HCNA-Storage BSSN 第一章 存储基础知识

©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.第一章存储基础知识Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page1学习完本章节，你应该能够：了解存储技术的发展、现状和趋势了解基本存储介质以及硬盘的知识了解主机服务器的相关知识了解备份和容灾的相关知识为HCNA-Storage后续课程学习做好基础准备目标Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page2目录1.信息存储的发展2.信息存储介质3.信息存储系统4.主机服务器系统5.数据备份技术6.容灾技术Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page3什么是存储？用于存放数据信息的设备和介质等同于计算机系统中的外部存储存储是一个系统是计算机技术发展的结果Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page4存储的历史汞延迟线磁带磁鼓磁芯磁盘光盘纳米存储Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page5存储的现状和趋势存储体系结构当前存储的主要体系结构有三种：DAS、NAS、SAN存储发展趋势重复数据删除SSD固态磁盘云存储虚拟化环境的保护一体化应用存储设备非结构化数据存储与管理备份容灾Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page6存储对企业的影响和价值德州大学报告显示灾难性数据丢失导致公司倒闭：•5.12汶川大地震Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page7目录1.信息存储的发展2.信息存储介质3.信息存储系统4.主机服务器系统5.数据备份技术6.容灾技术Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page8存储介质硬盘磁带光盘硬盘：是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成磁带：是一种用于记录声音、图像、数字或其他信号的载有磁层的带状材料，是产量最大和用途最广的一种磁记录材料光盘：光盘以光信息做为存储物的载体软盘：软盘的读写通过软盘驱动器完成Flash存储：一种不挥发的内存器件软盘Flash存储Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page9存储设备磁带库OceanStorS2600虚拟磁带库磁带机OceanStorS5000OceanStorS5000TCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page10硬盘的组件主轴组件磁盘片浮动磁头组件磁头驱动机构前驱控制电路接口主控芯片高速缓存芯片数据传输芯片Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page11硬盘的柱面、磁面、磁道与扇区磁道磁面磁面磁道扇区柱面Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page12硬盘工作原理硬盘工作由马达带动磁盘，然后磁头在磁盘表面以二进制的形式读写数据，读取的数据储存在硬盘的flash芯片中，最后传到程序中运行；硬盘在一定的硬件条件下转速越快，读写能力越强，但最终读写能力受内部硬件带宽限制。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page13硬盘的分类按照接口类型按照硬盘形态机械硬盘固态硬盘硬盘接口IDE/ATASATAFCSASSCSICopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page14市场主流硬盘目前市场上主流硬盘厂商包括Seagate(希捷)、WD（西部数据）、HITACHI(日立)等。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page15硬盘的参数容量硬盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512Bytes转速盘片转动圈数/分钟(rpm)平均访问时间平均寻道时间平均潜伏时间数据传输率外部数据传输率内部数据传输率CPU硬盘缓存磁头读取盘片硬盘缓存Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page16硬盘接口比较接口IDESATASCSISASFC接口类型并行串行并行串行串行主流接口速率100MB/S133MB/S300MB/S600MB/S320MB/S3GB/S6GB/S2GB/S、4GB/S、8GB/S拓扑结构总线点对点总线用扩展器实现的点对点点对点、环路、交换式双工半双工半双工半双工全双工全双工最大连接设备数21or15withportmultiplier1616256127-loop1600万fabric线缆长度0.4m1m12m6m30m(铜轴电缆)10km(光纤)应用普通PC机低端工作站中高端工作站中高端工作站高端工作站Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page17硬盘操作注意事项现场硬盘操作、接触时，必须正确佩戴防静电手腕或防静电手套；硬盘存放和运输前必须采用防静电材料进行包装；硬盘在现场搬运时需要采用原包装材料进行包装，在运输过程选择平滑地段，遇到台阶，必须轻抬轻放；硬盘轻拿轻放，切勿堆积或在没有防静电措施情况下随意摆放（现场没有防静电垫子，可以考虑利用设备或硬盘防静电包装材料）；硬盘单元热拔出时，向外拉出硬盘单元2厘米左右，让硬盘和背板连接器完全断开，停留10S左右，保证硬盘电机停转；再依次完全拔出各硬盘单元；故障硬盘需要用防静电材料和缓冲材料包装好后邮寄，硬盘上建议写明局点、客户和故障现象；Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page18VSSSD硬盘：读写机制决定读写效率SSD在随机读取方面的效率要比硬盘驱动器高得多，这是因为它没有必须悬在硬盘上方来读取数据的读写头(类似电唱机的针头)。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page19目录1.信息存储的发展2.信息存储介质3.信息存储系统4.主机服务器系统5.数据备份技术6.容灾技术Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page20存储系统产生的背景传统计算机存储系统的局限性：硬盘成为整个系统的性能瓶颈有限的硬盘槽位，难满足大容量需求单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证存储空间利用率低本地存储，数据分散，难以共享可扩展性不够总线结构，而非网络结构可连接的设备受到限制增加容量时，需停机CPU硬盘传统计算机存储系统RAMCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page21存储设备的组成硬件组成一般包括：①框②控制器③BBU④风扇⑤电源⑥接口卡⑦另。硬盘（硬盘框）Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page22RAID技术RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。RAID全称RedundantArrayofIndependentDisks；即独立磁盘冗余阵列。RAID优势：容量易扩展、分块提高性能、可用性提高及可靠性提高。RAID级别的选择不同的RAID级别代表着不同的性能、数据安全性和存储成本。RAID常用级别：RAID0、RAID1、RAID10、RAID5、RAID6。Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page23目录1.信息存储的发展2.信息存储介质3.信息存储系统4.主机服务器系统5.数据备份技术6.容灾技术Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page24主机服务器类型服务器形态包括塔式服务器、机架服务器、刀片服务器刀片服务器机架服务器塔式服务器Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page25服务器的硬件组成机箱电源风扇处理器内存主板RAID卡本地硬盘Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page26主机操作系统windows操作系统Windows2003\windows2008linux操作系统Suselinux9\10\11、Redhatlinux4\5\6VmwareesxEsx4\5aixaix4\5\6solarisSolaris9\10hp-uxhp-ux11Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page27主机文件系统Windows下常见的文件系统：FAT16、FAT32、NTFSLinux下常见的文件系统：ext3、jfs、Reiserfs、xfs其它文件系统:ZFS、HFS、VMFS、UFS、GFSCopyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page28主机服务器应用应用系统：数据库主流数据库：DB2、Oracle、Informix、Sybase、SQLServer、内存数据库等应用系统：邮件邮件服务器构成了电子邮件系统的核心，管理邮件的收发应用系统：文件文件服务器负责共享资源的管理和传送接收，管理存储设备中的文件，为网络用户提供文件共享服务，也称文件共享服务器应用系统：集群服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就象是只有一个服务器，集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page29目录1.信息存储的发展2.信息存储介质3.信息存储系统4.主机服务器系统5.数据备份技术6.容灾技术Copyright©2012HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page30备份的基本概念数据备份是将数据以某种方式加以保留，以便在系统遭受破坏或其他特定情况下重新加以利用的一个过程。数据备份的核心是恢复，一个无法恢复的备份对于任何系统来说都是毫无意义的。备份原则稳定性容灾考虑操作简单高性能自动化全面性备份系统的组成部分备份客户端备份服务器备份存储单元