新版存储基础知识培训课件

《新版存储基础知识培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新版存储基础知识培训课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、存储基础知识培训,解决方案中心 贺凯 2015-4,什么是存储？ 存储网络架构 存储基本组成 Raid技术 备份容灾 软件功能,存储基础知识,什么是存储？ 存储系统是整个IT系统的基石，是IT技术赖以存在和发挥效能的基础平台。 早先的存储形式是存储设备。可以包含两个方面的含义：一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介；另一方面，它是保证数据完整安全存放的方式或行为。存储就是把这两个方面结合起来，向客户提供一套数据存放解决方案 随着服务器数量的增多，磁盘数量也在增加，且分散在不同的服务器上，查看每一个磁盘的运行状况都需要到不同的应用服务器上去查看。更换磁盘也需要拆开服务器，中断应用。于是，一种希望

2、将磁盘从服务器中脱离出来，集中到一起管理的需求出现了。不过，一个问题：如何将服务器和盘阵连接起来？ 面临这样的问题，有厂商提出了SCSI协议，通过专用的线缆将服务器的总线和存储设备连接起来，通过专门的SCSI指令来实现数据的存储。后来发展到FC协议。这样，多个服务器可以通过SCSI线缆或光纤建立与存储系统的连接。这样的方式，我们称之为直接附加存储（DAS）。,存储基本知识,存储网络的存储架构 DAS：直接附加存储 （Direct Attached Storage） SAN：存储区域网络 (Storage Area Network) NAS：网络附加存储 （Networks Attached S

3、torage）,存储基础知识,DAS-直接附加存储,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,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，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；,SAN-存储区域网络,文件服务器,应用服务器,存储设备,数据流,SAN,存储设备,存储设备,数据流,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

4、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 。,NAS-网络附加存储,文件服务器,应用服务器,NAS存储设备,LAN,数据流,数据流,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内

5、每个应用服务器通过网络共享协议，如：NFS（Linux）、CIFS（Windows）。使用同一个文件管理系统；NAS关注应用、用户和文件以及它们共享的数据；磁盘I/O会占用业务网络带宽。,SAN和NAS SAN和NAS经常被视为两种竞争技术，实际上，二者能够很好地相互补充，以提供对不同类型数据的访问。SAN针对海量、面向数据块的数据传输，而NAS则提供文件级的数据访问和共享服务。 尽管这两种技术类似，但严格意义上讲NAS其实只是一种文件服务。 NAS和SAN不仅各有应用场合，也相互结合，许多SAN部署于NAS后台，为NAS设备提供高性能海量存储空间。,存储网络的存储架构,SCSI：小型计算机系

6、统接口（Small Computer System Interface），主流SCSI-3，最高数据传输率640MBps。 FC：光纤通信，用于计算机设备之间数据传输，传输率达到4Gb/8Gb/16Gb，光纤通道用于 服务器共享存储设备的连接，存储控制器和驱动器之间的内部连接。 iSCSI（互联网小型计算机系统接口）是一种在TCP/IP上进行数据块传输的标准。 iSCSI继承了两大最传统技术：SCSI和TCP/IP协议。 对应设备有： HBA卡（FC HBA/iSCSI HBA） FC SWITCH iSCSI-FC 存储路由器 另：硬盘分为：机械盘、固态硬盘（SSD）,主要接口协议,存储基本

7、组成,存储基本组成-单控,盘位 主机接口,存储基本组成-双控,存储基本组成-机头式,存储基本组成-接口,Raid技术,RAID基本概念定义,RAID （Redundant Array of Independent Disks）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，从而达到提升存储容量、读写性能和数据安全性的目的。根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别,可靠性,未使用 RAID,一旦硬盘损坏，资料将丢失! 作业将停顿!,资料仍然存在!,使用 RAID,RAID出现原因 一,提高容量,未使用 RAID,使用 RAID,硬盘容量,单块硬盘 容量,硬

8、盘容量,= 单块硬盘容量 x N,RAID出现原因 二,一旦硬盘损坏，资料将丢失! 作业将停顿!,提升速度,速度 N x,单块硬盘的速度,Total request execution time,Software setup Access Time Data Transfer Software Completion,RAID出现原因 三,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,RAID基本概念物理卷和逻辑卷,RAID10,RAID5,RAID由几块硬盘（物理卷）组成 RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，便通过LUN（Logic Unit Numbe

9、r）来标识。一个逻辑卷对于主机来说就是一块硬盘（物理卷）,物理卷,物理卷,逻辑卷,逻辑卷,多个物理卷上创建1个逻辑卷,多个物理卷上创建2个逻辑卷,LUN2,LUN3,RAID的级别 RAID 0，条带化。高可用，高读写，无冗余 RAID 1，镜像。50%空间利用率，高安全，数据写入效率有影响 RAID 3，1块盘做校验，其余盘做数据，写效率较低 RAID 5，数据校验信息均匀分散在每个盘上，解决并发写入时的瓶颈 RAID 6，2级冗余，支持数据的恢复和校验的恢复，代价高 RAID 10 (RAID 0+1)，先镜像后条带化，50%利用率，解决读写和冗余 RAID 50，更高的容错，更快数据读取

10、速率，磁盘故障影响吞吐量，重建时间较长,Raid技术,RAID 0 条带存储(Striping),原理：又称数据分条，即把数据分成若干 相等大小的小块，并把它们写到阵列上不 同的硬盘上，这种技术又称“Stripping” （即将数据条带化），RAID0在读写时是以并行的方式对各硬盘同时进行操作。,优点 磁盘空间利用率最高 在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的,缺点 无冗余功能，如果一个磁盘损坏，则所有的数据都无法使用 不适合关键业务,应用 媒体编辑 图像编辑 需要高带宽的应用,RAID 1 镜像/双工,优点 数据安全性相对其它RAID级，是最好的 缺点 磁盘利用率只有50%，是所有RAI

11、D上磁盘利用率最低的一个级别,原理：即每个工作盘都有一个镜像盘，每次写数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读出，一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读出数据。当更换故障盘后，数据可以重构，恢复工作盘正确数据,应用 财务 金融 需要高数据可用性的应用,RAID 3 (条带分布+专用盘校验),原理：使用至少三块硬盘配置，在其中的一块硬盘上存贮专用的校验数据，当某块硬盘出现故障时，其它硬盘可以通过校验数据将有故障的硬盘的数据重新恢复出来。 特点：数据以位或字节的方式存于各盘（分散记录在组内相同扇区的各个硬盘上）,优点 高可用性 磁盘利用率较高(N-1) 并行I/O传输，顺序读性能较高

12、 缺点 校验盘成为性能瓶颈 每次读写牵动整个组，每次只能完成一次I/O,应用 流媒体服务器 图像编辑 视频编辑,RAID 5 (条带技术+分布式校验),原理：RAID5 将所有校验的数据分别存贮在所有的硬盘上,每一个硬盘的不同地方既存贮数据，也存贮校验数据。当某块硬盘出现故障时，其它硬盘可以通过校验数据将故障的硬盘的数据重新恢复出来。,优点 高可用性 磁盘利用率较高(N-1),没有固定的校验盘，奇偶校验信息均匀分布在阵列所属的所有磁盘中 随机读写性能高允许在同一组内并发进行多个写操作 缺点 异或较验影响存储性能,应用 文件及应用服务器 数据库服务器 Web, E-mail 局域网服务器,RAI

13、D6（Double parity drive）高级数据保护,特点：较高的数据冗余性能；超强的数据保护能力，可以应付多颗盘同时出错； 优点：允许在同一组内并发进行多个写操作 缺点：计算校验地址占用较多的处理时间； 较低的写入速率。,RAID性能比较,在线、近线、离线,在线存储是指存储设备和所存储的数据时刻保持“在线”状态，可供用户随意读取，满足计算平台对数据访问的速度要求。在线存储设备一般为磁盘和磁盘阵列等存储设备，价格相对昂贵，但性能较好。离线存储是对在线存储数据的备份，以防范可能发生的数据灾难。离线存储的数据不常被调用，一般也远离系统应用，所以人们用“离线”来生动地描述这种存储方式。近线存储

14、(NearStore)，主要定位于客户在线存储和离线存储之间的应用。就是指将那些并不是经常用到，或者说数据的访问量并不大的数据存放在性能较低的存储设备上。但同时对这些的设备要求是寻址迅速、传输率高。 （例如客户一些长期保存的不常用的文件的归档）。,数据备份手段 一,硬件级备份 硬件级的备份是指用冗余的硬件来保证系统的连续运行。比如磁盘镜像，双机容错等方式。如果主硬件损坏，后备硬件马上能够接替其工作，这种方式可以有效地防止硬件故障，但无法防止数据的逻辑损坏 当逻辑损坏发生时，硬件备份只会将错误复制一遍，无法真正保护数据。硬件备份的作用实际上是保证系统在出现故障时能够连续运行，更应称为硬件容错,数

15、据备份手段 二,软件级备份 软件级的备份是指通过备份软件将数据保存到其他介质上，当出现错误时可以将系统恢复到备份时的状态。由于这种备份是由软件来完成的，所以称为软件备份。 用这种方法备份和恢复都要花费一定时间。但这种方法可以完全防止逻辑损坏，因为备份介质和计算机系统是分开的，错误不会复写到介质上。这就意味着，只要保存足够长时间的历史数据，就能够恢复正确的数据。,数据备份手段 三,人工手动备份 人工级的备份最为原始，也最简单的备份。但如果要用手工方式从头恢复所有数据，耗费的时间恐怕会令人难以忍受。,数据备份目的：重新利用，备份工作的核心是恢复 恢复（Recovery） 重新创建整个应用或计算环境

16、过去的操作状态 在应用或计算环境被破坏或其他原因导致的不能使用后，需要进行恢复 恢复模式：完全恢复，小颗粒恢复,数据恢复？,File Server,Database Server,Backup Servers,Tape Library,Tapes,RTO (恢复时间目标) 在业务中断后的某一个时间点，业务的进程或应用服务必须恢复，确保业务正常进行（你能接受多长的宕机时间） RPO (恢复点目标) 在已确定的RTO内，应用数据或文件系统信息必须恢复到某一个时间顺序点 (你能接受丢失多少数据）,什么是RTO/RPO？,数据保护时间轴,Failure 出错时刻,12 hrs,12 hrs,12 hrs,12 hrs,12 hrs,12 hrs,什么是虚拟磁带库/VTL用于备份,虚拟磁带库Virtual Tape Library是通过存储虚拟化技术将现有的磁盘存储系统虚拟成传