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1、万全专家认证培训万全专家认证培训服务器业务服务器业务LSSALSSA联想存储技术联想存储技术1万全专家认证教材万全专家认证教材 2007存储基础知识内内 容容1 1 12 2 23 3 3存储部件基础知识SAN的应用实例万全专家认证教材万全专家认证教材 2007存储基础知识31 1 1万全专家认证教材万全专家认证教材 2007第一章第一章存储基础知识存储基础知识1.11.1存储的基本概念存储的基本概念1.21.2存储网络的基本架构存储网络的基本架构1.3 1.3 存储分类存储分类万全专家认证教材万全专家认证教材 20071.11.1 存储的基本概念存储的基本概念存储的产生存储的产生存储独立于主
2、机的原因存储独立于主机的原因万全专家认证教材万全专家认证教材 2007存储的产生存储的产生u场景：场景：r最近海外银行的系统管理员Tony Alameda特别郁闷，随着银行业务的顺利开展，业务量节节攀升。现在每到每天晚间8点，系统结帐和进行数据备份的时候，服务器就缓慢得几乎无法使用，各客户端使用者也是怨声载道。Tony对此表示毫无办法，因为结帐和备份这两个操作都需要消耗大量的CPU计算资源，对于其他应用的消耗已经无力承载了。r除非让CPU专心处理它的应用，而让数据的I/O操作等不再消耗CPU的计算能力。1.1 存储的基本概念万全专家认证教材万全专家认证教材 2007u任何应用的核心都是数据，存
3、储性能是关键；任何应用的核心都是数据，存储性能是关键；u存储对于处理器的要求与普通应用不同，性能调优存储对于处理器的要求与普通应用不同，性能调优时无法兼顾；时无法兼顾；u现有主机平台无法为数据提供足够的安全保证；现有主机平台无法为数据提供足够的安全保证；u数据在不断增长，并开始转向外置存储系统，对于数据在不断增长，并开始转向外置存储系统，对于数据在线使用需求日益增长，同时要缩短备份的时数据在线使用需求日益增长，同时要缩短备份的时间并保留多个备份版本间并保留多个备份版本这么多数据，我该怎么办？存储独立于服务器主机的原因1.1 存储的基本概念万全专家认证教材万全专家认证教材 2007 u存储是一个
4、独立的系统存储是一个独立的系统u是计算机技术发展的结果是计算机技术发展的结果u用于存放数据信息的设备或者系统用于存放数据信息的设备或者系统u等同于计算机系统中的外部存储等同于计算机系统中的外部存储数据独立，存储称王数据独立，存储称王1.1 存储的基本概念万全专家认证教材万全专家认证教材 20071.21.2 存储网络的基本架构存储网络的基本架构DAS - DAS架构 - DAS的应用环境SAN - SAN架构 - SAN的应用环境 - SAN的优势NAS - NAS架构 - NAS的应用环境 - NAS的优势 - NAS与SAN的区别 - NAS与SAN的对比万全专家认证教材万全专家认证教材
5、2007uDASDAS ( Direct Attached Storage) ( Direct Attached Storage)直接挂接存储直接挂接存储uSANSAN ( Storage Area Network ) ( Storage Area Network )存储区域网络存储区域网络uNAS NAS ( Network Attached Storage )( Network Attached Storage )网络挂接存储网络挂接存储1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007DASDASu DASDASDirect Attached StoragDirect
6、Attached Storage er存储设备(通常为磁盘或磁带)通过电缆直接与计算机相连；r系统存取访问I/O请求(又称为协议或命令)直接在计算机和存储设备间进行.r它完全以服务器为中心，寄生在相应服务器或客户端上，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统。存储系统架构DAS优势u速度快u系统造价低 1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007DASDAS架构应用环境架构应用环境u 服务器在地理分布上很分散(连锁商店或机场便是一个典型的例子)；u 存储系统必须被直接连接到应用服务器上时；u 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用，它们需要直接连接到存储器上。1.2
7、 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007SANSANuSANSAN Storage Area NetworkStorage Area Networkr是一种交换式存储路径网络,是一种基于光纤网的特殊的后台数据存取网络r主要目的用于在计算机和存储设备之间相对独立的，依赖于网络交换的传输数据r通过使用被称为光纤路径技术（FCP）的串行SCSI I/O协议来传输I/O流量r提供了一个性能稳定的数据高速存取平台u SAN按结构分类：vFC-SAN架构：最早、最成熟可靠、性能最好的架构vIP-SAN架构：新兴的、廉价的、扩展容易的、不追求性能的架构1.2 存储网络的基本架构万全专家
8、认证教材万全专家认证教材 2007SANSAN架构应用环境架构应用环境u对于系统扩展性有较高要求时；u文件的共享并不十分重要，而更强调存储的可靠性时； u系统中包括许多数据库应用、群件应用和邮件服务时。 1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007FC-FC-SANSAN的优势的优势u 光纤通道的优点光纤通道的优点r为一个新的多用途网络多用途网络信息基础结构, 用于连接开放系统存储, 网络, 视频应用和服务器集群应用.r高速高速: 现在可以提供4Gbit(400MB)/秒的数据传输速率, 全双工专有连接,未来可升级至10Gbit/秒r串行的串行的, ,无阻塞无阻塞(no
9、n-blocking)数据传输r最大10公里连接距离(通过扩展器可连接上千公里上千公里,适于灾难恢复应用)r多平台多平台系统支持(包括 AIX, NT, Solaris, HP/UX, UNIX, LINUX, Novell,等)r支持传统传统环境和应用u SANSAN的优势的优势 - - 任意两点之间的连接和通讯任意两点之间的连接和通讯 - - 所有的系统主机共享存储资源所有的系统主机共享存储资源 - - 存储数据的传输与应用分开存储数据的传输与应用分开 - - 独立可伸缩的存储资源独立可伸缩的存储资源 - - 存储资源的集中化管理存储资源的集中化管理 - - 数据高可用性数据高可用性 -
10、- 数据访问容错能力数据访问容错能力1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007现有的现有的IPIP网络网络u当信息转换成关键数据时，当信息转换成关键数据时，网络必须进一步扩展来满足网络必须进一步扩展来满足这一新的需要这一新的需要: :r爆炸性的数据增长r动态高速的数据迁移r安全的数据存放和读取u基于基于TCP/IPTCP/IP技术的网络能实现这一技术的网络能实现这一切，然而切，然而: :r数据复制一只能以异步方式进行r必须消耗大量的主机 CPU 资源r导致应用软件信息传输的中断和阻塞久而久之，企业用户期待更好的解决方案数据传输网络技术网络技术优点优点劣势劣势连接能力，
11、超强路由低速及高负载管理能力强烈的软件需求远距离错误检测能力1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007FC-SAN VS. IP-SANFC-SAN VS. IP-SANu同样大小的数据，采用光纤协议传输可以更快的完成。同样大小的数据，采用光纤协议传输可以更快的完成。光纤协议每次传输的数据包可光纤协议每次传输的数据包可以比以太网协议每次传输的数据包大许多。以比以太网协议每次传输的数据包大许多。u光纤网络不会出现网络阻塞。光纤网络不会出现网络阻塞。以太网协议采用以太网协议采用CSMA/CDCSMA/CD机制来控制网络阻塞，但由于重机制来控制网络阻塞，但由于重发机制所限，
12、可能出现网络越繁忙系统越阻塞的恶性循环。发机制所限，可能出现网络越繁忙系统越阻塞的恶性循环。u光纤网络在实际传输中是远远高于以太网。光纤网络在实际传输中是远远高于以太网。实际应用表明，在相同理论带宽的前提下，实际应用表明，在相同理论带宽的前提下，光纤的实际带宽能达到理论值的光纤的实际带宽能达到理论值的70%-80%70%-80%，而以太网仅为，而以太网仅为20%20%左右。而且目前光纤网络左右。而且目前光纤网络的理论带宽已经达到了以太网理论带宽的的理论带宽已经达到了以太网理论带宽的4 4倍。倍。1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007NASNASuNASNASNet
13、work Attached StorageNetwork Attached Storager 一种直连到网络（LAN or WAN）里的特殊用途的存储设备r突出的文件服务性能r向异构客户端平台提供高可用的数据共享r存储系统本身具备文件系统以及文件系统管理功能，类似文件共享服务器1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007NASNAS架构应用环境架构应用环境u数据被预先作为文件发送到了所连接的计算机系统上； u数据需要被共享，特别是在不同的操作系统之间进行共享； u系统中包括Web、文件服务和某些邮件服务器在内的应用。 1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认
14、证教材 2007NASNAS的优势的优势u直接与直接与LANs,WANsLANs,WANs相连相连u突出的文件服务性能突出的文件服务性能u对所有客户端的数据高可用性对所有客户端的数据高可用性u异构平台文件共享异构平台文件共享u与已经存在的系统和网络无缝集成与已经存在的系统和网络无缝集成u简单的存储管理简单的存储管理u数据的共享存储控制由文件系统解决数据的共享存储控制由文件系统解决1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007NASNAS VS VS SANSAN的区别的区别u最本质的不同就是文件管理系统在不同的位置，并采用不同的连接协议最本质的不同就是文件管理系统在不同的
15、位置，并采用不同的连接协议uSANSAN结构中，文件管理系统（结构中，文件管理系统（FSFS）分别在每一个应用服务器上；）分别在每一个应用服务器上；u而而NASNAS则是每个应用服务器通过网络共享协议使用同一个文件管理系统则是每个应用服务器通过网络共享协议使用同一个文件管理系统 1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007NASNAS VS VS SANSAN的对比的对比uNAS NAS 基于基于LANLAN存储设备存储设备r文件管理r易于安装r进入成本低r在多平台之间提供资源共享uSAN SAN 一种专用存储网络一种专用存储网络更高的连通性和带宽更好的扩展性最优化的存
16、储协议异构平台的数据共享1.2 存储网络的基本架构万全专家认证教材万全专家认证教材 2007按照主机接口传输方式按照主机接口传输方式uSCSISCSI存储存储/SAS/SAS存储存储r主机接口是SCSI/SAS，采用SCSI/SAS协议传输；rSCSI/SAS系列磁盘阵列主要适用于中小型企业；r仅能用于DAS连接方式。u光纤存储光纤存储( (光纤：光纤：Fiber ChannelFiber Channel，FC)FC)r磁盘阵列主机接口是FC(2Gb/s or 4Gb/s)，采用FCP协议传输；r广泛应用于SAN、NAS连接方式中r包括全光纤、半光纤两类半光纤即内部仅使用SATA或者IDE和S
17、CSI硬盘全光纤即内部使用FC硬盘uIPIP存储存储(or (or iSCSIiSCSI存储存储) )r磁盘阵列主机接口是网口(RJ45接口)的存储阵列；r数据在阵列与服务器主机间传输时走的是TCP/IP协议；1.3 存储分类万全专家认证教材万全专家认证教材 2007存储部件基础知识242 2 2万全专家认证教材万全专家认证教材 2007第二章第二章存储部件基础知识存储部件基础知识2.1 2.1 如何组建如何组建FC-SANFC-SAN网络网络2.2 2.2 磁盘阵列柜磁盘阵列柜2.3 2.3 光纤交换机光纤交换机2.4 2.4 其它组成部件其它组成部件万全专家认证教材万全专家认证教材 200
18、7搭建搭建FC-SANFC-SAN案例分析案例分析u系统要求：系统要求：r第二代居民身份证制证管理信息系统将于近期投入使用。按照系统必须具备高性能、高可用性的原则，必须建立生产中心与远程容灾中心。生产系统由两台四路服务器，配合共享存储磁盘阵列构成。远程灾备中心由2台4-way服务器配合磁盘阵列构成，要求所有系统必须形成全冗余光纤路径结构。同时，生产系统还需要具备一个专门用于LAN-FREE备份的服务器和磁盘阵列。r请从右表中选出合适的设备并配以恰当的数量来完成本FC-SAN系统的搭建，给出系统拓扑图以说明连接方式。联想万全联想万全R630 G7R630 G7服务器服务器联想万全联想万全R350
19、 G6R350 G6服务器服务器联想联想- -日立日立 AMS200AMS200磁盘阵列磁盘阵列联想万全联想万全SAS 212SAS 212磁盘阵列磁盘阵列Brocade 200EBrocade 200E存储光纤交换机存储光纤交换机2Gb/4Gb 2Gb/4Gb 自适应自适应FCFC接口接口SFPSFP联想联想LC-LCLC-LC接口多模短波光纤线缆接口多模短波光纤线缆单模长波光纤线缆单模长波光纤线缆4Gb HBA4Gb HBA卡卡( (多模短波接口多模短波接口) )4Gb HBA4Gb HBA卡卡( (单模长波接口单模长波接口) )2.1 如何组建FC-SAN网络万全专家认证教材万全专家认证
20、教材 2007系统拓扑结构系统拓扑结构2.1 如何组建FC-SAN网络万全专家认证教材万全专家认证教材 2007u请填写完成该配件列表（请填写完成该配件列表（exerciseexercise）2.1 如何组建FC-SAN网络万全专家认证教材万全专家认证教材 200741u请填写完成该配件列表（请填写完成该配件列表（answeranswer）2.1 如何组建FC-SAN网络万全专家认证教材万全专家认证教材 2007磁盘阵列的概念磁盘阵列的概念磁盘阵列是一种把若干磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵磁盘阵列是一种把若干磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统
21、。列由阵列控制器管理的系统。 u 磁盘阵列的优点：磁盘阵列的优点：r提高了存储容量r磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；r更高的数据完整性和数据可用性、安全性 SF6402.2 磁盘阵列柜万全专家认证教材万全专家认证教材 2007磁盘阵列柜磁盘阵列柜阵列柜结构阵列柜结构全冗余电源提供了更高的可靠性 动态控制风扇转速内部集成转发器确保光纤信号的质量内部集成全双工光纤RAID控制器BBU 用于断电情况保障缓存数据大量热插拔和在线可替换的磁盘2.2 磁盘阵列柜万全专家认证教材万全专家认证教材 2007阵列柜阵列柜RAIDRAID控制器控制器uRAIDRAID控制器为存储设备的大脑，通过它便可进行
22、数据控制器为存储设备的大脑，通过它便可进行数据的整合和分级管理的整合和分级管理 uRAIDRAID控制器功能简介控制器功能简介r传输速率：2Gbps （4Gbps） r多个FC主机通道和磁盘通道r支持Cluster和透明的Failover/Failback*r控制器提供数据缓存，支持ECC内存r内部采用硬件XOR异或r支持多种RAID级别，如0,1,3,5,0+1,10,30,50r每个LUN可有不同RAID级别2.2 磁盘阵列柜万全专家认证教材万全专家认证教材 2007硬盘硬盘目前应用于存储设备的硬盘有以下三类目前应用于存储设备的硬盘有以下三类SCSISCSI硬盘硬盘/SAS/SAS硬盘：硬
23、盘：硬盘容量：73GB、146GB、300GB适用于直联存储设备FCFC硬盘：硬盘：硬盘容量：73GB、146GB、300GB适用于可用性、扩展性较高环境SATASATA硬盘：硬盘：硬盘容量：250GB、400GB、500GB、750GB适用于对性能要求不很高的环境，如磁盘备份等2.2 磁盘阵列柜万全专家认证教材万全专家认证教材 2007uBrocade 210EBrocade 210E存储光纤交存储光纤交换机换机r可从单交换机Fabric扩展到全Fabric网络构架，端口数量可按需从8个扩展到12或16个(E、F和FL端口)（4个端口为一个扩展单元，通过按需增加端口许可证模式扩展）r可自动配
24、置1、2和4 Gbit/sec，向后与现有Brocade SAN光纤网络兼容，保护投资r无SFP，可选配多模短波SFP(最大传输距离500m)，或者可选配单模长波SFP(最大传输距离10km)2.3 光纤交换机万全专家认证教材万全专家认证教材 2007目前在存储网络架构中常用的线缆有铜缆和光纤线缆两种目前在存储网络架构中常用的线缆有铜缆和光纤线缆两种u铜缆- 便宜- 无需激光发射设备- 适用于短距离设备级联 u光纤线缆 - 频带极宽 - 抗干扰性强 - 传输速度快 - 保密性强 - 传输距离长光纤线缆分为单模和多模两类2.4 其他组成部件万全专家认证教材万全专家认证教材 2007光纤线缆种类光
25、纤线缆种类u多模：Multi-mode Fiberr纤芯直径为50或62.5mr主要用于短距离的系统中（低于 2km），如房屋通信系统、个人专用数据网络等u单模：Single-mode Fiberr纤芯直径为9mr长距离和高带宽方面的应用125 um cladding125 um cladding50 um core62.5 um core125 um cladding9 um core50/125 500 meters62.5/125 240 meters9/125 10 kilometers2.4 其他组成部件万全专家认证教材万全专家认证教材 2007SFPSFPuSFP Small fo
26、rm factor pluggableSFP Small form factor pluggable（光纤接口模块）（光纤接口模块）u在在使用光纤介质的光信号和电信号之间进行转换使用光纤介质的光信号和电信号之间进行转换u包含一个发射信号的激光设备包含一个发射信号的激光设备uSFPSFP模块被安装在以下设备上：模块被安装在以下设备上： r主机适配卡（HBA）标配r光纤通道RAID控制器r光纤通道集线器（HUB）r光纤通道交换机（Switch）选配u两条通道两条通道 真正的全双工传输设备真正的全双工传输设备2.4 其他组成部件万全专家认证教材万全专家认证教材 2007SFPSFP2.4 其他组成部
27、件万全专家认证教材万全专家认证教材 2007光纤通道卡光纤通道卡（HBAHBA）u安装在服务器上，连接光纤网络的安装在服务器上，连接光纤网络的PCIPCI设备设备u速度：速度：2Gb/s2Gb/s、4Gb/s4Gb/su接口：接口：PCI-XPCI-X、PCI-EPCI-Eu常见品牌：常见品牌：rQlogic、Emulex等Emulex HBA卡2.4 其他组成部件万全专家认证教材万全专家认证教材 2007SAN的应用实例403 3 3万全专家认证教材万全专家认证教材 2007第三章第三章SANSAN的应用实例的应用实例3.1 3.1 多台服务器共享存储设备多台服务器共享存储设备3.2 LAN
28、 Free3.2 LAN Free数据备份应用数据备份应用3.3 3.3 远程异地容灾远程异地容灾万全专家认证教材万全专家认证教材 2007客户机LAN(局域网)广域网存储区域网（第二网）Fabric = 第二网“Fabric”是一个由智能光纤通道交换机构成并具有良好系统设计的高智能网络, 这一数据网络可以提供企业级的性能, 扩展能力, 可管理能力, 可靠性和可用能力服务器存储子系统第一网3.1 多台服务器共享存储设备万全专家认证教材万全专家认证教材 20073.2 LAN Free数据备份应用万全专家认证教材万全专家认证教材 2007缓冲池0 (Class F)1 (Link Control)2 (class 2/3 data)34567ISLISL虚拟通道缓冲池在每个 ISL内部ISL 内部干线合并基于应用的远程异地容灾应用3.1 远程异地容灾万全专家认证教材万全专家认证教材 2007Q&AQ&A
