.

Open

Stack/Hadoo

架构和原理3目

录1.

云计算关键技术综述2.

云计算关键技术①②应用简述网络技术③④⑤⑥⑦⑧系统技术存储技术数据库及中间件技术虚拟化技术数据中心技术终端技术3.

云计算关键技术学习思路4.

企业实践分享移动云计算导论

—第二讲：关键技术4云计算业务架构

客户生态软件园数据中心运维自动

化管理网络安全管理IT运维管

理流程服务器安

全管理数据安全管理统一监控

管理

云服务管理运维管理

安全管理性能管

理可用性管

理

云服务提供客户自助服务门户虚拟服务器资源池虚拟化平台层虚拟存储资源池

物理资源池虚拟化网络资源池虚拟机VM

资源服务提供层虚拟机磁盘

虚拟网络数据库中间件操作系统开发平台桌面工具网络会议

SaaS健康档案

存储备份

PaaS电子商务

开发工具IaaS测试平台PLM资源动态分配网络存储服务器用户管

理报表管理计费/结

算管理SLA管理服务目录管理客户服务

管理业务连续性保障管

理政府部门**集团园区企业企业客户5目

录1.

云计算关键技术综述2.

云计算关键技术①②应用简述网络技术③④⑤⑥⑦⑧系统技术存储技术数据库及中间件技术虚拟化技术数据中心技术终端技术3.

云计算关键技术学习思路4.

企业实践分享移动云计算导论

—第二讲：关键技术6云计算的技术支撑——广东移动数据中心支撑于配合业务特点——应用规划架构BSS•特点−

关键业务系统−

基础设施复杂−

资源配置高−

大量数据处理•关键成功指标−

性能−

实时性−

安全性−

可靠性OSS/MSS•特点−

配置较低−

标准化特征明显•关键成功指标−

集成度−

稳定性VAS•特点−

变化迅速−

可用性要求高•关键成功指标−

生态系统和价值链−

创新能力−

业务部署速度−

安全性−

可靠性IDC•特点−

基础设施复杂−

配置较低•关键成功指标−

业务部署速度−

用户接受程度−

安全性−

可靠性全国性业务服务性业务

关键业务系统，全国Cover，存储容量高，流量大，实时，可靠，安全统筹规划，集中度高，规划完善，远程Cover，可靠，安全，快速部署IT

as

a

Service7中国医疗行业应用个特点私有云计算

模型企业传统IT模型

企业服

务

总线抽象服务，统一平台

动态管理,按需分配

HPCVirtualizationApps

Profile数字校园高校实验室科研校园公共数据平台校园应用集成平台校园综合信息门户ImplicationsRelevance

8

IISApacheApps

Platform

App

server/ESB

SQL

/ORACLE

RACVirtualizationOSCARWindows

HPCMPI

OpenMP

Low

Latency

NetworkWebDBBizTalkCustomersPartnersCiscoSolutionyour

SLA9灵活的应用部署能力—方便的全面管控（Sample

海关）管理丰富的

APIs

量化性能IT支撑按需服务服务质量业务保障

资源统一管理和调度为内云（支撑云）奠定基础

安全内云

可用度地方应用电子总署内部管理电子海关电子口岸业务部门简单和多样灵活性IT部门管理和安全控制力10Cloud

-

Growth

of

Converged

Applications

Telephony

Web

AppsConferencing

Storage

Networking

Wireless

VideoCommunications

Digital

Imaging

HigherPerformance

UnifiedNetworking

ResourcesThe

need

for

scalable

network

and

new

evolving

levels

of

service11目

录1.

云计算关键技术综述2.

云计算关键技术①②应用简述网络技术③④⑤⑥⑦⑧系统技术存储技术数据库及中间件技术虚拟化技术数据中心技术终端技术3.

云计算关键技术学习思路4.

企业实践分享移动云计算导论

—第二讲：关键技术12网络传输介质双绞线同轴电缆Plastic

insulating

jacketNonconducting

insulatorCentral

Copper

ConduitPlastic

Insulating

Jacket光纤线Glass

or

Plastic

Fiber

Cable

Central

Copper

ConduitPhotodiode

Receiver

Woven

Metal

ShieldLED

or

Laser

Transmitter屏蔽双绞线（STP）非屏蔽双绞线（UTP）粗缆（ThickLAN）细缆（ThinLAN）多模光纤单模光纤13交换机

Switches•

Switches

provide

all

the

functionality

of

a

bridge

PLUS

...•

Switches

typically

offer

more

ports

than

bridges.•

Switches

allow

for

multiple,

parallel

channels

of

communication

between

ports.•

Switches

sometimes

offer

“full-duplex”

functionality.•

Switches

are

replacing

both

bridges

and

hubs

in

many

modern

networks.Switches

aresimilar

to

bridges,but

offer

multiple

parallelcommunication

channelsacross

ports

for

improvedperformance.Switchtelnettelnet14路由器和网关RouterRouterRouterRouterGateway

Mainframe

Routers

and

Gateways•

Routers

use

IP

addresses

to

route

data

between

networks.•

Routers

can

be

used

to

connect

different

network

types.•

Routers

don’t

forward

broadcast

packets;

broadcast

packets

are

dropped.•

Gateways

are

used

to

connect

dissimilar

networks

over

all

7

OSI

layers15防火墙InternetFirewall

Firewalls•

Firewalls

determine

what

traffic

is

allowed

in

and

out

of

your

network.•

Firewalls

may

filter

packets

by

IP

or

port

number.•

Firewalls

may

log

what

packets

are

sent

to

and

from

whom.•

Firewalls

use

these

and

many

other

features

to

improve

network

security.Firewalls

make

it

possible

tocontrol

access

to

and

from

your

local

area

network.16

Hub(sales)

Hub(research)

Router

Bridge(chicago

office)

Router

Switch(london

office)典型局域网络结构

Internet

Firewall

Gateway

Mainframe17数据中心基础网络高可用设计WAN/InternetapplicationServersdatabaseServers出口路由器

核心层汇聚层WEBServers网络高可用设计

硬件设备冗余，双主控、单板热插

拔、冗余电源、冗余风扇

物理链路冗余，以太网链路聚合环网技术，RPR、RRPP二层路径冗余，MSTP、SmartLink三层路径冗余，VRRP、ECMP、动态路由快速收敛快速故障检测技术，BFD不间断转发技术，GR路径可用检查，L3

Monitor安全高可用设计

硬件设备冗余，冗余引擎、冗余电

源、冗余风扇设备之间状态热备份18防火墙在企业网络体系中的位置

数据中心边界边界交换机边界FW前端FW内部FWWEB服务器数据库服务器数据存储internet

边界路由器

边界FW

对不受信任外部访问限制

Server

farm

前端FW

限制用户访问可执行的操作

Server

farm

内部FW

限制对应用、数据的操作

多层异构企业当前常见的多层安全策略业务支撑系统19支撑系统云计算的技术重点—强壮的网络扩展能力，灵活的接入交换能力，端到端的虚拟化能力Cmnet接入区AR1AR2CE路由器AR1AR2骨干网SiSi网管支撑系统管理信息系统存储资源池

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

VV

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

VV

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

VV

V

V

VIP承载网SiSiSiSiSiSiSiSi…

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

VV

V

V

V

计算资源池数据中心交换核心

接入资源池

光纤交

换机防火墙IDS/iPSMARSVPNACEWAASSCE数据中心之间虚

拟化OTV20现有网络的挑战

Need

very

high

reliability,

costly

SeparateLAN

&

SANResourcefragmentationlimits

scalability

Higher

latency

for

3

tiers

Limited

Server-to-server

capacity

Cloud

service

providers

are

addressing

these

problems.

Enterprises

starting

to

become

awareVirtual

SwitchVirtual

SwitchManagement

Connection1Gb1Gb1Gb1Gb

LOM1Gb1Gb1Gb1GbPhysicalNICsvNICs

•

•

•

•21Traffic

types

are

segmented

on

1

or

2

1Gb

connectionsRedundancy

is

done

on

a

per

traffic

type

by

adding

a

second

portAdditional

bandwidth

requires

additional

ports

to

be

added

in

a

teaming

configurationUnused

bandwidth

cannot

be

shared

by

other

traffic

types

it

is

reserved

for

that

port

group

NFSiSCSIvMotionFTTypical

Intel

IT

Virtual

Server

Configurationusing

1Gb

NICs

VMKernel

Services22vNetwork

Distributed

SwitchBest

Practices

of

configuring

10GbE

in

VMware*

vSphere*Management

ConnectionUsing

the

10Gb

LOM

and

moving

the

management

connection

on

to

the

vDS,

QoS

for

all

networktraffic

can

be

controlled

via

Network

I/O

Control.

This

also

gives

any

traffic

up

to

10Gb

ofbandwidth,

unless

throttled

by

VMware

QoS

policies.Port

#1

10Gb

LOM

VLAN

Trunk

Traffic:

A,

B,

C,

D,

E4.1

VM

Traffic

#1

VLAN

AIPStorageVLAN

BVMKernelvMotionVLAN

DVMKernelService

ConsoleVLAN

EVM

Traffic

#2VLAN

CPort

#2

10Gb

LOMVLAN

Trunk

Traffic:A,

B,

C,

D,

ENFSiSCSIvMotionFT1Gb

LOMSource:

Intel

Market

Forecast

10G

Media

Forecast

Twinville

Controller

(Integrated

40nm

MAC/PHY)

Third

Gen

10GBASE-T

PHYIntel®

Ethernet

Controller

82599

+

X520

Adapters

FCoE

DCB

IPSec/MACSec

iSCSI

NASI/O

Virtualization

Manageability

LOM

Integration

Enterprise

10GbE100%

80%

60%

40%

20%20082009201020112012FiberBASE-TSFP+CX-4Intel

product

plans

in

this

presentation

do

not

constitute

Intel

plan

of

record

product

roadmaps.

Please

contact

your

Intel

representative

to

obtain

Intel’s

current

plan

ofrecord

product

roadmaps.Intel’s

Unified

Networking

Evolution24目

录1.

云计算关键技术综述2.

云计算关键技术①②应用简述网络技术③④⑤⑥⑦⑧系统技术存储技术数据库及中间件技术虚拟化技术数据中心技术终端技术3.

云计算关键技术学习思路4.

企业实践分享移动云计算导论

—第二讲：关键技术终端层

–

Server用层使简单VPAR①前端层

–

Web访问层②中间层

–

应用服务XVMX86Logical

Domains灵活安全③后端

–

数据库25计算架构——云计算的技术支撑—按需分配的计算能力主机虚拟化产品平台支持操作系统应用级虚拟化ESX

X86Xen

X86HPUX/Linux/WindowsLinux/Windows/Solarisx86Linux/Windows/Solarisx86Linux/Windows/Solarisx86Solaris/LinuxHPRISC/ItaniumSunT1/T2/RockSolaris

10WindowsLinux/WindowsIBM/LinuxSun

RISC/X86X86X86IBM

RISCSolaris

Containers/ZonesWindowsVirtualizationThinstall

Virtual

OSLPAR操作系统级

虚拟化X86X86MainframeSun

RISCHPRISC/ItaniumWindows

ServerVirtualizationKVM(Linux)z/VMDynamicSystemDomainsNPAR

硬件虚拟化Web

服务器

应用

服务器数据库服务器终端客户端Windows,

Linux,

etcLinux

可伸缩SolarisHPUX/Linux/Windows刀片化标准化资源池化26服务器架构竞争情况——服务器虚拟化的主要产品虚拟化技术

硬件分区操作系统级虚拟化应用级虚拟化产品Dynamic

System

DomainsNPARLPARVPARESXXenXVMLogical

DomainsWindows

ServerVirtualizationKVM(Linux)z/VMSolaris

Containers/ZonesWindows

ServerVirtualization厂家SunHPIBMHPVMWareXensourceSunSunMicrosoftCommunityIBMSunMicrosoft平台支持Sun

RISCHPRISC/ItaniumIBM

RISCHPRISC/ItaniumX86X86X86SunT1/T2/RockX86X86MainframeSun

RISC/X86X86操作系统SolarisHPUX/Linux/WindowsIBM/LinuxHPUX/Linux/WindowsLinux/Windows/Solarisx86Linux/Windows/Solarisx86Linux/Windows/Solarisx86Solaris/LinuxWindows,

Linux,

etcLinuxSolaris

10WindowsThinstall

Virtual

OSVMWareX86Linux/Windows27–

服务器截图DL380G3：

服务器前端

服务器后端服务器布局

2个Xeon

CPU

2G

DDR内存4块SCSI硬盘

电源模块28–

服务器截图DL380G4：

服务器前端

服务器后端服务器布局

2G

DDR2内存

2个Xeon

800MHz

CPU4块SCSI硬盘

电源模块29–

内存

HP原装内存

1、DL380G3使用的DDR内存（PC2100）

2、DL380G4使用的DDR2内存（PC3200

）

DELL原装内存

1、DELL

PE2850使用的DDR2内存（

PC3200）

联想（Lenovo）内存

1、5B20/5C20使用的DDR内存（

PC2700）HP的防伪商标30服务器的设计思想---（RASUM）

R:Reliability

可靠性

A:Availability

可用性

S:Scalability

可扩展性

U:Usability

易用性

M:Manageability

可管理性31

服务器分类—按照指令集分类

复杂指令集-----

CISC(Complex

Instruction

Set

Computer）

X86系统

IA-32、

EM64T、AMD64

精简指令集----

RISC（Reduced

Instruction

Set

Computing

）

小型机（IBM

、HP、SUN小型机）

专用平台、专用系统

大型应用后台密集集中处理

显式并行指令集----EPIC(Explicitly

Parallel

Instruction

Computers）

IA-64

安腾32服务器分类—按外型分类

塔式机架式（1U-4U）刀片服务器33服务器分类—按处理器个数分类

单路服务器（UP－Unit

Processor）双路服务器（DP—Dual

Processor）多路服务器（MP－Multi

Processor）35

服务器系统分解图示1

热拔插冗余电源散热风扇

CPU

I/O扩展槽

内存36内存

散热风扇服务器系统分解图示2

热拔插冗余电源

I/O扩展槽VRMCPU37前部风扇模块

冗余设计

可热拔插PCIe*(7

槽位)

8

个

2.5”

SAS/SATA热拔插硬盘

四核

Intel®

Xeon®

7300系列CPU

后部风扇模块

冗余设计

可热拔插内存扩展板可扩展1-4个支持FBD1

533/667每个扩展板8个Dimm服务器系统分解图示3

IO

扩展模块

扩展

2

10/100/1000自

适应网卡

高级管理卡扩展支持

SAS

扩展模块

支持硬件级

Intel®

Integrated

RAID

0,

1,

1A,

5,

6,

10,

50,

60

5.25”

扩展设备仓

支持标准磁带机等

超薄光驱设计硬盘驱动器

(1-4颗)智能化前控面板3

前置

USB,

1

前置Video,38

CPU的工作就是进行数据处理，数

据从哪里来？

首先会从高速缓存里寻找，如

果找到就会执行

如果找不到就会到内存里寻找

如果再找不到就到硬盘上寻找

CPU高速缓存

内存

硬盘服务器数据处理流程

CPU处理数据的来源？如何工作的？39CPU技术－－处理器的重要指标参数

频率

缓存

Xeon

3.0GHz/2M

L2/800MHz

Xeon5504

(2.00GHz)/4M

L3/800MHz

Xeon

MP7420(2.13GHz)/8M

L3/1066MHz

前端总线功耗40CPU——多核CPU

定义：

双核：一个处理器封装中有两个处理内核。

四核：一个处理器封装中有四个处理内核。

带给客户的优势：

使用基于双核处理器的服务器，客户可以处理更繁重的工作量，同时运行更多

的商业应用程序，同时支持更多的用户，从而提高效率并延长服务器投资的生

命周期。41服务器的部件技术—内存

内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序。

内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要

经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存

消耗殆尽。42服务器的部件技术—内存热备和内存镜像

内存热备—Sparing

热备内存在正常情况下不使用，当工作内存的故障次数达到预设值ECC的最大值，系统自动将故障内存条中的数据传输到热备内存条，故障内存条就不再使用。内存镜像—Mirroring

内存数据有两个拷贝，避免由于内存故障而导致数据丢失，同时工作内存与镜像内存不处于同一通道，也避免了因内存通道错误而引起的数据丢失43服务器的部件技术—PCI

PCI-X

新一代PCI标准，它提供的吞吐能力是PCI的两倍甚至八倍以上

采用了分离实务即多任务的设计

目前分为66MHz、100MHz和133MHz三个版本，可以达到533MB/s

、

800MB/s、1066MB/s

PCI-X的频率可随设备的变化而变化44服务器的部件技术—PCI

PCI-E2.0

PCI-E

2.0

的数据传输速度与现有的PCIE相比提升了两倍，即从2.5Gbps

提升至5.0Gbps,这样x16

PCIe

2.0

版的数据传输速度可以达到16GB/s

。

PCI-E

2.0插槽能够兼容兼容PCI-E

1.0和PCI-E

1.1标准的扩展卡，可以使用

现有的PCI-E

x16显卡。45RAID技术-RAID的实现方式

操作系统RAID

—如通过Windows2003磁盘管理器

集成RAID(Host

RAID)—RAID0，1，5，1E

1、ESB2支持SATA

Raid（0，1，10）

2、存储芯片集成的：LSI1064（四口）、1068（八口）SAS控制器

RAID5收费支持

HBA卡：RAID0、1、5、10、50、6

ROMB：RAID0、1、5、10、50、6

ROC：子卡方式，RAID0、1、5、10、50、646

服务器的管理技术

BMC

在IPMI管理平台中，BMC（Baseboard

Management

Controller，因为多集成

于主板而得名）是核心控制器，系统管理软件对各个被管理器件的管理，都

是通过与BMC通信来实现的

IPMB（Intelligent

Platform

Management

Bus）总线

ICMB（Intelligent

Chassis

Management

Bus）桥

SMBus接口

SDR（Sensor

Data

Record）

SEL（Sensor

Event

Log）

FRU（Field

Replacement

Unit）监控、管理、远程控制全面的状态监控

状态收集

故障检测

上下电控制

故障指示与告警

热量/温度监控远程控制IPMI可实现对服务器系统的实时监控，能够监控网络状态；监控服务器系统静态信息（CPU、内存、硬盘、光驱、网卡、显卡、操作系统、RAID卡、PCI附加卡等信息）和动态信息（主板、CPU、SCSI

模组、风扇板等设备的温度、电压、风扇转速信息以及CPU利用率、内存利用率、硬盘I/O访问流量等系统资源信息），还可以实现对RAID阵列的管理；当上述被监控量发生超越门限等异常事件时，监控软件会通过多种形式（消息框、邮件、告警音、短信）告警，同时将告警事件记录入日志，方便管理员根据告警日志分析诊断。

47

利用IPMI，管理员可以通过网络或者串口访问远端服务器，通过获取事件日志和传感器数据记录来分析、确认故障原因，并通过远程操作来实现服务器恢复48远程管理技术－KVM

over

IP

KVM

over

IP系统，

基于IP的数字化KVM系统

不仅克服了传统模拟KVM

系统的局限性，也为管理不

同种类的分布式网络提

供了可能。

KVM

over

IP：通过网络将远端服务器的显示、鼠标、键盘信号虚拟到本地

控制端，通过本地控制端来操作远端服务器；操作系统类型

–

Unix系统：–––HP-UX(HP)Solaris(SUN)SCO(sco)AIX(IBM)Tru64(HP)OpenVMS(HP)–

Linux系统：红旗Linux––SUSERed

hat–

Windows系统：––Windows

Server

2008Windows

Server

2008EnterpriseDataCenter–

专有操作系统：

OpenVMS

(制造行业，美国军方，工控项目）

–

–4950集群技术

–集群••把多台服务器联接在一起，形成一个整体，共同对外提供服务可以更好地利用设备资源–三种集群技术•高性能集群（HighPerformance

Cluster）•负载均衡集群（LoadingBalance

Cluster）•高可用性集群(HighAvailability

Cluster)51目

录1.

云计算关键技术综述2.

云计算关键技术①②应用简述网络技术③④⑤⑥⑦⑧系统技术存储技术数据库及中间件技术虚拟化技术数据中心技术终端技术3.

云计算关键技术学习思路4.

企业实践分享移动云计算导论

—第二讲：关键技术在线交易型应用浏览器型应用用户创建的数据协作类应用视频数据趋势

传统的存储（信息生命周期管理）

自动化管理

基础架构即服务基础架构（存储）即服务

52

灵活扩展的存储能力是云计算实现的又一关键点

数据归档

转换

云存储价格敏感型云存储53传统计算机存储系统的问题CPU硬盘RAMServer计算机存储系统传统计算机存储系统的局限性：

硬盘成为整个系统的性能瓶颈

有限的硬盘槽位，难满足大容量需求

单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证

存储空间利用率低

本地存储，数据分散54外部磁盘阵列的产生早期外部存储系统传统计算机存储系统的局限性：

硬盘成为整个系统的性能瓶颈

有限的硬盘槽位，难满足大容量需求

单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证

存储空间利用率低

本地存储，数据分散CPU硬盘Server

RAMSCSI卡RAID功能

JBOD(Just

Bound

Of

Disk)55控制器中包含RAID功能、大容量Cache，同时使得磁盘阵列具有多种实用的功能，配置专用管理软件进行配置管理

硬盘成为整个系统的性能瓶颈

有限的硬盘槽位，难满足大容量需求

单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证

存储空间利用率低

本地存储，数据分散智能磁盘阵列的产生

传统计算机存储系统的局限性：

CPUServer

RAM硬盘

SCSI卡

控制器56存储网络的产生Server

HBA卡

SCSI电缆最长支持25米

FC光纤连接距离可达10公里至100公里传统计算机存储系统的局限性：

硬盘成为整个系统的性能

瓶颈

有限的硬盘槽位，难满足

大容量需求

单个硬盘存放数据，数据

可靠性难以保证

存储空间利用率低

本地存储，数据分散57存储网络的基本形态

网络存储几种常见类型

DAS

(Direct

Attached

Storage)

NAS

(Network

Attached

Storage）

SAN

(Storage

Area

Network)––––存储设备（RAID系统、磁带机和磁带库、光盘库）直接连接到服务器；传统的、最常见的连接方式，容易理解、规划和实施；没有独立操作系统，不能提供跨平台的文件共享，各平台下数据需分别存储；各DAS系统之间没有连接，数据只能分散管理；备份软件不能离开服务器支持；DAS

©2010前期投资比较少；的

HP

Confidential

58文件服务器应用服务器数据库服务器DAS

(Direct

Attached

Storage)

LAN

数据流存储设备

数据流存储设备

数据流存储设备©

2009

Cisco

Systems,

Inc.

All

rights

reserved.Cisco

ConfidentialPresentation_ID59–Linux、Unix等系统共享同一存储分区；NAS可以实现集中数据管理；一般集成本地备份软件，可以实现无服务器备份功能；NAS系统的前期投入相对较高。–NAS内每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS）使用同一个文件管理系统；NAS关注应用、用户和文件以及它们共享的数据；磁盘I/O会占用业务网络带宽。

文件服务器

应用服务器

NAS存储设备NAS本身装有独立的OS，通过网络协议可以实现完全跨平台共享，支持WinNT、NAS

(Network

Attached

Storage)

LAN数据流数据流©

2009

Cisco

Systems,

Inc.

All

rights

reserved.Cisco

ConfidentialPresentation_ID60SAN

(Storage

Area

Network)–高可用性，高性能的专用存储网络，用于安全的连接服务器和存储设备并具备灵活性和可扩展性；SAN对于数据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势；SAN是一种非常安全的，快速传输、存储、保护、共享和恢复数据的方法。–SAN是独立出一个数据存储网络，网络内部的数据传输率很快，但操作系统仍停留在服务器端，用户不直接访问SAN的网络；SAN关注磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构

；应用服务器文件服务器LANSAN存储设备存储设备存储设备数据流数据流61驱动器2驱动器1驱动器3条带2(strip)条带1(strip)条带0(strip)

D6

D3

D0磁盘上的数

据分块

D7

D4

D1磁盘上的数

据分块

D8

D5

D2磁盘上的数

据分块RAID的数据组织方式

分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分

块。它是组成条带的元素。

条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是

相同编号）的分块。62驱动器1

D4

D2

D0D6驱动器2

D5

D3

D1D0,D1,D2,D3,D4,D5条带2条带1条带0各磁盘上的

数据块各磁盘上的

数据块D5D4D3D2D1D0

RAID

0的工作原理无差错控制的条带化阵列

逻辑磁盘

D063RAID

1的工作原理镜像结构的阵列

D1

D0逻辑磁盘

D2驱动器1

D2

D1

D0D0,D1,D2经过镜像器驱动器2

D2

D1

D064驱动器2

D7

D4

D1

驱动器1

D6

D3

D0驱动器3

D8

D5

D2校验驱动器

P3

P2

P1

RAID

3的工作原理带奇偶校验码的并行阵列

D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8

校验码生成65驱动器2

D4

P1

D1驱动器1

P2

D2

D0驱动器3

D5

D3

P0

RAID

5的工作原理分布式奇偶校验码的独立磁盘结构

D0,D1,D2,D3,D4,D566P1D3D6D9Q5

Q1

P2

D7D10D12

D0

Q2

P3D11D13

D1

D4

Q3

P4D14D2D5D8Q4P5驱动器1驱动器2驱动器3驱动器4驱动器5条带0条带1条带2条带3条带4RAID6

P＋Q的工作原理

RAID6

P＋Q需要计算出两个校验数据P和Q，当有两个数据丢失时，根据

P和Q恢复出丢失的数据。校验数据P和Q是由以下公式计算得来的：

－P=D0⊕

D1

⊕

D2

……67

D0

D4

D8D12

D1

D5

D9D13

D2

D6D10D14P0P1P2P3DP0DP1DP2DP3驱动器1驱动器2驱动器3横向校验盘斜向校验盘条带0条带1条带2条带3DP4

D3

D7D11D15驱动器4RAID6

DP的工作原理

DP－Double

Parity，就是在RAID4所使用的一个行XOR校验磁盘的基础

上又增加了一个磁盘用于存放斜向的XOR校验信息

横向校验盘中P1—P4为各个数据盘中横向数据的校验信息

例：P0=D0

XOR

D1

XOR

D2

XOR

D3

斜向校验盘中DP1—DP4为各个数据盘及横向校验盘的斜向数据

的校验信息

例：DP0=D0

XOR

D5

XOR

D10XOR

D15磁盘故障

数据恢复68D4D2D0D4D2D0D5D3D1D5D3D1磁盘镜像器磁盘镜像器物理磁盘1

物理磁盘2

磁盘故障物理磁盘3

物理磁盘4

磁盘故障RAID组合－RAID

10RAID

10是将镜像和条带进行组合的RAID级别，先进行RAID

1镜像然后再做RAID

0。RAID

10也是一种应用比较广泛的RAID级别。

读取数据

D0,D1,D2,D3,D4,D569常见RAID级别的比较

RAID级别

容错性

冗余类型

可用空间

读性能

随机写性能连续写性能

最少磁盘数

RAID

1

有镜像冗余

50％*

低

低

低

2个

RAID

5

有

校验冗余（N-1)/N

高

低

低

3个RAID

10

有

S&K

镜像冗余

50％*

普通

普通

普通

4个RAID

0

无

无

100％

高

高

高

2个应用场景传输带宽需

安全性要求求大的应用

较高的应用大文件、连续数据的应

用读/写比率较

高的应用安全性要求

高的应用

RAID

3

有校验冗余

（N-1)/N

高

低

低

3个70常用的存储技术简介-HotSpare

–

所谓热备份是在建立RAID磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为

热备磁盘，此热备磁盘在平常并不操作，当阵列中某一磁盘发生故障时，

热备磁盘便取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重构在热备磁盘上。

–

热备盘分为：全局热备盘和局部热备盘••全局热备盘：针对整个磁盘阵列，对阵列中所有RAID组起作用。局部热备盘：只针对某一RAID组起作用。–

因为反应快速，加上快取内存减少了磁盘的存取，所以数据重构很快即

可完成，对系统的性能影响不大。–

对于要求不停机的大型数据处理中心或控制中心而言，热备份更是一项

重要的功能，因为可避免晚间或无人守护时发生磁盘故障所引起的种种

不便。71多路径冗余连接ST5600Server

HBA

控制器A

Server

HBA控制器BFC

SwitchST5600Server

HBA

控制器A

Server

HBA控制器BFC

Switch72

DEA

C逻辑卷快照(snapshot)

–

基本概念：••Base

Volume

：快照源卷Repository

Volume

：快照仓储卷，保存快照源卷在快照过程中被修改以前的数据•Snapshot

Volume

：快照卷–

某一个时间点的逻辑卷映像：•逻辑上相当于整个Base

Volume的拷贝••可将Sanpshot

Volume分配给任何一台主机Snapshot

Volume可读取、写入或拷贝–

存储空间需求•需要相当于Base

Volume

20%的额外空间生产主机测试主机逻辑卷拷贝(Volume

Copy)

–

基本概念拷贝

将一个逻辑卷（Source）上的内容完全物理上

到另一个逻辑卷（Target）

拷贝过程中源卷只读

在同一个存储系统内目标逻辑卷可以做另一个Volume

Copy的源卷

–

用途

目标逻辑卷可用来做经营分析、数据挖掘、测

试、

备份等

对目标卷的操作不影响源卷的性能

重新分配数据，使性能和容量分配达到最优化

将数据迁移到新的、更大的、更快的磁盘上

73

将逻辑卷迁移到更合适的逻辑卷组上74

通过快照获得Base

Volume的

Snapshot

Volume在Snapshot

Volume被拷贝的过程中Base

Volume可被正常访问当拷贝结束时，可将Snapshot删除，留下一个完整的时点拷贝逻辑卷快照+逻辑卷拷贝

如何在Volume

Copy过程中对源卷进行正常访问？

逻辑卷拷贝与逻辑卷快照相结合，实现此功能！75备份的定义–

数据备份是将数据以某种方式加以保留，以便在系统遭受破坏或其他特

定情况下重新加以利用的一个过程。–

数据备份的核心是恢复，一个无法恢复的备份对于任何系统来说都是毫

无意义的。–

数据备份的意义不仅在于防范意外事件的破坏，而且还是历史数据保存

归档的最佳方式。76数据备份的原则

稳定性备份原则

容灾考虑

高性能操作简单全面性自动化77备份系统的组成–

备份客户端–

备份服务器–

备份存储单元–

备份管理软件备份客户端备份服务器备份存储单元文件服务器

数据库备份管理软件78数据备份的类型

全备份：备份系统中的所有数据

—

优点：恢复时间最短，最可靠，操作最方便

—

缺点：备份的数量大，备份所需时间长

增量备份：备份上一次备份以后更新的所有数据

—

优点：每次备份的数据少，占用空间少，备份时间短

—

缺点：恢复时需要全备份及多份增量备份

差量备份：备份上一次全备份以后更新的所有数据

—

优点：数据恢复时间短

—

缺点：备份时间长，恢复时需要全备份及差量备份

按需备份：根据临时需要有选择地进行备份79数据备份的方式

D2T（Disk

to

Tape）：数据从磁盘阵列备份到磁带的方式

D2D（Disk

to

Disk）：数据从磁盘阵列备份到磁盘阵列的方式

D2D2T（Disk

to

Disk

to

Tape）：数据从磁盘阵列备份到磁盘库到

磁带的方式80

容灾指标

RTO（Recovery

Time

Objectives）恢复时间目标

当灾难发生后，生产系统再次恢复工作所需的时间。它是灾难发生后到重新恢复系统运作所花费时间的指标

RPO

(Recovery

Point

Objectives）恢复点目标

当灾难发生后，容灾系统能将数据恢复到灾难发生前的哪一个时间点的数据。它是系统在灾难发生后将损失多少数据的指标灾难发生业务中断恢复运行灾难发生最后有效数据备份时间点

数据丢失费用(cost)网络传输地保存Tiers

181Tiers

2时间点备份

恢复系统所需要的时间

Tiers

Based

on

SHARE

definitions可用的备份中心人工备份,本Tiers

4

Tiers

3

异地保存容灾级别

根据SHARE

78国际组织提出的标准，可以将系统容灾的级别划分为如

下7级。

应用级容灾

Tiers

7

数据级容灾

Tiers

6

专门的远程备份中心

采用中间件

Tiers

5CLARiiON

AX4

和

CX4

系列业界领先的性能和可扩展性

•

一流的

I/O

互连技术

•

完全的端到端

4

Gb/s

设计•低延迟和高带宽充分冗余体系结构

•

双存储处理器•冗余电源、冷却、数据路径和不间断电源

(UPS)•••••客户可更换单元

(CRU)在线硬件更改和软件升级无单点故障；模块化体系结构高级

4

Gb/s

UltraPoint

技术连续诊断和呼叫总部数据完整性方面的领先者

•

混合

RAID

级别

0、1、1+0、3、5、6

•

镜像写缓存•发生电源故障时将写缓存转储到磁盘••SNiiFFER

—

磁盘扇区检查应用工具自动化的全局热备盘灵活性•••••UltraFlex

连接虚拟资源调配虚拟

LUN

技术UltraPoint

自动感知速度设置混合驱动器类型

—

光纤通道、闪存驱动器、SATACLARiiON

AX4•

4

到

60

个

SATA

和/或

SAS

驱动器•

高达

2

GB

的缓存•

多达四个前端连接（光纤通道或

iSCSI）•

每阵列最多

64

个高可用主机•

单或双存储处理器，双处理器版

82上有镜像缓HP

Confidential©2010

存

本CLARiiON

CX4-120•

多达

120

个驱动器•

6

GB

缓存•

标配

4

个主机端口（光纤通道或

iSCSI）•

每阵列最多

128

个高可用主机•

闪存驱动器CLARiiON

CX4-240•

多达

240

个驱动器•

8

GB

缓存•

标配

4

个主机端口（光纤通道或

iSCSI）•

每阵列最多

256

个高可用主机•

闪存驱动器CLARiiON

CX4-480•

多达

480

个驱动器•

16

GB

缓存•

标配

8

个光纤通道和

4

个

iSCSI

主机端口•

每阵列最多

256

个高可用主机•

闪存驱动器CLARiiON

CX4-960•

多达

960

个驱动器•

32

GB

缓存•

标配

8

个光纤通道和

4

个

iSCSI

主机端口•

每阵列最多

512

个高可用主机•

闪存驱动器CLARiiON

—

SnapView/MirrorView快照：源卷的逻辑时间点视图

•

即时创建快照•••只需要原文件系统空间的一小部分回滚功能提供了到源卷的即时恢复创建生产卷的单一时间点实例克隆：源卷的完整拷贝•处理源卷和克隆卷时不会影响性能•源卷中的数据丢失不影响克隆拷贝（和快照一样）•支持增量恢复到源卷和重新创建到源卷•支持“即时恢复”MirrorView

为重要生产信息提供保护•针对灾难恢复、设备升级和测试提供保护Replication

Manager

提供SnapView

和

MirrorView的有效管理快照BCVBCVBCVCLARiiONSnapView生产主机应用程序服务器报告生成

决策支持

工具磁带备份生产信息生产信息快照快照快照快照快照快照BCVMirrorView©2010

CLARiiON

本地

远程83

CLARiiON

HP

Confidential源

B目标

B源

A目标

A备份报告

DSS远程位置灾难恢复

进行处理的本地和远程拷贝多站点的双向支持

分布式位置用于并行处理的并发镜像源

目标集中式数据中心目标目标目标灾难恢复整合（4:1

扇入）

源

源

源源源目标1目标1目标2目标2MirrorView

和

SnapView

集成以消除计划内和计划外停机

源

目标快照快照目标

站点

B

源站点

A目标目标目标

源

源

源

源

源目标目标84CLARiiON

—

Navisphere与所有

CLARiiON

CX3

和

CX4

兼容没有

QoS带

Quality

ofService

Manager之前之后中等优先级高优先级低优先级文件服务OLTP电子邮件测试和开发Navisphere

管理套件

•

基于

Web

的集中管理

•

对虚拟化的支持通过与

VMware

vCenter

的集成简化了最耗时的

存储管理任务

•

跨代支持（可支持前几代的

CLARiiON）

•

从单一控制台管理连接到多个服务器的多个阵列

•

将管理规则同时应用到企业范围内的多个阵列

•

基于阵列的应用程序可确保安全、无故障的存储管理访问（不需要

专用设备）

•

支持虚拟

LUN

技术以实现无应用中断的卷移动Navisphere

Quality

of

Service

Manager使用情形

•

将多个应用程序整合到单个

CLARiiON

中

–

根据服务级别和性能目标管理存储资源

–

在不降低第

1

层性能的情况下整合应用程序

–

利用光纤通道和

iSCSI

连接，并优化性能

•

根据时间表动态调整优先级

–

在正常工作时间针对

OLTP/电子邮件进行优化，在下班时间针

对备份和报告进行优化提供对以下软件的管理：•

SnapView•

MirrorView•

SAN

Copy•

虚拟

LUN

技术Navisphere

管理套件产品：•

Navisphere

Manager•

Navisphere

Quality

of

Service

Manager•

Navisphere

Analyzer•

Navisphere

Agent/CLI与

ControlCenter

集成•

将管理和自动化扩展到整个

服务器、存储和存储网络环境主要功能：

•

资源调配•

配置•

自动发现•

故障通知•

安全访问管理性能性能©

2009

Cisco

Systems,

Inc.

All

rights

reserved.Cisco

ConfidentialPresentation_ID85RecoverPoint

和

SAN

Copy中央数据中心伦敦亚特兰大数据

数据数据数据数据数据数据数据数据RecoverPoint

和RecoverPoint/SE

本地

保护远程保护并发本地和远程保护应用程序服务器数据库服务器邮件

文件和打印服务器

服务器CLARiiON本地

CDP

日志RecoverPointSANRecoverPoint

•

基于

Windows

主机、基于结构或基于

CLARiiON

•

连续数据保护

(CDP)

–

主站点上的本地复制•

连续远程复制

(CRR)

–

远程复制•

并发本地和远程复制

(CLR)

–

对相同数据进行

CDP

和远程复制•

带宽减少

–

将

RecoverPoint

WAN

利用率提高

5-10

倍

–

独特的数据消除技术只发送更改的写入

–

经过优化的高效压缩算法只压缩数据块•

基于策略在同步和异步复制模式之间动态切换•

恢复到特定的时间点和用书签标记的应用程序事件•

Microsoft

支持的

VSS

集成，可自动执行

Exchange

和

SQL

Server

的恢复•

与

EMC

Replication

Manager

集成

–

从单个控制台管理

CDP

和阵列复