HDS存储技术知识讲座

存储根底知识介绍HDS华南西南区技术咨询主要内容相关根本概念磁盘〔IDE、ATA、SATA、SCSI、FC、SAS〕磁盘阵列/存储系统的定义存储方案的开展傻瓜存储JBOD——JustBoxofDisk中端存储Modular/Midrange/DistributedStorage高端存储Frame/HighendStorage/CentralizedStorage存储平台(StoragePlatform)存储系统接入方式DASSANNAS备份和归档磁盘磁盘的构成介质磁头接口IDE〔IntegratedDiveElectronics集成驱动电路〕ATA〔ATattachment〕SATA〔SerialATA〕；SCSIFCSASSAS是朝阳技术上图为SAS外部接口图。这种端口名叫“四路宽端口”(4WL)，未来将很快开展为SmallFormFactor——接口更小，密度更高；目前SAS一路宽端口为3Gb，因此它可到达12Gb的带宽，是目前最快的光纤通道技术的1.5倍；而目前SAS才是第一代技术，因此SAS是最有开展前景的存储技术。SAS磁盘与FC磁盘在Seagate网站查到：型号为ST3146356SS的SAS磁盘，与型号为ST3146356FC的FC磁盘：数据传输带宽均为171MB/s-110MB/s；随机读写响应时间均为3.4和3.9msec。在Seagate网站查到：3.5寸SAS磁盘与FC磁盘的MTBF值均为1,600,000hoursSAS磁盘与FC磁盘端口冗余性是一样的，都有第二个冗余端口。而且，在这两个SAS端口均具有独立的访问地址。一样的性能与可靠性！SAS与SATA孪生性的兼容性SAS与SATA将并肩地成为未来企业市场的两大主流磁盘技术，覆盖客户不同的技术需求！SAS拥有高品质、高性能、高扩展性；SATA拥有大容量、高性价比，低本钱；二者共享连接，兼容协议。SAS突出的可扩展性SAS连接模式是一个真正的交换结构——整个交换结构称为一个域〔Domain)，每个域有假设干个expander组成，每个expander相当于一个交换机〔可分为扇出fanoutexpander和边缘edgeexpander〕；每个expander可以连接128个逻辑端口，每个域可以有128个expander，因此整个域可支持128*128=16384个设备连接，其中有效设备达16128个。SAS的总结性能、可靠性、可扩展性和本钱是衡量一项新技术的4个主要指标；SAS是满足4个指标的全才，因此可以期待在不长的时间里SAS将成为内置盘以及外部存储磁盘的主流SAS突出的特性：高带宽、良好的兼容性、突出的扩展性、简化的连接设计〔散热效率高，提高系统密度〕磁盘阵列—存储系统由多个磁盘组成的一个集合，主时机将这个集合看成是一个单独的存储单元。通常所讲的磁盘阵列，根本上都是建立在RAID技术根底上。RAID—RedundantArrayofInexpensiveDisks依据如何实现RAID技术，对磁盘阵列/存储系统进行细分JBOD根底存储整合2-节点集群Multipath软件存储方案开展—从前效劳器直连优点–低本钱效劳器内置存储扩展缺点–仅支持单机利用率低无扩展性优点–入门级高可用性方案低本钱降低管理本钱2-节点集群的理想方案缺点–无扩展性连接的效劳器数量有限Array高级存储整合理想的直连存储共享支持冗余路径传统中端存储：扩大化存储整合共享存储支持冗余路径优点–存储整合方案良好的性价比低管理本钱双通路2-节点集群缺点–扩展性极其有限优点–SAN存储整合良好的性价比极低的管理本钱多节点，多集群方案的理想选择最多支持数十台效劳器初步的本地保护和远程保护缺点–无法适应大型存储虚拟化集中和容灾需要存储方案新特征—效劳导向型中端存储平台AMS2000AMS200/500/1000其他效劳器应用程序OracleSAPExchangeUNIXWindows

ResourceManager

管理套件存储阵列管理FlashAccess用于加速数据访问性能ShadowImage、COW(QuickShadow)、TrueCopy用于备份、恢复和数据移动的

应用程序PerformanceMonitor性能监控HDLM数据路径管理〔失败切换和负载均衡〕DataRetentionUtility用于数据深层保护的

应用程序NAS头SAN应用优化：区分QoS/可靠/性能/集中/保护/容灾存储方案新特征—效劳导向型高端存储平台JBODJustBoxofDisks—简单硬盘集群在一个机架上将几个硬盘驱动器堆叠一起，作为单个附加设备添加到效劳器或大型主机上即构成JBOD。JBOD上实现的RAID，均依靠效劳器上的HBA〔hostbusadapter〕主要代表有：IBM7133HPStorageEnclosureSunA5000等中端存储有专门的存储控制器—storagecontroller,RAID技术是在StorageController上实现的，不在效劳器上的HBA上实现；StorageController负责响应效劳器I/O请求，以及后端磁盘的管理，即有单独一个控制器来管理整个系统主要代表有：HDSAMSEMCClarrionHPEVAIBMDS4000高端存储高端存储有时也成企业存储、集中存储、存储平台等系统有专门的前端控制器负责响应主机I/O请求；系统有专门的后端控制器负责磁盘的管理——RAID技术就在后端控制器上实现；前端控制器/后端控制器/高速缓存构建一个系统架构，以协调工作，实现更高的可靠性和性能主要代表有HDSUSPEMCDMXIBMDS8000存储平台存储与主机连接方式NAS磁带库WindowsServesUNIXServersTCP/IP网络CIFSDataAccessNFSDataAccessHDSUSP100TCP/IP连接FC连接SANDASDAS、SAN、NASDirectAttachedStorage——直连存储StorageAreaNetwork——存储区域网NetworkAttachedStorage——网络附接存储NAS实际上就是一个专门优化了的文件效劳器，可分为：NAS整体系统：带有磁盘空间的NAS系统NASGateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一个存储〔DAS或者SAN〕获得磁盘空间；NASBlade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储空间什么是NASNetworkAttachedStorage——网络附接存储NAS实际上就是一个专门优化了的文件效劳器按NAS产品的形态，可分为NAS系统：带有磁盘空间的NAS系统NASGateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一个存储〔DAS或者SAN〕获得磁盘空间；NASBlade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储空间SANSAN是由效劳器中HBA卡、存储交换机以及存储系统构建而成的存储网络SAN的主要元素HBA卡存储交换机存储子系统随着技术演化，SAN现在分为：FCSAN(FC协议)IPSAN(iSCSI协议)存储交换机存储系统HBA卡HBA内部结构提供效劳器内部IO总线(PCI/SBUS)与光纤网络的接口；HBA自身的RISC可以分担主机效劳器CPU的IO管理工作；HBA有足够的缓存来存储IO的Context(最大2047个)，以此来提高交叉存取的性能。否那么经常要向效劳器请求中断，这样就会影响系统性能，浪费许多CPU周期；其Coalescing(聚集)功能还可以通过并发处理节省IO的中断次数；HBA软件驱动为操作系统提供所须存储信息，对I/O进行操作，同时对正常请求进行控制HBA连接多个端口(8,16,32,64,128Ports)支持交换Fabric和传统loop设备传输速率自适应全双工性能,使用Cut-through路由算法交换机间提供8Gb/秒逻辑干线合并ISL拓扑结构自动协调,自动配置(自恢复)端到端性能监控高端Switch，有些厂商也成为Director，几个厂商都提供IP接口，以实现iSCSI或者FCIPSwitch备份与归档备份是与存储相关的，又相对独立的一个市场；归档那么是与存储密切相关的，快速成长的另一个市场：法规遵从，数据保护解放生产系统，陈旧数据归档邮件归档、数据库归档、ERP归档、PACS归档等等HomeGrownApplicationMedicalImagingFileSystem(HDPS)DocumentmanagementEmailServer(HDPS)DiscoveryModule存储领域的六个主要方向业务连续性存储管理数据保护分级存储归档NASHDLMShadowImageTrueCopyQuickShadowFlashCopy®DBDividerLVDDBValidatorCopyCentralResourceManagerBOS/BOSVHSSMHiCStorageMgrHiCChargebackHiCAppsModuleHiCProv’ingMgrHiCPolicyMgrHiCProtectionMgrHDPSHitachie-CopyVERITASNBUCommVaultVTLShadowImageQuickShadowUSPV/USPVMUVMVolumeMigratorHTSMHCAPHDPSOpenTextHNASENAS某数据中心SAN结构图3xSUN15K16domains2xIBMP6902xIBMP680EnterpriseStorage2XSwitchSAN管理工作站LAN2xSUN10K8domainsNASPCSsrver48ports68portsTapelibraryheterogenerousstorage7xSW3800广东电信业务支撑中心虚拟化前示意图由于历史原因，广东电信业务支撑中心各系统分别建设，形成了存储孤岛,各系统之间存储容量无法共享，存储资源利用率低，管理复杂、维护本钱高，无统一的容灾策略。急需通用、灵活的平台来实现存储资源与业务目标紧密结合的面向效劳的存储方法。USPV虚拟化引擎和原有的DMX2000、CX500、9980V共同组成一个存储虚拟化异构整合平台。广东电信核心业务系统的全部数据放置在被虚拟化的DMX2000等设备上运行。该存储架构实现了存储资源共享和统一管理功能。方案设计具有较高的稳定性与长远的规划，可满足广东电信业务支撑中心今后数年的业务开展对存储系统的要求。广东电信业务支撑中心HDS存储虚拟化解决方案中国银联三点容灾系统架构，300TB，全国最大的多点远程容灾实施工程上海浦东主生产中心上海浦西同城备份中心DataSetII,I