磁盘阵列技术基础培训

磁盘阵列技术基础培训1、磁盘阵列基础知识2、磁盘阵列基础技术3、磁盘阵列术语概念4、磁盘阵列系统架构5、磁盘阵列配置案例磁盘阵列基础知识－什么是磁盘阵列3块73G的物理磁盘7块73G的物理磁盘219GB逻辑盘组(3x73)511GB逻辑盘组(7x73)把磁盘的存储空间整合起来，形成大的连续的存储空间磁盘阵列基础知识1、存储基本架构有哪几种？各自的特点是什么？存储基本架构有DAS、NAS、SAN三种。DAS（DirectAttachedStorage）：即“直接连接存储”优点－操作维护简便，价格低廉；缺点－分散式数据存储模式、不能集中管理。LAN直接附加内置存储磁带库JBODJBODSCSIFCSCSIFCRAIDRAID磁盘阵列基础知识NAS：（NetworkAttachedStorage）：即“网络连接存储”优点－结构简单，配置、使用和管理非常方便，可实现跨平台的数据共享；缺点－需要占用网络资源、应用局限性大。磁盘阵列基础知识SAN：（StorageAreaNetwork）：即“存储区域网”优点－强大的扩展性，多种存储设备的集中和新架构支撑下的集中数据应用方式；缺点－成本较高，管理和维护难度较大。SAN磁带库存储阵列存储阵列LAN磁盘阵列基础知识2、常见的主机接口标准有哪些？SCSI（SmallComputerSystemInterface）：即“小型计算机系统接口”标准。iSCSI（InternetSCSI），指通过TCP/IP协议传输SCSI指令和数据包的一种标准。iSCSI技术可以用TCP/IP网络组建SAN，即构筑在IP协议基础上的存储局域网。FC（FIBRECHANNEL），用光纤通道进行网络数据传输的一种通用的接口标准。SAS(SerialAttachedSCSI)，即“串行连接SCSI”标准，是新一代的SCSI技术，是并行SCSI接口之后开发出的全新接口技术。磁盘阵列基础知识优点缺点SCSI成熟稳定只适用于直连，扩展能力差iSCSI组网方便，管理简单，不受距离限制数据传输效率低，安全性差FC吞吐量大，可靠性高，低时滞，安全性高，数据传输效率高需存储专网，成本高SAS性价比高，发展空间大，技术新连接距离短，只适用于直连各自的特点是什么？磁盘阵列基础知识3、常见的磁盘种类有哪些？各自的特点是什么？SATA（Serial-ATA）磁盘，即采用串行ATA接口技术的磁盘。目前的版本是SATA2.0，传输速率300MB/s。SAS(SerialAttachedSCSI)磁盘，即采用串行连接SCSI接口技术的磁盘。目前的版本是SAS1.0，传输速率300MB/s，09年将推出SAS2.0。FC（FIBRECHANNEL）磁盘，即采用光纤通道接口技术的磁盘。目前的版本是4Gb。特点：SATA磁盘：容量大，价格低、单端口设计可靠性差，并行处理能力差，故障率高SAS磁盘：SAS接口兼容SATA，双端口设计，具备并行处理能力，故障率低FC磁盘：技术成熟，稳定可靠，双端口设计，并行处理能力强，故障率低磁盘阵列基础知识4、IP-SAN和FC-SAN的优缺点比较，各自适用的应用环境是什么？IP-SAN适用环境：异地间的数据交换及容灾，备份，非关键应用的集中存储。FC-SAN适用环境：关键应用的集中存储、备份及容灾。优点缺点IP-SAN•部署成本低•共享网络（IP网络复用，提高网络利用率）•维护简便•适合远距离传输•传输效率低（正常IP网络利用率不足50%）•传输安全性低•传输延时无保障•一般占用大量主机资源FC-SAN•传输效率高•传输安全性高•传输延时极小•占用主机资源少•技术成熟•应用范围最广的专业存储架构•部署成本较高•需要专属网络磁盘阵列基础知识5、硬盘的主要技术指标有哪些？单碟容量（GB）平均寻道时间（ms）主轴转速（RMP）最大内部数据传输率(Mb/s)高速缓存(MB)平均无故障时间（MTBF,h）主轴马达(SpindleMotor)磁头基座(BasePlate)磁头停放区(ParkingZone)盘片(Media)传动部件接口磁盘阵列基础知识容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字节为基本单位单碟容量：硬盘都是由一个或几个盘片组成的，单碟容量就是指包括正反两面在内的单个盘片的总容量转速：即主轴马达转动速度，单位为RPM（RoundPerMinute)，即每分钟盘片转动圈数缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片和外部接口之间的缓冲器磁盘阵列基础知识平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据所需的平均时间平均寻道时间：磁头寻找目标数据所在磁道所需的平均时间平均潜伏时间：当磁头移动到数据所在的磁道后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间数据传输率：内部数据传输率：数据从盘片表面传输到硬盘的缓存的速率外部数据传输率：数据从硬盘的缓存读出到外部总线的速率MTBF：MeanTimeBetweenFailure，平均无故障时间磁盘阵列基础知识6、FC磁盘、SAS磁盘、企业级SATA磁盘的性能对比（转速、平均无故障时间、平均寻道时间、持续读写速率、应用特点）硬盘类型转速MTBF平均寻道时间持续读写速率应用特点企业级SATA磁盘7200RPM120万小时8.5ms25~30MB/秒大容量、小吞吐量，高性价比SAS磁盘15000RPM160万小时3.5ms30~45MB/秒大容量、高可靠FC磁盘15000RPM160万小时3.5ms40~55MB/秒高可靠、负荷能力高、企业级应用7、IOPS是什么？IOPS指标对哪些存储应用有关键影响？IOPS是存储设备每秒I/O的处理数量，通常有硬盘IOPS和CacheIOPS之分（真正有价值的是硬盘IOPS）。IOPS指标对小数据、密集I/O应用有参考价值（如交易处理系统，Web应用，MAIL）磁盘阵列基础知识磁盘阵列基础知识9、桌面级SATA硬盘与企业级硬盘的差异无故障时间（企业级硬盘是桌面级硬盘的2~3倍）可靠性：（企业级硬盘带ECC校验，桌面级硬盘不带）工作环境（企业级硬盘7X24,桌面级硬盘5X8）磁盘阵列基础知识10、什么是RAID？RAID技术有哪些常用的级别？RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）：即“独立冗余磁盘阵列”技术。RAID技术将磁盘阵列中的多个磁盘组合为单一的虚拟磁盘，通过数据条带化、数据校验等方式提供数据存储的高性能和高可靠性。常见的RAID级别RAID0（StripedDiskArraywithoutFaultTolerance，无差错控制的分块磁盘组）RAID1（Mirroring，镜象结构）RAID0+1（MirroringandStriping）RAID3（Stripingwithdedicatedparity，带奇偶校验的并行传送）RAID5（Stripingwithdistributedparity，分布式奇偶校验的独立磁盘结构）RAID6（带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构）1、磁盘阵列基础知识2、磁盘阵列基础技术3、磁盘阵列术语概念4、磁盘阵列系统架构5、磁盘阵列配置案例磁盘阵列基础技术数据跨盘（Spanning）技术RAID组技术–RAID0/1/3/5/6/10/30/50等可靠性和可用性技术虚拟磁盘（VirtualDisk）技术热备盘技术写cache技术磁盘阵列基础技术－数据跨盘技术定义通常在磁盘中写入/读取连续数据都是在一个磁盘的不同扇区中连续写入或读取，这在数据写入和读取时就比较容易定位。在磁盘阵列中，为了提高磁盘的读写性能，通常把连续数据分成不同的段，交叉在不同磁盘中读写，这就是数据跨盘读写技术。磁盘阵列基础技术－RAID技术什么是RAID？RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）：即“独立冗余磁盘阵列”技术。RAID技术将磁盘阵列中的多个磁盘组合为单一的虚拟磁盘，通过数据条带化、数据校验等方式提供数据存储的高性能和高可靠性。RAID技术有哪些常用的级别？RAID0（StripedDiskArraywithoutFaultTolerance，无差错控制的分块磁盘组）RAID1（Mirroring，镜象结构）RAID0+1（MirroringandStriping）RAID3（Stripingwithdedicatedparity，带奇偶校验的并行传送）RAID5（Stripingwithdistributedparity，分布式奇偶校验的独立磁盘结构）RAID6（带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构）磁盘阵列基础技术－硬盘条带（DiskStriping,RAID0）硬盘条带的方法把数据同时写到多个硬盘，而不是只写到一个硬盘上。磁盘阵列基础技术－硬盘镜像（RAID1）硬盘镜像（RAID1）是容错磁盘阵列技术最传统的一种形式，它最重要的优点是百分之百的数据冗余。磁盘阵列基础技术－条带加专用奇偶校验（RAID3）使用一个专用的磁盘存放所有的校验数据，其它磁盘条带的数据读写操作，达到数据的冗余和提供高容错性能。磁盘阵列基础技术－分布奇偶校验（RAID5）RAID5把奇偶位信息分散分布在硬盘子系统的所有硬盘上。（而不是使用专用的校验盘）磁盘阵列基础技术-Raid6Stripe01234560D(0,0)D(0,1)D(0,2)D(0,3)D(0,4)P(0)Q(0)1D(1,0)D(1,1)D(1,2)D(1,3)P(1)Q(1)D(1,4)2D(2,0)D(2,1)D(2,2)P(2)Q(2)D(2,3)D(2,4)3D(3,0)D(3,1)P(3)Q(3)D(3,2)D(3,3)D(3,4)4D(4,0)P(4)Q(4)D(4,1)D(4,2)D(4,3)D(4,4)5P(5)Q(5)D(5,0)D(5,1)D(5,2)D(5,3)D(5,4)6Q(6)D(6,4)D(6,0)D(6,1)D(6,2)D(6,3)P(6))N2+允许同时坏两块硬盘而不丢失数据两种算法两次校验RAID6技术通过提供二份校验数据来弥补SATA硬盘的可靠性较低的弱点，使SATA盘阵的数据可靠性达到SAS盘阵甚至FC盘阵的级别。磁盘阵列基础技术－条带加镜像（RAID10）数据从控制器分出两路，首先把数据做条带化，随后分出来的每一路数据再分两路，做Mirroring操作，即互做镜像。磁盘阵列基础技术－常用RAID级别的比较专用奇偶位条带RAID级别RAID0RAID1RAID3RAID5RAID10别名条带镜像专用奇偶位条带分布奇偶位条带镜像阵列条带容错性无有有有有冗余类型无镜像奇偶校验奇偶校验镜像备盘无有有有有读性能高低高高中间随机写性能高低最低低中间连续写性能高低低低中间需要的磁盘数2个或更多2个或2N个3个或更多3个或更多4个或2N（N≥2）可用容量总的磁盘容量磁盘容量的50％磁盘容量的（N-1）/N磁盘容量的（N-1）/N磁盘容量的50％磁盘阵列基础技术－可靠性可靠性：指的是硬盘在给定条件下发生故障的概率磁盘阵列可以改善硬盘系统的可靠性。因为某一硬盘中的数据可以从其它硬盘的数据中重新产生出来（例如RAID1/3/5/10等），所以很少会有机会使整个硬盘系统失效。硬盘子系统的可靠性因而大大改善了。可用性：指的是硬盘在某种用途中可能用的时间磁盘阵列基础技术－可用性冗余磁盘阵列允许单个硬盘出错，而继续正常工作。RAID组技术保证硬盘故障后的系统恢复时间也大大缩短。电源冗余控制器冗余链路冗余磁盘阵列基础技术－多路径端口链路Failover2,主机I/O转移到C1P1端口1.控制器1发现线缆发生故障3.主机选取新的通路LUN磁盘阵列基础技术－虚拟磁盘（VirtualDisk）技术卷的三个层次：物理磁盘、虚拟磁盘和逻辑卷。要建立卷，首先要根据不同的RAID策略，采用一块或者多块物理磁盘组成虚拟磁盘，然后在虚拟磁盘之上划出需要的空间建立卷。物理磁盘是单个的物理磁盘设备，用来进行数据的读写。虚拟磁盘包含多个物理磁盘，并