存储基础知识-副本讲述

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1、北京亚细亚智业科技有限公司 存储基础知识培训 培训目录 1、存储的定义 2、常见存储设备 3、存储接口介绍 4、存储类型介绍 5、RAID介绍 存储的定义 ? 存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效 的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效的访问。 常见存储设备 v 磁带存储 v 磁盘存储 v 光盘存储 v 其他存储 硬盘接口技术 接 口 类 型 IDESATASCSISASFC IDE IDE（Integrated Drive Electronics )电子集成驱动器。 电源 数据线接口M/S跳线 SCSI （Small Computer System Interface)小型计

2、算机系统接口 SATA SAS FC 电源接口 数据接口 RAID技术 JBOD D0 F E D D0 C B A A,B,C,D,E,F 数据写入 JBOD （Just a Bunch of Disks） ：是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个的串联在一起， 其目的纯粹是为了增加磁盘的容量，并不提供数据安全保障。 RAID RAID（Redundant Array of Independent Disks）：独立冗余磁盘阵列，简称磁盘阵 列。RAID是按照一定的形式和方案组织起来的存储设备。它比单个存储设备在速度、稳 定性和存储能力上都有很大提高，并且具备一定的数据安全保护能力。 RAID

3、更有效的数据 组织 数据安全保护 功能 RAID的数据组织方式 D7 D4 D1 驱动器2 D6 D3 D0 驱动器1 D8 D5 D2 驱动器3 条带2(strip) 条带1(strip) 条带0(strip) 磁盘上的数据 分块 磁盘上的数据 分块 磁盘上的数据 分块 分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分块。它是组成条带的元 素。 条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是相同编号）的分块。 RAID级别的比较 S&K RAID级别RAID 1RAID 3RAID 5RAID 10RAID 0 容错性有有有有无 冗余类型镜像冗余校验冗余校验冗余

4、镜像冗余无 读性能低高高普通高 随机写性能 低低普通高 连续写性能低低低普通高 最少磁盘数 2个3个3个4个2个 可用空间50* （N-1)/N（N-1)/N50*100 应用场景 传输带宽需求大 的应用 安全性要求较高 的应用 大文件、连续数 据的应用 读/写比率较高 的应用 安全性要求高的 应用 低 HotSpare 所谓热备份是在建立RAID磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为热备磁盘，此热备磁盘在平常 并不操作，当阵列中某一磁盘发生故障时，热备磁盘便取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重构 在热备磁盘上。 热备盘分为：全局热备盘和局部热备盘 全局热备盘：针对整个磁盘阵列，对阵列中所有

5、RAID组起作用。 局部热备盘：只针对某一RAID组起作用。 因为反应快速，加上快取内存减少了磁盘的存取，所以数据重构很快即可完成，对系统的性能影响不 大。 对于要求不停机的大型数据处理中心或控制中心而言，热备份更是一项重要的功能，因为可避免晚间 或无人守护时发生磁盘故障所引起的种种不便。 重构过程 D5 D3 D1 驱动器2 D4 D2 D0 校验驱动器 D0,D1,D2,D3,D4,D5 P3 P2 P1 热备盘驱动器 D0 D2 D4 驱动器1 存储组网形态 传统存储存在的问题 CPU 硬盘 RAM Server 计算机存储系统 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

6、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 外部磁盘阵列的产生 早期外部存储系统 CPU 硬盘 RAM Server RAID功能 SCSI卡 JBOD(Just Bound Of Disk) 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 智能磁盘阵列 控制器中包含RAID功能、大容量Cache，同时使得 磁盘阵列具有多种实用的功能，配置专用管理软件进 行配置管理 CPU 硬盘 RAM Server SCSI卡

7、控制器 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 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 存储网络的产生 Server HBA卡 SCSI电缆最长支持25米 FC光纤连接距离可达10公里至 100公里 DAS 存储设备（RAID系统、磁带机和磁带库、光盘库）直接连接到服务器； 传统的、最常见的连接方式，容易理解、规划和实施； 没有独立操作系统，

8、不能提供跨平台的文件共享，各平台下数据需分别存储； 各DAS系统之间没有连接，数据只能分散管理；备份软件不能离开服务器支持；DAS的前期投资比较少； 文件服务器 存储设备 应用服务器 存储设备 数据库服务器 存储设备 数据流数据流数据流 NAS NAS本身装有独立的OS，通过网络协议可以实现完全跨平台共享，支持WinNT、Linux、Unix等系统共享同一 存储分区；NAS可以实现集中数据管理；一般集成本地备份软件，可以实现无服务器备份功能；NAS系统的前期投 入相对较高。 NAS内每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS）使用同一个文件管理系统；NAS关注应用、用户 和文件以及它

9、们共享的数据；磁盘I/O会占用业务网络带宽。 文件服务器应用服务器NAS存储设备 LAN 数据流数据流 SAN (Storage Area Network) 高可用性，高性能的专用存储网络，用于安全的连接服务器和存储设备并具备灵活性和可扩展性；SAN对于数 据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势；SAN是一种非常安全的，快速传输、存储、保护、共享和恢复数据的方 法。 SAN是独立出一个数据存储网络，网络内部的数据传输率很快，但操作系统仍停留在服务器端，用户不直接访 问SAN的网络；SAN关注磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构 ； 文件服务器 应用服务器 存储设备 LAN 数据流 SAN 存

10、储设备 存储设备 数据流 三种存储网络对比 DASNASSAN 传输类型SCSI、FCIPIP、FC、SAS 数据类型数据块文件数据块 典型应用任何文件服务器数据库应用 优点 磁盘与服务器分离，便于统 一管理 不占用应用服务器资源 广泛支持操作系统 扩展较容易 即插即用，安装简单方便 高扩展性 高可用性 数据集中，易管理 缺点 连接距离短 数据分散，共享困难 存储空间利用率不高 扩展性有限 不适合存储量大的块级应用 数据备份及恢复占用网络带宽 相比NAS成本较高 安装和升级比NAS复杂 存储知识介绍存储知识介绍 NAS与SAN的区别 存储知识介绍存储知识介绍 存储组网形态 存储知识介绍存储知识

11、介绍 数据备份技术 存储知识介绍存储知识介绍 存储知识介绍存储知识介绍 存储知识介绍存储知识介绍 存储知识介绍存储知识介绍 存储知识介绍存储知识介绍 存储知识介绍存储知识介绍 存储知识介绍存储知识介绍 CDP 持续数据保护：Continuous Data Protection，简称CDP。 CDP定义： 持续数据保护（CDP）是一种在不影响主要数据运行的前提下，可以实现持续 捕捉或跟踪目标数据所发生的任何改变，并且能够恢复到此前任意时间点的方 法。CDP系统能够提供块级、文件级和应用级的备份，以及恢复目标的无限的 任意可变的恢复点 存储知识介绍存储知识介绍 技术实现方式： CDP技术通过在操作

12、系统核心层中植入文件过滤驱动程序，来实时捕获所有文 件访问操作。对于需要CDP连续备份保护的文件，当CDP管理模块经由文件过 滤驱动拦截到其改写操作时，则预先将文件数据变化部分连同当前的系统时间 戳（System Time Stamp）一起自动备份到存储设备。从理论上说，任何一 次的文件数据变化都会被自动记录，因而称之为持续数据保护 形象比喻：传统备份软件就像是照相机，只在按快门的时候产生照片；CDP软件 则是摄像机，打开就不停工作，任何时间的图像都不会错过 存储知识介绍存储知识介绍 持续数据保护是一种连续捕获和保存数据变化，并将变化后的数据独立于初始 数据进行保存的方法，而且该方法可以实现过

13、去任意一个时间点的数据恢复。 CDP系统可能基于块、文件或应用，并且为数量无限的可变恢复点提供精细的 可恢复对象。 因此，所有的CDP解决方案都应当具备以下几个基本的特性：数据的改变受到 连续的捕获和跟踪；所有的数据改变都存储在一个与主存储地点不同的独立地 点中；恢复点目标是任意的，而且不需要在实际恢复之前事先定义。 所以，CDP可以提供更快的数据检索、更强的数据保护和更高的业务连续性能 力，而与传统的备份解决方案相比，CDP的总体成本和复杂性都要低。 存储知识介绍存储知识介绍 CDP持续数据保护技术分为真CDP（True CDP）和准CDP（Near CDP）两类 。 CDP的分类是相对于数据保护时间点而言的。准CDP技术是按照一定的时间频 率，持续的记录并备份数据变化，每次备份有一定时间窗口，需要数据恢复时 ，可以恢复到过去备份的时间点，并不能形成完全意义上的持续保护，因此称 为准CDP技术。 而真CDP技术是持续不间断的监控并备份数据变化，可以恢复到过去任意时间 点，是真正的实时备份