HDS - 存储技术基础培训课件

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1、存储基础知识介绍,HDS中国区产品培训,主要内容,相关基本概念 磁盘（IDE、ATA、SATA、SCSI、FC、SAS） 磁盘阵列 / 存储系统的定义 存储方案的发展 傻瓜存储JBOD Just Box of Disk 中端存储Modular/Midrange/Distributed Storage 高端存储Frame/Highend Storage/Centralized Storage 存储平台(Storage Platform) 存储系统接入方式 DAS SAN NAS 备份和归档,磁盘,磁盘的构成 介质 磁头 接口 IDE（Integrated Dive Electronics集成驱动

2、电路） ATA（AT attachment） SATA（Serial ATA）； SCSI FC SAS,SAS是朝阳技术,上图为SAS外部接口图。这种端口名叫“四路宽端口”(4WL)，未来将很快发展为Small Form Factor接口更小，密度更高； 目前SAS一路宽端口为6Gb，因此它可达到 12Gb的带宽，是目前最快的光纤通道技术的1.5倍； 而目前SAS才是第一代技术，因此SAS是最有发展前景的存储技术。,SAS磁盘与FC磁盘,在Seagate网站查到：型号为ST3146356SS的SAS磁盘，与型号为ST3146356FC的FC磁盘： 数据传输带宽均为171MB/s-110MB/

3、s； 随机读写响应时间均为3.4和3.9msec。 在Seagate网站查到： 3.5寸SAS磁盘与FC磁盘的MTBF值均为1,600,000 hours SAS磁盘与FC磁盘端口冗余性是一样的，都有第二个冗余端口。而且，在这两个SAS端口均具有独立的访问地址。,一样的性能与可靠性！,SAS与SATA孪生性的兼容性,SAS与SATA将并肩地成为未来企业市场的两大主流磁盘技术，覆盖客户不同的技术需求！,SAS拥有高品质、高性能、高扩展性； SATA拥有大容量、高性价比，低成本； 二者共享连接，兼容协议。,SAS突出的可扩展性,SAS连接模式是一个真正的交换结构整个交换结构称为一个域（Domain

4、)，每个域有若干个expander组成，每个expander相当于一个交换机（可分为扇出fanout expander和边缘 edge expander）； 每个expander可以连接128个逻辑端口，每个域可以有128个expander，因此整个域可支持128*128=16384个设备连接，其中有效设备达16128个。,SAS的总结,性能、可靠性、可扩展性和成本是衡量一项新技术的4个主要指标； SAS是满足4个指标的全才，因此可以期待在不长的时间里SAS将成为内置盘以及外部存储磁盘的主流 SAS突出的特性：高带宽、良好的兼容性、突出的扩展性、简化的连接设计（散热效率高，提高系统密度）,磁盘

5、阵列 存储系统,由多个磁盘组成的一个集合，主机会将这个集合看成是一个单独的存储单元。 通常所讲的磁盘阵列，基本上都是建立在RAID技术基础上。 RAIDRedundant Array of Inexpensive Disks 依据如何实现RAID技术，对磁盘阵列/存储系统进行细分,JBOD基础存储整合 2-节点集群 Multipath 软件,存储方案发展从前,服务器直连,优点 低成本 服务器内置存储扩展 缺点 仅支持单机 利用率低 无扩展性,优点 入门级高可用性方案 低成本 降低管理成本 2-节点集群的理想方案 缺点 无扩展性 连接的服务器数量有限,Array高级存储整合 理想的直连存储共享

6、支持冗余路径,传统中端存储：扩大化存储整合 共享存储 支持冗余路径,优点 存储整合方案 良好的性价比 低管理成本 双通路 2-节点集群 缺点 扩展性极其有限,优点 SAN存储整合 良好的性价比 极低的管理成本 多节点，多集群方案的理想选择 最多支持 数十台服务器 初步的本地保护和远程保护 缺点 无法适应大型存储虚拟化集中和容灾需要,存储方案新特征服务导向型中端存储平台,AMS2000,AMS200/500/1000,其他,服务器,应用程序,Resource Manager 管理套件 存储阵列管理,Flash Access 用于加速数据访问性能,ShadowImage、 COW(QuickSha

7、dow)、 TrueCopy 用于备份、恢复和数据移动的应用程序,Performance Monitor 性能监控,HDLM 数据路径管理 （失败切换和负载均衡）,Data Retention Utility 用于数据深层保护的应用程序,NAS头,SAN,应用优化：区分QoS/可靠/性能/集中/保护/容灾,存储方案新特征服务导向型高端存储平台,JBOD,Just Box of Disks简单硬盘集群 在一个机架上将几个硬盘驱动器堆叠一起，作为单个附加设备添加到服务器或大型主机上即构成JBOD。 JBOD上实现的RAID，均依靠服务器上的HBA（host bus adapter） 主要代表有：

8、IBM 7133 HP Storage Enclosure Sun A5000等,中端存储,有专门的存储控制器storage controller, RAID技术是在Storage Controller上实现的，不在服务器上的HBA上实现； Storage Controller负责响应服务器I/O请求，以及后端磁盘的管理，即有单独一个控制器来管理整个系统 主要代表有： HDS AMS EMC Clarrion HP EVA IBM DS4000,高端存储,高端存储有时也成企业存储、集中存储、存储平台等 系统有专门的前端控制器负责响应主机I/O请求； 系统有专门的后端控制器负责磁盘的管理RAID

9、技术就在后端控制器上实现； 前端控制器/后端控制器/高速缓存构建一个系统架构，以协调工作，实现更高的可靠性和性能 主要代表有 HDS USP EMC DMX IBM DS8000,存储平台,存储与主机连接方式,NAS,磁带库,Windows Serves,UNIX Servers,TCP/IP 网络,CIFS Data Access,NFS Data Access,HDS USP 100,TCP/IP连接,FC连接,SAN,DAS,DAS、SAN、NAS,Direct Attached Storage直连存储 Storage Area Network存储区域网 Network Attached

10、 Storage网络附接存储 NAS实际上就是一个专门优化了的文件服务器，可分为： NAS整体系统：带有磁盘空间的NAS系统 NAS Gateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一个存储（DAS或者SAN）获得磁盘空间； NAS Blade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储空间,什么是NAS,Network Attached Storage网络附接存储 NAS实际上就是一个专门优化了的文件服务器 按NAS产品的形态，可分为 NAS系统：带有磁盘空间的NAS系统 NAS Gateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以

11、外接一个存储（DAS或者SAN）获得磁盘空间； NAS Blade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储空间,SAN,SAN是由服务器中HBA卡、存储交换机以及存储系统构建而成的存储网络 SAN的主要元素 HBA卡 存储交换机 存储子系统 随着技术演化，SAN现在分为： FC SAN(FC协议) IP SAN(iSCSI协议),存储交换机,存储系统,HBA卡,HBA内部结构,提供服务器内部IO总线(PCI/SBUS) 与光纤网络的接口； HBA自身的RISC可以分担主机服务器CPU的IO管理工作； HBA有足够的缓存来存储IO的

12、Context(最大2047个)，以此来提高交叉存取的性能。否则经常要向服务器请求中断，这样就会影响系统性能，浪费许多CPU周期； 其Coalescing (聚集) 功能还可以通过并发处理节省IO的中断次数； HBA软件驱动为操作系统提供所须存储信息，对I/O进行操作，同时对正常请求进行控制,HBA,连接多个端口 (8,16,32,64,128 Ports) 支持交换Fabric和传统loop设备 传输速率自适应 全双工性能, 使用Cut-through路由算法 交换机间提供8 Gb/秒逻辑干线合并ISL 拓扑结构自动协调, 自动配置 (自恢复) 端到端性能监控 高端Switch，有些厂商也成

13、为Director，几个厂商都提供IP接口，以实现iSCSI或者FCIP,Switch,备份与归档,备份是与存储相关的，又相对独立的一个市场； 归档则是与存储密切相关的，快速成长的另一个市场： 法规遵从，数据保护 解放生产系统，陈旧数据归档 邮件归档、数据库归档、ERP归档、PACS归档等等,Home Grown Application,Discovery Module,存储领域的六个主要方向,某数据中心SAN结构图,3 x SUN 15K 16 domains,2xIBM P690,2xIBM P680,Enterprise Storage,2 X Switch,SAN管理工作站,LAN,2

14、 x SUN 10K 8 domains,NAS,PC Ssrver,48 ports,68 ports,Tape library,heterogenerous storage,7 x SW3800,广东电信业务支撑中心虚拟化前示意图,由于历史原因，广东电信业务支撑中心各系统分别建设，形成了存储孤岛,各系统之间存储容量无法共享，存储资源利用率低，管理复杂、维护成本高，无统一的容灾策略。 急需通用、灵活的平台来实现存储资源与业务目标紧密结合的面向服务的存储方法。,USP V虚拟化引擎和原有的DMX2000、CX500、9980V共同组成一个存储虚拟化异构整合平台。广东电信核心业务系统的全部数据放

15、置在被虚拟化的DMX2000等设备上运行。 该存储架构实现了存储资源共享和统一管理功能。方案设计具有较高的稳定性与长远的规划，可满足广东电信业务支撑中心今后数年的业务发展对存储系统的要求。,广东电信业务支撑中心HDS存储虚拟化解决方案,中国银联三点容灾系统架构，300TB，全国最大的多点远程容灾实施项目,上海浦东主生产中心,上海浦西同城备份中心,Data Set II,III: Config/Security DB Operation Data,Data Set IV: History DB,Data Set I: LDAP,Operation Servers,LDAP Server,Remote Operation Server,History DB Rebuild Server,LDAP Server,同城同步容灾 50KMDWDM,LDAP Server Multi-Master Sync,北京远程备份中心,His-DB Re-build,超远程异步容灾 1600KM，ATM,存储系统在IT系统的核心位置,存储系统的稳定性将影响到整个业务系统的正常运营； 存储系统的性能将影响到整个业务系统的效率； 存储系统的无缝扩展将大大增强了整个业务系统的连续性。,Hitachi Data Systems,