曙光公司产品部存储基础培训

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1、曙光公司产品部存储基础培训曙光信息产业（北京）有限公司 2004.04培训内容 磁盘阵列及其相关技术 典型存储解决方案 存储管理软件简介存储已经走向存储已经走向ITIT舞台的中心舞台的中心存储正在成为IT 基础设施的的绝 对中心，而服务 器则成为外围设 施IDCIDC对全球市场研究分析的结论对全球市场研究分析的结论存储的平台存储的平台 Microsoft Window NT/2000Microsoft Window NT/2000 Novell NetwareNovell Netware SCO SCO OpenServerOpenServer/ /UnixwareUnixware SUN S

2、olarisSUN Solaris HP-UXHP-UX IBM AIXIBM AIX LinuxLinux IRIXIRIX DEC UNIXDEC UNIX AuspexAuspex NCR UNIXNCR UNIX OthersOthers存储的对象存储的对象IBM DB2IBM DB2存储行业涵盖的领域存储行业涵盖的领域vv存储架构存储架构vv存储技术存储技术vv存储设备存储设备vv网络系统网络系统vv主机平台主机平台vv用户应用、数据库系统用户应用、数据库系统vv存储需要高度的安全性存储需要高度的安全性vv存储需要广泛的兼容性存储需要广泛的兼容性vv存储需要无限的扩展性存储需要无限的

3、扩展性vv存储需要透明的管理性存储需要透明的管理性存储是更专业的系统集成存储是更专业的系统集成磁盘阵列磁盘阵列 及其相关技术及其相关技术磁盘阵列及其相关技术磁盘阵列及其相关技术vv市场状况市场状况 vv产生背景产生背景 vvRAIDRAID理论理论 vvSCSISCSI演变演变 vvFCFC的出现的出现 vv磁盘阵列技术剖析磁盘阵列技术剖析磁盘阵列控制器厂商磁盘阵列控制器厂商磁盘阵列市场磁盘阵列市场中、高端市场中、高端市场中、低端市场中、低端市场曙光曙光/ /同有同有/ /豪威豪威/ /建联建联/ /太科太科/ /DFT/AMA/3S/DFT/AMA/3S/联想联想磁盘阵列产生背景磁盘阵列产生

4、背景vv磁盘的处理速度跟不上磁盘的处理速度跟不上CPUCPU的增长速度的增长速度 vv磁盘的容量增长缓慢，跟不上存储的磁盘的容量增长缓慢，跟不上存储的 需求需求 vv硬盘数量增加，单块硬盘发生故障的硬盘数量增加，单块硬盘发生故障的 可能性越大可能性越大RAIDRAID技术技术vvRedundant Array of Inexpensive DisksRedundant Array of Inexpensive Disks vv19881988年美加州大学年美加州大学BerkeleyBerkeley分校的几人提分校的几人提 出出 vv公认的有六种级别：公认的有六种级别：RAID 0RAID 0、

5、1 1、2 2、3 3、4 4 、5 5。常用的有：常用的有：RAID 0RAID 0、1 1、3 3、5 5、0+10+1 vv作用：提供专用服务器中接入多个磁盘时作用：提供专用服务器中接入多个磁盘时 ，以磁盘阵列方式组成一个超大容量、响，以磁盘阵列方式组成一个超大容量、响 应速度快、可靠性高的存储子系统。应速度快、可靠性高的存储子系统。RAIDRAID级别定义表级别定义表RAID 0Disk StripingRAID 0Disk Striping Disk Striping:数据按系统规定的“段 ”(segment)为单位分布在所有硬盘上, 可以同步访问. 特点:高性能 低可靠 低成本 R

6、AID 1Disk MirroringRAID 1Disk Mirroring Disk Mirroring：每一个工作盘都有一个 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，然后由系统再恢复工作盘正确数 据 特点： 高可靠性 高成本 提高读数据速度 不能提高写数据速度RAID 3RAID 3Striping with parity Striping with parity on dedicated disk on dedicated disk 特点：检验盘为一个，数据以位或字特点：检验盘为一个，数据以位或字 节的方

7、式分散记录在组内相同扇区号节的方式分散记录在组内相同扇区号 的各磁盘上。的各磁盘上。 优点：支持阵列中多硬盘的同步访问优点：支持阵列中多硬盘的同步访问 缺点：每次读写要牵动整个组，易产缺点：每次读写要牵动整个组，易产 生生I/OI/O瓶颈瓶颈RAID 5RAID 5Striping with Striping with floating parity drivefloating parity drive 特点：没有固定的校验盘，奇偶校验特点：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信息均匀分布在阵列所属的所有磁盘 上上 优点：允许在同一组内并发进行多个优点：允许在同一组内并

8、发进行多个 写操作写操作磁盘阵列的接口类型磁盘阵列的接口类型vvSCSISCSI接口接口 vvFCFC技术技术SCSISCSI技术技术Small ComputerSmall Computer S System Interfaceystem Interfacevv最早是一种并行连接使用最早是一种并行连接使用SCSISCSI命令的命令的 计算机硬件接口。计算机硬件接口。 vvSCSISCSI是在单个接口上可增加多个设备是在单个接口上可增加多个设备 。如：硬盘、磁带机、。如：硬盘、磁带机、CD-ROMCD-ROM、扫扫 描仪等描仪等 vvSCSISCSI技术被广泛应用于网络服务器及技术被广泛应用于网

9、络服务器及 高档桌面系统中。高档桌面系统中。SCSISCSI接口的演变过程接口的演变过程 SCSI类型SCSIFast SCSIUltra SCSIUltra 2 SCSIUltra 3 SCSI 接口类型NNWNWWW总线带宽（ Bits）88168161616最大支持设备 个数88168161616最大传输速度 (MBytes/sec)510202 04080160S.E最大总线 长度（m）633/1.5N/AN/ADiff最大总线 长度（m）2525251212FibreFibre Channel Channel的出现的出现?什么是光纤通道（什么是光纤通道（FCFC）？）？ 存储接口技术

10、存储接口技术 结合通道技术和网络技术结合通道技术和网络技术 从物理层到应用层的一系列协议从物理层到应用层的一系列协议 提供更高的带宽，更长的连接距离和更提供更高的带宽，更长的连接距离和更 灵活的连接方式灵活的连接方式 三种互连拓扑结构三种互连拓扑结构 点到点点到点 仲裁环仲裁环 交换方式交换方式光纤通道协议映射光纤通道协议映射ATMFC - ATMIPFC链路封装 FC - LE高层协议 (ULPs) 支持现有协议 对于操作系统是透明的 不做更改+ 新的能力SCSI-3SCSI 3 命令集映射 IPI - 3 命令集映 射 (IPI-3 STD)FC-4FC - AL -2FC-3通用服务FC

11、-0FC-1FC-2 光纤物理与信号接口 ( FC- PH, FC-PH2,FC-PH3 ) 物理变换编码 / 解码结构协议FC - AL8b/10b 编码铜, 光连接光纤通道的拓扑结构光纤通道的拓扑结构 FibreFibre Channel Channel有三种拓扑结构有三种拓扑结构: : 点对点点对点( (Point-to-Point) Point-to-Point) 两个设备之两个设备之 间互连间互连 仲裁环仲裁环( (Arbitrated Loop) Arbitrated Loop) 最多支持最多支持 126126个设备互连，形成一个仲裁环个设备互连，形成一个仲裁环 交换式交换式Fab

12、ric(Switch Fabric) Fabric(Switch Fabric) 最多最多1 1 千千6 6百万个设备互连百万个设备互连点对点交换式 FabricArbitrated Loop (仲裁环)World Wide Name (WWN) World Wide Name (WWN) 定义定义 vvFabricFabric是指一个或几个可以使用目的标示来传是指一个或几个可以使用目的标示来传 输数据帧的交换机。输数据帧的交换机。FabricFabric通常可以被认作是通常可以被认作是 一个一个“ “云团云团” ”，也可以当作是一个虚拟连接。每，也可以当作是一个虚拟连接。每 一个设备的唯一标

13、示就是一个设备的唯一标示就是World Wide NameWorld Wide Name ( ( 就像一个人的身份证，终身使用并不会修改就像一个人的身份证，终身使用并不会修改) )10:00:00:60:69:00:60:02 生产厂商选择的16进制字符FC标准预留IEEE定义生产厂商定义u使用的设备: 交换机, 磁, 磁带机/库, HBA卡Node WWN:20:00:00:60:69:00:60:02 Port WWN:生产厂商选择的16进制字符u使用的设备有一个或多个端口: 交换机, 磁, 磁带机/库, HBA卡如何连接到交换机如何连接到交换机? ? v以太网口 (RJ45: 10/10

14、0M自适应) 标准以太网线 v串口 (RS232) 标准Modem线 vSFP (Small Form Factor Plug-able)端口 需要标准的SFP，有两种：铜口或光口 2G铜口SFP (推荐SW3200使用) Molex SFP HSSDC2铜口模块 Tyco AMP SFP主动型铜模块 铜缆: DB-9或HSSDC (High Speed Serial Data Connection)SAN SAN 设备设备 连线连线 接口接口/ /适配器适配器 HubHub SwitchSwitch Bridges and ExtendersBridges and Extenders 存储系

15、统存储系统Pieces of the Puzzle光纤光纤铜缆铜缆SAN SAN 设备设备-连线连线SAN SAN 设备设备-系统总线适配器系统总线适配器vPCI 到 FC 适配器 w32/64-bit, 33/66-MHz,兼容 PCI 2.1 w其它总线 - HSC, SBus w100 MB/sec FC 性能 v特点 w支持GBIC w兼容SNMP和 MIB wAL 和 Fabric 的登录支持 (与厂商有关) w铜线/光纤介质支持 (与厂商有关) w支持操作系统 (与厂商有关)GBICsGLMSAN SAN 设备设备- HubsHubs多口光纤通道 Hub 6 -16 口, 铜或光纤

16、 GBIC 网络管理软件 支持 FC-ALSAN SAN 设备设备-光纤通道光纤通道 SwitchSwitchv光纤通道Switchw8-16口（或更多）w铜缆或光纤 GBIC、SFP（千兆位接口转 换器）wFast, non-blocking, dedicated bandwidthw特殊服务 (time, name, etc.)SAN SAN 设备设备- Bridges Bridges and Extendersand ExtendersvFC-SCSI Router/Bridgew将SCSI设备映射到单个 AL-PA（Arbitrated Loop Phisical Address) 的单元w映射表