51CTO下载-存储技术基础new

存储技术介绍22存储技术培训要求了解计算机硬件基础知识了解操作系统、数据库基本知识具备网络通信基础知识33目录1、存储是什么2、存储技术基础2.1Raid相关技术2.2存储架构2.3存储协议2.4存储常用技术术语3、存储高级技术3.1存储映射技术3.2SANZoning分区技术3.3多路径I/O技术3.4统一存储3.5快照技术3.6卷复制3.7远程卷镜像3.8存储虚拟化与存储自动化3.9持续数据保护4、存储系统的产品组成5、存储应用5.1存储应用技术介绍5.2存储应用方案简析44存储是什么什么是存储?理解中的存储真正的存储55存储是什么外置磁盘存储系统的硬件构成Title•控制器•硬盘•风扇•Cache•电源•BBU66存储是什么存储的多样性存储硬件存储软件存储方案外置存储系统磁盘柜磁盘阵列NAS设备存储服务器磁带库存储连接设备光纤HBA卡SASRAID卡SCSI卡光纤交换机光纤连接线缆存储内置软件存储管理软件数据镜像软件数据复制软件路径冗余软件数据快照软件存储应用方案其他存储软件双机高可用存储虚拟化数据备份容灾数据归档数据迁移数据扩容方案数据集中存储方案双机高可用方案双机双存储方案数据备份方案数据容灾方案存储虚拟化方案内容管理方案存储安全方案数据归档方案数据迁移方案77存储是什么常见的外置磁盘存储系统DASSCSINASSANSATASASFCSCSISASIPFC主机接口磁盘接口主机通道磁盘通道连接类型88存储是什么常见的外置磁盘存储系统分类按控制器数量分•JBOD：AS400J、AS500NJ、AS700J、AS800J、FF4G16•单控制器阵列：如AS200、AS200M、AS500N、AS500M•双控制器阵列：如AS400、AS700、AS800、AS1000、AS1000G2、AS1000G、AS2000按主机接口的类型分•SCSI阵列：AS200、AS330G2•FC阵列：AS400、AS800、AS700、AS1000、AS1000G2、AS1000G3、AS2000•iSCSI阵列：AS200M、AS500N、AS500M、AS700•SAS阵列：AS300G2、AS70099目录1、存储是什么2、存储技术基础2.1Raid相关技术2.2存储架构2.3存储协议2.4存储常用技术术语3、存储高级技术3.1存储分区技术3.2SANZoning分区技术3.3多路径I/O技术3.4统一存储3.5快照技术3.6卷复制3.7远程卷镜像3.8存储虚拟化与存储自动化3.9持续数据保护4、存储系统的产品组成5、存储应用5.1存储应用技术介绍5.2存储应用方案简析10102.1Raid相关技术RAID基本概念——定义RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）即独立磁盘冗余阵列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘，从而提高了硬盘的读写性能和数据安全性11112.1Raid相关技术Raid产生的原因容量性能可靠性RAID•计算机发展初期，大容量硬盘价格非常高，而需要存储的数据量越来越大•CPU运算速度飞速提高，数据读写速度不应该成为计算机系统处理的瓶颈•信息时代，数据对企业和个人的重要性越来越大，数据存储安全更需要保障12122.1Raid相关技术RAID基本概念——校验奇偶校验（XOR）算法A0值A1值P值000011101110数据A0和A1通过异或运算（相同为0，相异为1）得到校验位P13132.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID0RAID01234562块磁盘14142.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID1123RAID11232块磁盘15152.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID3123RAID3456P2P1P0XORP23块磁盘16162.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID53块磁盘RAID5123456P0P1P2P2XOR17172.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID64块磁盘1356P2XORRAID6GE变换+XOR24Q2Q0Q1P1P0P2RAID618182.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID0+14块磁盘7531864275318642Disk1Disk2Disk3Disk4RAID0RAID01212…..…..RAID0119192.1Raid相关技术RAID相关术语——RAID级别的选择性能可靠性成本RAID0RAID6RAID5（3）RAID10RAID1RAID级别应用场合RAID0视频生成与编辑、图像编辑RIAD1财务、金融系统RAID3视频监控等需要高吞吐量的场合RAID5OLTP、数据库系统RAID6对数据安全性要求很高的场合20202.1Raid相关技术RAID基本概念——磁盘重构故障更换数据盘1数据盘2数据盘3数据校验盘A1A2PXORXOR＝A0A1A2P21212.1Raid相关技术RAID基本概念——物理卷、逻辑卷RAID10RAID5物理卷物理卷逻辑卷逻辑卷LUN1LUN2LUN3单个物理卷上创建1个逻辑卷单个物理卷上创建2个逻辑卷RAID由几个硬盘组成，从整体上看相当于一个物理卷在物理卷的基础上可以按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，通过LUN（LogicUnitNumber）来标识2222Disk1Disk2Disk32.1Raid相关技术RAID相关术语——Raid、逻辑卷的形成过程物理卷（RAID组）逻辑卷（LV）物理磁盘LUN1LUN2LUN3分割23232.1Raid相关技术RAID相关术语——Raid硬盘故障处理（热插拔和热备）热备：HotSpare•定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性•全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享•专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用热插拔：HotSwap•定义：在不影响系统正常运转的情况下，用正常的硬盘物理替换RAID系统中失效硬盘•关键在于热插拔时电子器件的保护机制2424目录1、存储是什么2、存储技术基础2.1Raid相关技术2.2存储架构2.3存储协议2.4存储常用技术术语3、存储高级技术3.1存储分区技术3.2SANZoning分区技术3.3多路径I/O技术3.4统一存储3.5快照技术3.6卷复制3.7远程卷镜像3.8存储虚拟化与存储自动化3.9持续数据保护4、存储系统的产品组成5、存储应用5.1存储应用技术介绍5.2存储应用方案简析2525硬件组成2.2存储架构介绍存储架构——DAS服务器SCSI卡SCSI线存储应用环境•服务器在地理上比较分散•继续保留已有的传输速率而不提高的网络系统26262.2存储架构介绍存储架构——NAS硬件组成服务器网卡网线存储应用环境•基于以太网的数据共享•文件级的数据传输27272.2存储架构介绍存储架构——SAN硬件组成服务器FC卡FC线存储FC交换机应用环境•块级文件传输•存储空间的海量扩展•复杂网络环境2828存储架构——DAS/NAS/SAN2929目录1、存储是什么2、存储技术基础2.1Raid相关技术2.2存储架构2.3存储协议2.4存储常用技术术语3、存储高级技术3.1存储映射技术3.2SANZoning分区技术3.3多路径I/O技术3.4集中存储和分层存储3.5快照技术3.6卷复制3.7远程卷镜像3.8存储虚拟化与存储自动化4、存储系统的产品组成5、存储应用5.1存储应用技术介绍5.2存储应用方案简析3030LUN12.3存储协议存储协议介绍——SCSI主机适配器SCSIID7SCSI总线SCSI阵列ID0SCSI阵列ID15LUN1LUN2数据/地址总线控制信号常见SCSI接口有68、80针SCSI（SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口）是一种为小型机研制的接口技术，用于主机与外部设备之间的连接LUN0LUN031312.3存储协议存储协议介绍——FC光纤通道是构建FCSAN的基础，是FCSAN系统的硬件接口和通信接口FC可以通过构建帧来传输SCSI的指令、数据和状态信息单元光纤通道基本架构描述FC-4(协议映射层)光纤通道和上层应用之间的接口FC-3数据加密和压缩FC-2流控制和服务质量FC-1编码和解码的标准FC-0(物理层)介质(FC或DB9铜缆)与接口(LC或SC)32322.3存储协议存储协议介绍——FC三种拓扑结构点对点只能连接2个设备(直接连接)交换式Fabric最多支持1千6百万个设备(光纤通道交换机)ArbitratedLoop(仲裁环)最多支持126个设备(光纤集线器)普及!33332.3存储协议存储协议介绍——ISCSIIPTCPSCSI数据CRCISCSIInitiatorISCSITargetSCSI数据IPTCPSCSI数据CRCSCSI数据封包解包34342.3存储协议存储协议介绍——CIFS和NFS连接请求连接回应请求NASIP专用会话通路个人帐户信息验证客户权限35352.3存储协议存储协议介绍——FCIP应用场合•两个FCSAN孤岛•通过IP连接成一个大的FCSAN特点•基于IP的FC隧道协议，将FC帧封装在TCP/IP上•FCIP连接对IP网络是透明的，整个传输中只有FCIP网关需要知道FCIP的封装FCIP报文IP头TCP头FCIP头FC帧头SCSI数据CRC封装TCP数据36362.3存储协议存储协议介绍——比较SCSI协议FC协议iSCSI协议接口技术SCSI光纤通道IP接口类型并行串行串行适配器SCSI卡FCHBAiSCSIHBA或以太网卡最大速率320MB/s8Gb/s10Gb/s管理简单复杂简单兼容性好差好3737目录1、存储是什么2、存储技术基础2.1Raid相关技术2.2存储架构2.3存储协议2.4存储常用技术术语3、存储高级技术3.1存储分区技术3.2SANZoning分区技术3.3多路径I/O技术3.4统一存储3.5快照技术3.6卷复制3.7远程卷镜像3.8存储虚拟化与存储自动化3.9持续数据保护4、存储系统的产品组成5、存储应用5.1存储应用技术介绍5.2存储应用方案简析38382.4存储常用的技术术语存储常用术语——双控制器配置主机HBA光纤通道连到以太网两个独立的控制器，具有自动故障切换功能，可防止一个控制器或者一条光纤链路故障HBA光纤通道Controller1SCSIChipController2SCSIChip39394.2存储技术术语存储常用术语——Maid(MassiveArraysofIdleDisks)•机房绿色节能解决方案•基于VTL+MAID的数据备份存储解决方案•基于CDN+MAID的视频网站存储解决方案•基于存储策略+MAID的视频监控存储解决方案引入Maid技术后一段时间后,硬盘停止运转•MAID存储系统中的磁盘或磁盘RAID组可以在没有读写访问时依据策略下电•磁盘在下电以后,一旦有读写请求,磁盘自动上电•降低能耗，电能节约可到达30%•更长的磁盘使用寿命•功能及特点•应用前景4040FCSAN光纤存储一卡通服务器FCSAN一卡通服务器光纤存储ABHBA1HBA2磁盘驱动一大堆硬盘读写路径冗余软件文件系统具体应用为什么需要路径冗余软件存储常用术语——路径冗余41412.4存储常用的技术术语存储常用术语——扩展柜阵列－控制器＝扩展柜SAS、FC线缆扩展柜带有控制单元的阵列磁盘扩展接口磁盘扩展接口42422.4存储常用的技术术语存储常用术语——主机、磁盘扩展接口磁盘扩展接口管理接口主机接口扩展柜服务器阵列43432.4存储常用的技术术语备份相关术语——备份的定义•数据库•文件•操作系统•磁带设备(磁带库)•磁盘设备（阵列、VTL）44442.4存储常用的技术术