存储技术的发展--精简

存储技术发展曙光技术部张旭[e-mail]1、数据存储器的历史2、硬盘接口技术的发展3、存储体系的发展4、存储技术的现状分析目录磁盘阵列打孔设备磁带设备硬盘光盘存储容量IO速度数据存储器的发展历史数据存储器的发展历史打孔纸卡1725年--BasileBouchon1884年9月23日--HermanHollerith可以打90列孔。显然你可以看出，这张卡片上能存储的数据少的可怜，事实上几乎没有人真的用它来存数据。一般它是用来保存不同计算机的设置参数的。数据存储器的发展历史穿孔纸带AlexanderBain（传真机和电传电报机的发明人）在1846年最早使用了穿孔纸带。纸带上每一行代表一个字符。数据存储器的发展历史计数电子管1946年RCA公司启动了对计数电子管的研究，这是用在早期巨大的电子管计算机中的，一个管子长达10英寸（25厘米），能够保存4096bits的数据。数据存储器的发展历史盘式磁带1950年，IBM最早把盘式磁带用在数据存储上。一卷磁带可以代替1万张打孔纸卡。80年代之前最为普及的计算机存储设备。数据存储器的发展历史盒式录音磁带1963年，由飞利浦公司发明，1970年代开始流行使用。一些计算机，使用它来常规存储数据，功能类似硬盘。一盘90分钟的录音磁带，每一面可以存储700KB到1M的数据。数据存储器的发展历史磁鼓一支磁鼓有12英寸长，一分钟可以转1万2千5百转。它在IBM650系列计算机中被当成主存储器，每支可以保存1万个字符（不到10K）。数据存储器的发展历史软磁盘第一张软盘，发明于1969年，8英寸，容量80K，只读数据。1973年，小一号（6英寸），容量为256K，可以反复读写。1990年代后期，容量为250MB的3.5英寸软盘。数据存储器的发展历史世界上第一台硬盘机1956年9月13日,IBM发布了305RAMAC硬盘机。它可以存储“海量”的数据，这些数据保存在50个24英寸的硬磁盘上。1961年，IBM生产了1000台305计算机，IBM出租这些计算机的价格是每个月3千5百美元4.4MB1吨重数据存储器的发展历史硬盘大小：3.5寸、2.5寸容量：最大1TB转速：最大15000接口：IDE、SCSI、SATA、FC、SAS数据存储器的发展历史磁盘阵列1987年，Patterson、Gibson和Katz首先提出磁盘阵列的想法。将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合，使其性能超过一只昂贵的大硬盘。1993年，HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片，能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建RAID系统。数据存储器的发展历史光盘LD光盘：1958年发明，12英寸，只读CD光盘：1979年发明，5英寸，700MB，可读写DVD光盘：1995年发明，5英寸，8.5GB，可读写HVD光盘：未来，5英寸，3.9TB…数据存储器的发展历史趣味计算看历史1995年200MB～400MB大于4000元/GB1996年1.2GB～2.1GB1500元～2000/GB1998年1.2GB～2.1GB200元～250元/GB2000年4.3GB～6.4GB40元/GB2002年10GB～20GB20元/GB2004年40GB～80GB6.9元/GB2005年80GB～160GB4.5元/GB2006年80GB～250GB3.8元/GB1、数据存储器的历史2、硬盘接口技术的发展3、存储体系的发展4、存储技术的现状分析目录硬盘的构成硬盘接口技术的发展主流服务器硬盘硬盘接口技术的发展常用名词解释平均访问时间：指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。平均寻道时间：指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。等待时间：又叫潜伏期(Latency)，是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。内部传输率：持续传输率(SustainedTransferRate)，它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。外部传输率：突发数据传输率（BurstDataTransferRate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。硬盘接口技术的发展主流服务器硬盘接口技术接口类型出现时间最大理论带宽主要特点SCSI1986320MB/s并行总线SATA2002300MB/s串行ATASAS20011.2GB/s串行SCSIFC1995200MB/s支持光介质硬盘接口技术的发展1、数据存储器的历史2、硬盘接口技术的发展3、存储体系的发展4、存储技术的现状分析目录网络存储的发展20世纪50年代出现，将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。直接连接存储(DAS)存储系统结构将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)，连接到一群计算机上。数据共享。NAS存储方式存储系统结构以Fabric为基础，提供一个专有的、高性能的、可共享的、稳定的存储系统网络。SAN存储方式(StorageAreaNetwork)存储系统结构SAN三种SAN架构比较FC-SAN1.采用可伸缩的FC-Switch网络拓扑结构，通过高速光纤通道2.Switch规模越大，吞吐率就越高3.支持热拔插，高可靠性、可用性、可维护性。IP-SAN1.它将SCSI协议映射到TCP/IP协议上，使得SCSI的命令、数据和状态可以在传统的IP网上传输。2.由于采用的是SCSI、以太网、TCP/IP等现有技术和设施，造价低，便于构建和维护。IP存储互操作性好，且克服了FC-SAN的距离限制，把共享存储系统扩展到LAN、WAN甚至Internet上。InfiniBand-SAN1.InfinBand是一种新的I/O体系结构，I/O系统与复杂的CPU/Mem分开，高带宽、低延迟、可扩展的I/O互连，克服了传统的共享I/O总线结构的种种弊端。2.InfinBand也是一种新的互连技术，它不仅可用于服务器内部的互连、服务器之间的互连、集群系统的互连，还可用于存储系统的互连，组建基于InfinBand的SAN。3.InfiniBand采用基于包交换的高速交换网络技术，可采用光纤或铜线实现连接，单线传输速率为2.5Gb/s，可通过2、4或12线并行来扩展通道带宽，带宽高达2.5GB、10GB、30GB。直接连接存储(DAS)服务器直接连接连接距离有限可能有超过50%的存储设备闲置，以备扩容之需(空白空间)专属平台管理复杂，成本高存储区域网络(SAN)网络连接传输距离远SAN连接存储设备可以有效减少备用空间支持异构平台整和UNIX与NT存储增长需求扩展能力强存储系统结构SAN与DAS比较存储系统结构SAN与NAS比较1.文件管理系统2.协议不同3.支持平台不同4.距离限制5.扩展性1、数据存储器的历史2、硬盘接口技术的发展3、存储体系的发展4、存储技术的现状分析目录存储技术的现状分析主流硬件厂家34%20%18%11%10%7%SeagateWDCHitachiSamsungToshibaFujitsu硬盘市场分布HBA卡：Qlogic、LSI、EmulexSAN交换机：博科、Qlogic、思科磁盘阵列：IBM、HP、EMC、LSI、Infortrend、Promise、Qlualogic磁带库：IBM、SONY、STK、HP、EMC、DellQlogic公司QLogic公司是光纤通道主机适配器(HBAs)、嵌入式光纤通道交换机、堆叠式光纤通道交换机的领导厂商。同时，该公司也是iSCSI主机适配器、路由器的领先供应商。QLogic的产品在世界上各个级别企业都有使用；IT行业中的诸多知名企业比如：思科、戴尔、EMC、惠普、IBM、NEC、NetApp和Sun公司也都有采用QLogic的方案。Qlogic公司LSILogic公司LSI是一家集芯片和存储设备设计和制造为一体的国际化企业。是光纤存储标准的制定者之一。年销售额超过20亿美元。其中外部存储设备的销售额达到5亿美元。基于开放式平台的存储设备销售量世界第一。LSI在全球有着众多的合作伙伴。大部分都是存储领域的知名厂商。设计及制造高性能存储的领导者21年存储研发经验•超过180项存储专利全球共部署了181,000多套存储系统总容量超过29PetabytesIDC评论，LSI已然成为开放式存储平台的领导者LSILogic公司LSI39%Total2004Market=4,201,522UnitsSource:GartnerDataquest(April2005)EMC24%其它20.2%日立13%富士通0.8%Adaptec3%光纤存储产品市场LSILogic公司常用的备份软件●Veritasnetbackup（NBU）及backupExec（BE）●Legatonetwork●BakbonenetVault●CommvaultQiNetix●IBMTivoliSTORAGEMANAGER●HPopenViewDataProtector存储技术的现状分析VERITAS软件公司(纳斯达克:VRTS)是在存储管理软件方面处于领先地位的软件提供商，VERITAS的软件主要用于数据保护、应用高可用性和灾难恢复。《财富》杂志评选的世界500强中有86%的公司都信赖并使用由VERITAS公司提供的存储管理软件解决方案，该方案已被证明适用于各种应用、服务器、存储硬件和相关设备并实现互操作。VERITAS在全球的25个国家共有超过5500名员工，预计2001年的营业收入将达到15亿美元。按股票市值和营业收入来进行计算,VERITAS是全世界前十大软件公司之一。VERITAS公司VERITAS公司Veritas的产品线一、数据安全解决方案BackupExec和NetBackup二、高可用性解决方案VCS（VeritasClusterServer）三、存储、服务器管理解决方案Filesystem，VolumeManagerFoundationSuit（FoundationClustersystem，FoundationOracleRAC）四、应用程序性能解决方案I3独立的企业级数据管理软件供应商TheIndependentProviderofEnterprise-ClassDataManagementSoftware•备份/恢复•灾难恢复•公司依法归档•数据迁移（分级存储）•数据复制•存储资源管理Commvault公司Commvault公司-QSMStorageManager-DataMigrator-QuickRecovery-ContinuousDataReplicator-DataArchiver-Galaxy通用技术引擎(CTE)数据结构存储资源存储策略用户界面-QNetServiceManagerCommvault的产品线存储的发展趋势虚拟存储的含义：通过一个网络环境将多家不同的存储产品集合在了一起，使得它像一个单一的存储池。所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池（StoragePool）中得到统一管理，从主机和工作站的角度，看到就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好象是一个超大容量（如1T以上）的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存储。Vol1Vol2Vol3Vol4Vol1Vol2Vol3Vol4Free常规的卷•预分配•剩余空间分散虚拟存储卷•没有预分配•剩余空间共享•可以在线的扩容和缩小•最小20MB，最大16TB•其他所有的特性和普通卷相同虚拟存储的含义谢谢