HCIEStorage知识点汇总统一存储

HCIE-Storage学问点汇总

统一存储系统概述

SAN主要协议

SCSI协议

SCSI指的是一个浩大的协议体系，到目前为止阅历了

SCSI-1/SCSI-2/SCSI-3

SCSI协议定义了一套不同设备（磁盘、磁带、处理器、光设备，网络设

备）等利用该框架进行信息交互的模型和必要指令集

SCSI的目标器target和启动器Initiator

FC协议

基于FC光网络的传输协议，具有高速率，高效率，组网灵敏

FC的网络协议栈共分5层h,分别为FC-O,FC-1,FC-2,FC-3,FC-4

FC-O:物理接口

FC-1:数据链路层，编码/解码

FC-2:网络层，封装/数据传递

FC-3:公共服务，数据加密和压缩

FC-4:协议映射层

光纤网的拓扑：点对点（2个设备）、光纤仲裁环（126个设备）、交换式

光纤网（160。万）

SAS协议

SMP：SAS设备之间的信息

SSP:SAS域中兼容SCSI叮嘱

STP：SAS域中兼容SATA叮嘱

iSCSI协议

基于iSCSI协议的IP-SAN是把用户的请求转换成SCSI代码，并将数据

封装进IP包在以太网中进行传输

iSCSI封装过程

iSCSIInitiatoriSCSITarget

iSCSI协议的优点：成本低、功能强、平安性高、带宽高、传输距离长

以太网、TOE网卡、iSCSIHBA卡

FCoE协议

干脆在增加型无损以太网基础设施上传输光纤信道信号的功能的协议。

FCoE把FC帧封装在以太网帧中，允许LAN和SAN业务流量在同一以

太网中传送。

EthernetFCoEFCFrameSCSI

以太网可以容忍网络丢包，但FCoE协议不允许出现丢包

IB协议

IB特性：高带宽、低延时、高可扩展性、支持QOS,支持RDMA

PCI-E协议

PCI-E总线是第三代高性能I/O总线,运用双向串行点对点传输,带宽高、

功耗低、完善的错误检测和处理、有流限制，支持热插拔。

协议栈对比

思索题

1.SCSI协议与FC和iSCSI协议的关系？

SCSI协议是一个协议体系统，定义了不同设备之间的交互模型和必要指

令集。

FC和iSCSI协议都承载着SCSI协议

2.IPSAN与FCSAN的主机区分有哪些？

基于iSCSi协议的，基于FC协议的

3.SAN和NAS的区分？

SAN基于FC协议光纤网络，RDM盘

NAS基于NAS协议的，是网络，自己有文件系统。用户可干脆运用。

4.SAN协议是如体在华为统一存储阵列上运用的

5.存储协议的发展和网络存储形态的发展有什么内在关系?

统一存储系统技术与应用

统一存储产品形态

•融合统一：协议与组网的统一、硬件平台的统一、管理界面的统一

•经济高效：动态分级存储、SmartCache＞虚拟环境的优化、自动精

简配置

•灵敏牢靠：轻松的升级方式、UltraVR和UltraAPM、接口的灵敏配

比

•硬件架构：PCIE全交换、全冗余通道、负载均衡、全局缓存

•软件功能：

Hyper(sanp,copy,clone,relication),RAID2.0,Smart(Tier,Thin,Q

os,Partition)

存储技术:

高可言11可力'展伸曰1能高可用性

--一

•器件冗余（多控）•Scale-out•块虚拟化技术•SmcdTief技术

,侵盘坏道检刑/•iSCSI•cache回写•SmartQos技术

修复•FC技术•cache预取技术•SmadTh卜也术

•磁盘健康分析•SAS技术•12G6SAS

•多路径技术•PCI-e•16GbFC

•BBU掉电保护•FcOE

*RAID里构

•缓存镜像技术

,磁盘保险箱技术

*磁盘顼拷贝技术

•快照/克隆技术

•LUN拷贝

*远程复制

Cache镜像技术（写策略、凹凸水位）

・Cache的写策略包括三种：透写，回写镜像和回写不镜像。

镜像Cache示意图

DISKIJ4SK

高低水位

•设置存储写策略为回写时，高低水位控制Cache模块对脏数据的存储容量

和刷盘速率。

写CACHE

刷盘线程持续刷盘，直到水位到达低水位以下

■-高水位线

刷盘速率•中立刻刷一个chunk的数据

I————--低水位线

刷盘速率-低一般不刷盘，如果5s之内都没有I/O到达，则

刷一个chunk的数据

RAID2.0技术

传统RAID：是一种将多个物理的硬盘组合成一个逻辑硬盘来运用的虚拟

化技术

常见RAID有(RAID。,RAID1,RAID5,RAID6,RAID10)

RAID5依次读写要优于RAID10

RAID10随机写要优于RAID5,随机读相当

RAID2.0原理

•将硬盘划分成若干个连续的固定大小的存储空间，称为存储块，即

chunk,简称CK(64M)

•Chunk按RAID策略组成RAID组，称为存储块，即chunkgroup,

简称CKG

•在CKG中划分若干小数据块，即extent。来自不同CKG的extent组

成LUN

•用作热备空间的CK也是分散在各个盘上的。

RAID2.0原理

•ThickLUN以Extent为单位映射到LUN

•Grain在Extent在基础上进行更细粒度的划分

•ThinLUN以Grain为单位映射到LUN

RAID2.0优势

•热备空间分散分布

•LUN空间分散分布

•性能大大提升

•硬盘利用率提升

•存储池易扩容

•LUN易扩容0

智能分级存储SmartTier

LUN上的数据可以依据数据的活跃度、自动调整、迁移到存储池中的不

同存储层。

（高性能SSD、性能层SAS、容量层）

Smartier关键技术：I/O监控、数据排布分析、数据迁移

智能精简硬盘SmartThin

SmartThin特点：存储容理虚拟化、按需支配、可在线扩容、容量管理

自动化、告警阈值

SmartThin关键技术：写时空间支配、读写重定向

ThinLUN

存储实际敷期物理存储空网（存储泡）

RAID5

IHiiin'

用时再分配

SmartThin关键技术SmartThin关键技术

1.收到写请求i.收到读请求

2.查映射表■■■.-auk缺|f£2.查映射表

3.写重定向3.重定向请求

4写数据4.读数据数据

智能Qos调度SmartQos

依据应用需求，限制（IOPS或带宽），优行保证关健性应用程序资源。

SmartQos关键技术：令牌桶

智能缓存分区SmartPartition

依据应用的优先级不同，保证各个级别的应用性能。

SmartPartition特性以业务LUN为单位进行分区设定，每个分区的资

源独立访问。

HyperSnap概述

・定义：

°HyperSnap.即快照，是指在不中断正常业的情况下、源数据在某一时间点的数

据的完全可用的拷贝，该拷贝是源数据在拷贝时间点的静态映像.

•特点

。快照可以对存储设备上的数据灵活和频繁地生成多个恢复点,在需要时可以快速

地快兔数据.

°快照可瞬间生成，不影响源LUN业务，可以方便地作为备份和归档的数据源.

・应用

□数据备份与恢复、持续数据保护、结合具他软件实现前份和容灾,并应用于报&

生成、数据测试、数据分析等数据处理场景.

HyperSn叩原理与关键技术

•原理:

。通过映射表来定位数据的位H

□不需要做数据的完全复制

•关键技术：写前拷贝

1.收到与请求

2.畲映射表

3.拷贝数据块

4.记录映射表

5.写数据

快照配置流程：

起先-检查license-添加资源LUN-添加叮嘱设备-部署UltraAPM软件-

配置虚拟快照策略-完成

快照重要概念：源LUN、资源池、资源LUN、映射表、快照LUN

拷贝HyperCopy

・定义

□LUN拷贝把源LUN数据完整贷制到本附列或其它冲列的目标LUN.

LUN拷贝配置流程：

起先-检查license-创建RAID组-创建目标LUN-创建全量LUN拷贝-结

束

LUN拷贝重要概念：（源LUN、目标LUN、备份窗口、内部快照、差异

位图、进度位图）

克隆HyperClone

・概述

O克窿是在不中断正常业务的前提下.在物理上生成主LUN在某个时间点的份

完整娉贝.

。一个克隆组支持一个主LUN对应八个从LUN.可以对同一个主LUN备份八份不同

时间点的数据.

远程复制HyperReplication

定义：远程复制是数据镜像技术的一种，通过在两个或多个站点维护若干

个数据副本，实现数据的远端备份和复原、持续的业务数据支撑、数据的

迁移和分发、数据的灾难复原

分类:

同步远程复制：实时地同步数据，最大限度保证数据的一样性。

异步远程复制：周期性地同步数据，最大限度削减由于数据远程传输时延

而造成性能下降。

同步远程复制原理和特点

•原理:

•特点:

数据同步每次同步数RPO对主LUN性支持从LUN个

适用范用

周期据量（数据丢失率）能影响

同0

实时较小0较大2

■一,」

异步远程复制原理和特点

数据同步周每次同步数对主IUN性能支持从个

RPO适用范例LUN

期据量（数据丢失率）影响数

较大（取决

取决于同步周

于同步周期

定时期内主LUN的较小1

内主LUN的数

数据改变量

据改变fit）

远程复制一致性组

・用于保持多个LUN之间镜像数据的时间一致性

・所有成员一起同步、分裂、断开和主从切换

•每个一致性组可有8个相同复制类型的远程复制

•主、从LUN可处于任意控制器

思索题

1.RAID2.0同传统RAID的区分是什么？

2.华为存储有哪些功能用来提升客户体验?

统一存储规划与设计

存储规划原则和流程

•存储规划目标：满足客户的需求

业务需求：（兼容性、性能、容量、牢靠性、可扩展性、灾备需求、可服

务性）

IT应用需求：（资金预算、人力预算、可管理性、资源利用率、节能减排）

•存储规划原则

单一需求原则、简洁设计原则、标准性与开放性、经济性原则

•存储规划流程

需求分析-环境信息收集-分析设计-方案验证

存储规划：

主机规划：主机配置、文件系统、业务软件

网络层规划：IPSAN与FCSAN>SAN网络拓扑、VLAN/Zone划分

存储层规划：限制器性能、RAID组规划、LUN归属、分条深度、Cache.

磁盘选择

主机层规划

主机操作系统、主机文件系统、双机和集群

网络层规划

SAN网络架构选择

・IPSAN与FCSAN选择

对比项IPSANFCSAN

性能要求低：分布式应用.大多数依假软件曷性陡、关键性的数据中心,榜定性好，

适用环境

实现,梢定性与可器性随软件食杂度降低可靠性高

TCP/IP1办议.开放性好,完全跨平台文科系统长协议与专用网络,受光纤跄高野晌.

标港出议

共享易形成存储地岛

5csi提供了非常丰富的安全功能：CHAP身份

金述能阻止未授权的访问；能阻止插入、依领专用FC网络,但FC本身没有安全功

安全性

备改和■除操作,并防止被偷听,哨保了私箜

Ett

利用标准TCP/IP以及以太网网络荷单.成本复杂与昂贵的光纤网络、HBA卡与R：磁

TCO

低.技术或熟、维护商单fi.需专业举加工程加

SAN网络拓扑（双交换组网、直连组网、单交换组网）

多路径软件

VLAN与ZONE划分

存储层规划

磁盘选择：（SATA、SAS、FC、SSD）

RAID级别选择（RAID。，1,5,6,10）

RAID性能:

IO模型RAID10与RAID5对比

顺序读大数据块时1^目011能比心也更低,但大于Ra45的一半

熟序写前站国力足够时，Rad5的写带宽会优于Radio的写带宽

随机读RaidlO的购机读性能与Raid5的班机读性能基本相当

随机写Radio的随机写性能优于Raid5

推荐碣女数RAID5推荐成员盘数5-9个.RAID10推荐组内镜像仪个数为2个

大文件读写操作时，Raid5的性能会明显好于Radio；

典型应用推荐

对于随机小数据块读写为主的业务,Radio是最优的选择

RAID容量规划:

硬盘类型硬盘标称容量硬盘实际容量

300GB279GB

SAS600GB559GB

900GB838GB

1TB931GB

SATA2TB1.82TB

3TB2.73TB

1OOGB93GB

SSD

200GB186GB

2TB1.82TB

NLSAS3TB2.73TB

1TB3.61TB

全局热备规划：（热备大于RAID成员盘、硬盘接口相同、热盘匀整分布,

一个框一个热盘）

分条深度：

•分条与分条深度

°分条

O分条深度分条

0分条深度对性能的影响

•分条深度=1。大小，高IOPS分条深度

适于随机。业务，如数据库业务

•分条深度小于I。大小，高带宽

适于顺序I。读写，如多媒体业务

LUN归属：LUN单一归属原则、业务理均衡分布原则、业务类型单一分

布原则

Cache预取策略:

•读命中：独取固定大小

•读不命中：独取大小,不・

中长度♦固定f*取大小

•造干持续顺序读业务

3

W

•读命中：fi取长度=预取倍数•谟命令长度•谟命中：预取固定长度

•读不命中：BUR长度・不命中长度倍•漆不命中：愤取邱阵事中长度*

数"读命令长度固定预取长度

•适于访问的文件或敷售库记录从物理堆”•适于持续小数据块读应用

是离散的，但读取效据又属于连续的

Cache的写策略包括三种：透写、回写镜像、回写不镜像

存储系统Hyper功能规划

__________________________如果涉及到LUN8py或者远程

假路规划—'复制.需要根据链路带宽、业

务类型、产品配置来规划链路

HostAgent的部辑位置、组网

HostAgent规划、箫略制定以及辨用软

件、操作系统的兼容性规划等

资源池">资源LUN的大小而数量规划

容灾方式一'如何实现容实数据的使用

思索题

1.统一存储网络规划的目标有哪些?

2.统一存储网络规划的原则有哪些?

3.统一存储网络规划的流程有哪些?

统一存储性能优化

性能调优概述

•系统性能瓶颈点

•系统性能分析思路

•性能调优思路

性能指标

•IOPS

•带宽

•响应时间

•波动率

什么是性能问题？

1.性能数据波动大、稳定性不够

2.性能值在不同的版本之间的变更明显

3.性能数据不能满足测试的需求

4.10延时，用户明显感觉业务响应慢

影响性能的关键因素与技术

•RAID组级别

RAID5依次读写性能大于RAID10

RAID10与RAID5随机读性能相当，随机写性能RAID10明显要优于

RAID5

•成员盘个数

RAID58+1RAID4,8

•分条深度

•读写策略

•凹凸水位

•LUN归属

性能诊断和调优

相关叮嘱

Linux监控叮嘱：iostat-kx1top

AIX常用性能监控：iostat-dhdiskO15sar-d13svmon-

G

数据系统性能调优

应用模块性能分析

业务系统上承载的应用多种多样,按用户下发请求后，其主要表现

的。特性和性能需求，可划分为四大类：

应用场，业务椅征性能或求

小数据块,通常2aCB

OLTP访问位置非箔随机同0Ps,低延迟

20落60%写.并发育

大数据块，通常64-512KB

OLAP高带宽

多路顺序.＞90%候

大数据块.通塞32KJMB

多媒体高带宽、低延迟

全读或全写,并发高

小数理块,通常＜64K

虚拟桌面闻OPS

随机访问，＞80%域

数据容器性能调优一数据库

两优项推券值

让尽量多的存健资源分担热点区域；合理抗取B*g/smni

战空间

FBe

Coche采用80%左右的主机内存作为数据库的CACHE使用

数据块OLTP4KB或8KB.OLAP32KB

预渎窗口与ASM/LVM/LUN的条常对齐，建议512K、IMB

索引热除不必要索引.合理选杼B树或位图

分区大于1亿条记录时分区.合理使用RANGE、LIST.HASH

刷效进程数保证无freebufferwails

日志文件大小适中.建议32128MB,每实例5个

数据容器性能调优-文件系统

文件系统容器,主要负责处理由上层模块下发的针对文件或目录的操作.

1.选择恰当的文件系统

文件系统分为日名文他系统和U日皂文11系统两类.

4%5*1H悻业务女舛品援

databaseserverMa.刘h小般模Ext3.ReHerb

小文件.

VCMft电子商务系筑.金岫桑然

大文件，多牌||分谡Videoserver.XFS

XAW.*的・^耳**监控第统XFS

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数据容器性能调优-文件系统

2文件系统暂数调整

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小口对OLAP及Mumcnedam求用32“K的欢人小

文伸男八■理：文件事妹住长网网发*使用后会出双塞化汉分，教文件第-和壑*加.

船事坊H吃告户*■外的。开网.陶时访间依裾电费骞里加寓・国也■议事据实算情况.©文

件索嫌使用白♦达到仪阳谖行整片”厚■佳的舞归餐图方式暴将所立文件揖贝到另一个相同

文忤系或上，使元敷播与文件依蝇■新布,

元依富惶化：元签离忧化包含三个多・元长气。实际M分鼻痣号恰当的日&星武、*的不

必^的日志修作

日玄区城”・住・用心军再日3&箕住・对及美团,文忤时型•日3佐・以城

操作系统性能调优-卷管理模块

在创建LVM卷时保证全部LUN

分条一样、容量相等、磁盘数相等、RAID级别一样，并归属不同的存储

限制器

分条大小等到LVM分条单元大小

一，

SSD>2000/1ms100MBA

15KHDO200/10ms30MB/s

10KHOO15(yi5<m2OMB/5

7.2KHDO5(V20ms10MB/s

性能测试工具和方法

溯试工具适用范围缺陷

适用操作系统：

Windows,Linux^olaris.Netware.MacOSX1.Linux存在异步1。压力不足的问

适用场景：口

lometer

提供非常全面的1。特性配置参数，可作为1。压力2.无法进行数据一致性脸证

溯试工具,能在。层面模拟一些简单的业务场景3.我机浜试中容易出错

，支持联机澳1试

适用掾作系统：1.存在一些兼容性bug,在某些主

WindowsXinux5olaris.MacOSX.AIX.HP机或操作系统上运行会报错

XDDUNIX.IRIX2.无法设置测试时间

适用场景：3.测试时工具本身有一些性能波动

可作为1。压力满试工具，目前在AIX下使用最多4.不支持联机凋试

适用掾作系统：