《网络系统集成技术》PPT课件.ppt

1、网络系统集成技术Networks System Integrating，第8章网络存储备份技术，牙齿章节的主要内容，RAID存储技术网络存储方案直连存储技术SAN存储技术SAN存储技术NAS存储技术网络备份技术(自行学习)，8.1 RAID存储技术，磁盘阵列是什么？raid独立磁盘冗馀阵列(independent disks of independent array of independent disks)的基本概念是，将多个容量小、成本不高的硬盘组合到一个磁盘阵列中，提供比容量大但成本高的硬盘更高的性能。一般来说，“磁盘阵列”是指使用硬盘阵列、磁盘阵列产品分类、IDE磁盘阵列低端产品，以及

2、根据硬盘使用情况可分为ATA和S-ATA产品的普通ATA硬盘。成本较低，但P-ATA硬盘最大传输速率的理论值为133。SATA产品第一代SATA接口的标准为150MB，接近SCSI Ultra160 I/O速度，但价格远低于SCSI硬盘，并且具有最佳的价钱/性能比。SCSI磁盘阵列中端产品、双控制器、双电源供应设备、风扇和SCSI存储产品系列(可防止系统单点故障)可实现无业务中断的服务。可根据需要扩展容量也是SCSI的主要性能之一。完全硬件冗馀、免电缆模块化设计、涡轮冷却系统、LES监控模块、GUI管理软件所有高级技术都在FC磁盘阵列系统中实现，是FC磁盘阵列高级产品。在牙齿期间，整个结构产品

3、在内部使用FC硬盘驱动器，外部主机通道和内部磁盘通道都具有2Gb/s带宽。半光纤产品在内部使用SATA或SCSI硬盘，外部主机通道为2G光纤。FC-RAID、磁盘阵列实现方法、基本原理一个阵列控制器(Array controller)是存储控制技术，可控制多个硬盘的互连，同步多个硬盘的读写以减少错误，提高效率和可靠性。软阵列(软件raid)是通过操作系统等软件实现的，会占用CPU时间，并且可靠性较差。一般为1 .总体拥有成本低。2.完整RAID计算需要服务器主机。3.显着降低服务器的整体性能。4.操作系统异常时不提供保护。5.可靠性低的硬盘阵列(Hardware RAID Adapter)通过

4、专用阵列控制器、阵列控制器和磁盘阵列系统实现。internet RAID DC-922磁盘阵列卡，微处理器： Intel I 960 RM 100 MHz 64位RISC I/o处理器SCSI控制筹码3360 LSI symbios 53c，提高存储速度在过去10多年中，CPU吞吐量提高了数十倍，内存访问速度大幅提高，数据存储设备确保数据完整性和效率2。确保数据的真实性。获得业务竞争优势。4.提高磁盘访问效率。5.服务器所需的安全设备。具有重要数据的PC安全设备。7.加快多媒体播放。8.实时备份数据，无需担心硬盘损坏。9.节省传统备份方法的人力、时间和高成本设备浪费。10.增加硬盘的固定容量。

5、如何加快磁盘访问速度？方法1:使用磁盘缓存控制技术缓存从磁盘读取的数据，以减少磁盘访问次数。这种方法在单个工作环境(如DOS)中牙齿访问大量数据的性能(不是小而频繁的访问)很好，但在多任务环境(如Windows)中，由于不中断数据交换或频繁访问数据库(每个记录都很小)，因此可以实现。而且，这种方式没有任何安全保障。如何加快磁盘访问速度？方法2:使用磁盘阵列控制技术将多个磁盘配置为单个阵列，以用作单个磁盘。将数据“剥离”到单独的磁盘中。存取资料时，阵列中的相关磁碟会协同作业，大幅减少资料存取时间，提高空间使用率。磁盘阵列系统的基本功能，通常是高性能磁盘阵列将磁盘缓存控制和磁盘阵列合并为单个阵列控

6、制器(RAID控制器)，以满足磁盘输出系统的4茄子要求：增长访问速度、容错(fault tolerance)，即安全性。通过尽可能平衡CPU、内存和磁盘的性能差异，提高计算机的整体工作性能。磁盘扩展是磁盘阵列的两个茄子基本技术，通过将较小容量的磁盘扩展到较大容量的单个磁盘，用户无需计划每个磁盘上的数据分布，从而提高了磁盘空间利用率。SCSI磁盘阵列连接数十个磁盘，形成数十到数百GB的阵列，磁盘容量几乎可以无限扩展。磁盘或数据分条(磁盘阵列的两种茄子基本技术)，数据根据需要进行分段，从第一个磁盘开始，放在最后一个磁盘上，然后移动回第一个磁盘，直到数据分布。如上图所示，数据徐璐分割到其他磁盘，整个

7、阵列中的每个磁盘可以同时读写，因此数据分割使数据访问最有效。理论上，读取四段数据所需的时间约为=(磁盘访问时间数据的传输时间)4次，现在只需执行一次，RAID级别，磁盘阵列中用于徐璐其他应用程序的各种技术(称为RAID级别)，每个级别代表一种应用程序技术。目前业界认可的标准是RAID 0RAID 5。但是，level并不表示技术的高低，level 5不高于level 3，level 1也不低于level 4。选择RAID level产品取决于用户的操作环境和应用程序(对磁盘阵列的误解通常认为磁盘阵列需要RAID 5)。其他产品(如RAID 6、RAID 7、甚至RAID 10)因供应商而异，没

8、有一致的标准。常用的RAID级别包括RAID0、RAID1、RAID5和RAID10(RAID 0 1)、RAID 0:简单数据条带化、“数据条带化”“无容错”磁盘驱动器组所有磁盘阵列系统的数据访问性能。所有硬盘可以配置为一个阵列，以便同时读写多个磁盘在操作系统中，构成RAID 0的磁盘被视为独立的逻辑磁盘。但是，RAID 0不提供数据冗馀，如果阵列中的磁盘发生故障，所有数据都将丢失。因此，为了提高可靠性，经常使用磁带等其他备份方法。(根据戴尔阵列产品PowerVault 660F/224F，配备14个硬盘的RAID 0系统在3年内数据丢失的可能性高达77%。)。优点：传输速度和硬盘利用率最高

9、，价格最低。缺点：无冗馀、可靠性最低，如果其中一个磁盘出现故障，所有数据都将丢失。应用程序：通常使用具有数据准备和高I/O速率的工作站。RAID 0 Striping，With RAID 0 and using the 280 GB hard disks you would get the full 160 GB of storage space . although the data is split between the 2this allows for the full storage space to be used。raid 1:磁盘镜像和磁盘冗馀，在RAID 1系统中，同一数据一

10、个磁盘驱动器出现故障时，数据可以立即用于另一个磁盘，而不会破坏数据完整性。通过一个SCSI通道映射两个磁盘时，称为磁盘镜像。如果每个磁盘都连接到单独的SCSI通道，则称为磁盘冗馀(更安全)。RAID 1为数据安全性和系统可用性提供了简单高效的解决方案。优点：高可用性，即使一个磁盘出现故障，逻辑硬盘上的数据也可以继续使用。缺点：需要2个磁盘，但仅使用其中一个存储数据。应用：通常用于其中一个磁盘有足够的容量并用作引导磁盘的较小系统。RAID 1、RAID 1镜像、When using two 80gb hard disks with the RAID 1 function you would on

11、ly receive 80gb of storage space . because you au、raid 1、磁盘镜像备份磁盘驱动器组在所有具有容错能力的磁盘阵列系统中，具有最高的容错能力、最低的磁盘空间利用率、最高的数据访问效率，通过使用磁盘镜像技术以数据段形式存储的磁盘扩展方式形成阵列，从而提供与RAID 0几乎相同的读写性能。但是，RAID1提供了端到端的容错能力和停机时间。容错功能可在磁盘出现故障时保持数据不变。“无停机时间”磁盘出现故障时，系统可以继续运行而不会中断，磁盘可以正常读取和写入，磁盘可以在不影响其他磁盘的情况下卸下。立即镜像数据，直到更换新磁盘，然后再次重复数据。RA

12、ID 1在容错和存取效能方面是所有RAID层级中最高的。(根据戴尔阵列产品PowerVault 660F/224F，配备14个硬盘的RAID 1系统在3年内数据丢失的可能性不到7%。)。RAID 10、RAID 0 1的组合，RAID 10结合RAID 0(性能)和RAID 1(数据安全性)，提供卓越的性能和数据安全性。与RAID 0一样，可以在高负载条件下确保最佳性能。与RAID 1一样，50%的安装容量用作冗馀。在RAID 0 1配置中，数据在一个磁盘组1中分段存储，然后镜像到另一个磁盘组2，从而提高了输入/输出性能和可靠性。如果磁盘组中的硬盘驱动器出现故障，该磁盘组中的数据将丢失，但所有

13、数据仍保留在镜像磁盘组中。但是，如果第一个磁盘组恢复之前第二个磁盘组的硬盘驱动器出现故障，则所有数据都将丢失。(根据戴尔阵列产品PowerVault 660F/224F，配备14个硬盘的RAID 0 1系统在3年内数据丢失的可能性不到10%。)。优点：高可用性，即使一个磁盘出现故障，逻辑硬盘上的数据也可用的优点：良好的写入性能缺点：需要偶数个磁盘，至少4个； 磁盘容量应用程序只能使用另一半：通常，如果需要高顺序写入性能，则RAID 0 1 Striping and Mirroring)In This example we would need to use 4 80 GB drives . R

14、AID 0 1 is a combination of the two above as 、raid 2和RAID 3；与具有错误验证的高级数据条带化相比，提高了容错能力；提高了磁盘空间利用率；提高了大容量数据访问性能。两种牙齿的主要区别在于数据安全技术不同。RAID 2使用“汉明码”进行错误纠正和检测，需要更多的额外磁盘(例如，8个数据磁盘需要3个校正磁盘)，RAID 3使用奇偶校验技术，这大大减少了所需的额外磁盘数(只需要一个)，RAID 3任务图，RAID 2如果奇偶校验磁盘出现故障，其馀数据硬盘不受影响，但冗馀会丢失。如果数据硬盘发生故障，RAID控制器将使用其馀的数据硬盘和奇偶校验磁盘计算丢失的数据，以在不丢失数据的情况下恢复错误的硬盘。但是，如果故障硬盘在恢复之前另一个硬盘发生故障，RAID中的所有数据都将丢失。(根据戴尔阵列产品PowerVault 660F/224F，配备14个硬盘的RAID 3系统在3年内数据丢失的可能性不到38%。)。RAID 2和RAID 3都采用“同轴同步”技术。这意味着在访问数据时，整个磁盘阵列可以协同工作，在每个磁盘的相同位置进行并行访问，总线经过专门设计，可以以大带宽并行传输正在访问的数据，因此传输时间是最佳的。大容量归档访问应用程序可以提供最佳性能，但是由于磁盘访问是扇区级别的，RAID 2/