1-存储技术基础知识培训

目录硬盘知识RAID技术存储分类硬盘知识硬盘物理结构硬盘接口类型硬盘主要指标硬盘厂商比较硬盘结构•磁头•磁道•扇区•柱面•硬盘的容量=柱面数×磁头数×扇区数×512B•电磁感应式磁头•MR磁头（磁阻磁头）ATA/IDE接口硬盘简介•Power连接器•主/从盘•跳线•40-pin•连接器ATA(AdvancedTechnologyAttachment)高级技术附加装置ATA硬盘是传统的桌面级硬盘，主要应用于个人PC机，也经常称为IDE（IntegratedDriveElectronics）硬盘ATA接口为并行ATA技术，下一代的产品是串行ATA（SATA）SCSI接口硬盘•80-pin公接头•60-pin接口SCSI(SmallComputerSystemInterface)•小型计算机系统接口SCSI硬盘并发处理性能优异，常应用于企业级存储领域SCSI硬盘采用并行接口，接口速率目前发展到320MB/s，基本已经达到极限，将来必被其串行版本SAS（SerialAttachedSCSI）硬盘所替代FC硬盘采用FC-AL(FiberChannelArbitratedLoop，光纤通道仲裁环)接口模式FC-AL是一种双端口的串行存储接口,能够提供200MB/s速率,规划达到400MB/sFC-AL支持全双工工作方式FC-AL利用类似SATA/SAS所用的4芯连接，提供一种单环拓扑结构，一个控制器能访问126个硬盘FC接口硬盘SATA接口硬盘SATA：SerialATA(SerialdvancedTechnologyAttachment)串行ATASATA采用串行方式进行数据传输，最低为150MB/s，第二代（SATAⅡ）300MB/s接口硬盘已经形成商用，规划内的最高速率可达600MB/sSATA硬盘采用点对点连接方式，支持热插拔，即插即用SAS接口硬盘SAS(SerialAttachedSCSI)串行连接SCSISAS是一种点对点、全双工、双端口的接口SAS专为满足高性能企业需求而设计，并且兼容SATA硬盘硬盘各类接口间的对比IDESATASCSISASFC转速RPM72007200150001500015000缓存M8/16328/163216/32串/并行并行串行并行串行串行容量GB5001T300300300MTBF600,0001,200,001,400,001,400,001,400,00TCQ支持支持支持支持支持NCQ不支持支持支持支持支持容量：硬盘的存储数据的大小，以字节为单位。单碟容量：硬盘都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总容量。转速：即主轴马达转动速度，单位为RPM即每分钟盘片转动圈数。缓存：硬盘内部盘片和·外部接口之间的缓冲器平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据所需的平均时间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硬盘的主要指标􀀩硬盘的读写速度同硬盘的转速成正比􀀩更高的转速可缩短硬盘的实际读写时间􀀩硬盘缓存的大小直接影响硬盘的整体性能转速和缓存对硬盘性能的影响企业级硬盘与桌面级硬盘的区别序号参数桌面级企业级1上电时间8小时/天24小时/天2DutyCycle（工作负荷）低高3MTBF六十万小时一百二十万小时4SCT不支持支持5错误纠正功能不支持支持6负载管理（支持温度及保证长时间工作可靠性）不支持支持主要硬盘厂商希捷市场占第一位企业级硬盘分为：Savvio系列：2.5英寸SAS或SCSI硬盘；Cheetah系列，3.5英寸SAS、FC、SCSI硬盘；BarracudaES系列，主要为企业级SATA硬盘。西数硬盘产品线比较单一企业级硬盘分为：WDRaptor猛禽系列，提供10000转，高可靠性，SATA硬盘；WDRE2和RE系列，提供7200转SATA硬盘。日立优势是在小型移动硬盘及笔记本电脑硬盘产品系列：Ultrastar：用作服务器以及工作站的3.5英寸硬盘Deskstar：用作高性能个、人电脑的3.5英寸硬盘；移动处理及便携设备的1.8英寸以及2.5英寸硬盘。希捷硬盘选购•SV—专用户视频录像，不适合做raid.•AS—桌面级硬盘•NS—企业级硬盘型号解析：ST3750640NSST：希捷3：3.5寸硬盘750：750G6：缓存16M40：固件编号NS：型号企业级硬盘磁盘vsRAID硬盘目前最大2TB，可是……如果要更大的盘，怎么办？如果要更高的访问速度，怎么办？如果盘坏了，要求数据不丢失，怎么办？解决方案•RAID：冗余磁盘阵列•可靠性高•容量大•速度快•RAID磁盘阵列（RedundantArrayofIndependentDisks）磁盘vsRAID•磁盘•RAID阵列RAID0•并行读写，速度快•最大数据容量•没有冗余•低可靠性•一个磁盘坏，数据丢失RAID1•镜像，同样的数据有2个拷贝•容量损失，浪费一半空间•成本高•可靠性高•一半的磁盘坏，数据不丢•RAID1RAID3•并行读写,速度快•容量“损失”=1/n•可用容量=n-1•单独的盘作为冗余盘•一个磁盘坏，数据不丢•可靠性高•一个磁盘坏，数据不丢RAID5•并行读写,速度快•容量“损失”=1/n•可用容量=n-1•一个磁盘坏，数据不丢•可靠性高•一个磁盘坏，数据不丢RAID6•可以同时坏2个硬盘•冗余性能好•容量“损失”=2/n•可用容量=n-2•极大的提高了数据存储的可靠性•速度比RAID5慢•二个磁盘坏，数据不丢RAID小结•写性能：RAID0RAID10RAID5RAID6•存储代价(需要冗余掉的磁盘数目)：RAID1RAID6RAID5RAID0•RAID0适用于对性能要求高，对数据安全性不敏感的领域•RAID5比较适合数据量大有冗余性要求的应用•RAID1适合对磁盘容量要求不高，要求高可靠的应用•RAID6适合应用在数据可靠性要求高的领域DAS-DirectAttachedStorage（直连存储）•扩充服务器内部的驱动器的容量•高性能的SCSI连接•有限的可用存储•更多的存储空间=购买更多的内部硬盘•用完硬盘插槽=购买更多的服务器ServerclientsDiskdrivesServerDiskdrivesLAN•缺点•扩展能力差•低的存储空间利用率•低效率的存储空间的增长•不可以交叉共享存储空间•连线不方便，而且连线最大距离太短NAS-NetworkAttachedStorage（附网存储）•局域网里的文件服务器•NAS设备可以连到LAN或通过网关到SAN•通过NFSorCIFS命令来进行文件级访问•多用户可以共享不同种类的数据•容易安装和调试•增加了可靠性和数据的有效性NAS的优缺点优点•支持文件共享•易管理缺点•是网络盘，而不是系统本地SCSI盘•不支持本地文件系统•软件兼容性差（某些数据库和系统级软件不可以使用）SAN-StorageAreaNetwork（存储区域网络）•客户端电脑•网络存储设备•应用服务器•LAN•SAN•TapeLibrary•JBOD•Tape•Windows•NT/2000/xp•UNIX•SUN•Linux•RAID•通过传输协议（FC、iSCSI）来实现SAN的应用•根据传输介质或协议不同划分为FCSAN和IPSAN•一般采用专用的网络来进行存储访问•在网络上实现真正的块级高速访问FCSAN的缺点不可用于远程存储需要有系统管理员额外具备FC的管理维护技术建设费用昂贵光纤通道卡光纤通道交换机光纤通道盘光纤iSCSISAN(IPSAN)的优势•利用无所不在的以太网络，一定程度上保护了现有投资•IP存储超越了地理距离的限制，适合于对关键数据的远程备份•IP网络技术成熟，不存在互操作性问题•IP存储减少了配置、维护、管理的复杂度•IP网络已经被IT业界广泛认可--网络管理软件和服务产品可供使用•千兆网的广泛使用大大提高了IP网络的性能•万兆网络技术的发展，使IP存储在性能上超越FC存储最大程度地利用存储和网络的特性iSCSI（internetSCSI）建立在来自存储和网络领域的两个应用最广的协议之上存储领域•iSCSI使用SCSI命令集，即所有存储配置使用的核心存储命令在网络方面•iSCSI使用IP和以太网•大多数企业网络的基础，被越来越多地应用于城域网和广域网•随着近30年的研究、发展和整合，IP网络已经具备了最高的可管理性、互操作性和经济有效性存储技术发展趋势•DAS：直连存储•NAS：网络附加存储•OSD智能化存储：下一代存储•企业级海量存储•网络存储•基于对象的存储•SAN：存储局域网络各种海量存储技术对比（纵向）•是•是•是•否•集中式存储、管理•高•高•高•低•共享能力•高•中•高•低•距离可扩展性•高•高•较高•低•容量可扩展性•以太网卡•以太网交换机•光纤通道卡•光纤通道交换机•以太网卡•以太网交换机•SCSI卡•1394卡等•配置的周边设备•中低•高•中低•低•价格•基于以太网络的存储设备，提供块设备级服务•基于光纤网络的存储设备，提供块设备级服务•基于以太网络的存储设备，提供文件级服务•DVR，服务器内/外挂的SCSI、SATA、1394扩展柜等•表现形式•IPSAN（iSCSI）•FCSAN•NAS•DAS•类型项目存储协议比较•否•否•可•可•共享•是•是•否•否•本地硬盘•是•是•否•否•文件系统•格式化•数据块•数据块•文件•文件•I/O•FC•TCP/IP•TCP/IP•TCP/IP•传输协议•光纤•以太网•以太网•以太网•网络•FC•iSCSI•NFS•CIFS•存储协议•SAN•NAS•存储架构产品核心技术全线产品整合NAS和SAN架构自主知识产权的关键技术•面向对象技术•集群管理技术•磁盘阵列RAID技术•高速缓存管理技术•光纤通道（FC）存储协议•iSCSI（网际网络SCSI）存储协议•分布式文件系统技术•存储网络安全技术•视频监控软件模块NVS/NVR•非编软件模块NVES•IPTV软件模块NVODS申请的专利技术•写一次读多次磁盘存储系统和设计方法，发明专利：200410074527.5•网络存储系统中的数据管理方法及其构建的网络存储系统，发明专利：200510011340.5•一种可扩充的高速缓存结构设计方法和系统•发明专利：200510011424.9•一种保障存储网络数据安全的方法及装置发明专利：200510011667.2•高可靠磁盘阵列的管理算法及其构建的磁盘阵列系统问题或建议?