存储技术入门介绍

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目录
1、存储是什么 2、存储技术基础
2.1 Raid相关技术 2.2 存储架构 2.3 存储协议 2.4 存储常用技术术语
4、存储系统的产品组成
5、存储应用
5.1 存储前端应用技术介绍 5.2 存储发展趋势及相关热点 5.3 存储应用方案简析
3、存储高级技术
3.1 存储分区技术 3.2 SAN Zoning分区技术 3.3 多路径I/O技术 3.4 集中存储和分层存储 3.5 快照技术 3.6 卷复制 3.7 远程卷镜像 3.8 自动精简技术 3.9 重复数据删除
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2.1Raid相关技术
RAID相关术语——Raid、逻辑卷的形成过程
LUN1
LUN2 LUN3
逻辑卷（LV ）
分割
物理卷（RAID组）
物理磁盘 Disk1 19 Disk2 Disk3 19
2.1Raid相关技术
RAID相关术语——RAID0
2块磁盘
RAID 0
6
5
4
3
2 1
20
20
2.1Raid相关技术
A1
数据盘2
A2 数据盘3
P
数据校验盘
更换
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2.1Raid相关技术
RAID基本概念——物理卷、逻辑卷
逻辑卷
LUN1
逻辑卷
LUN2
LUN3
物理卷
物理卷
RAID10 单个物理卷上创建1个逻辑卷
RAID5 单个物理卷上创建2个逻辑卷

RAID由几个硬盘组成 ，从整体上看相当于一个物理卷 在物理卷的基础上可以按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，通过LUN（Logic Unit Number）来标识
条带化
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2.1Raid相关技术
RAID基本概念——校验
A0值 0 0 1 A1值 0 1 0 P值 0 1 1 0
1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1
奇偶校验（XOR）算法
数据A0和A1通过异或运算（相同为0，相异为1）得到校验位P
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2.1Raid相关技术
RAID基本概念——磁盘重构
A0
＝
XOR
XOR
故障 数据盘1
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2.1Raid相关技术
RAID级别
RAID 1 RAID 1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上， 也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文 件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要 系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的 硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘， 转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力。 虽然这样对数据来讲绝对安全，但是成本也会明显增加，磁盘利用率为 50%，以四块80GB容量的硬盘来讲，可利用的磁盘空间仅为160GB。另外， 出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩 余的镜像盘也出现问题，那么整个系统就会崩溃。更换新盘后原有数据会需 要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时整个系统 的性能有所下降。因此，RAID 1多用在保存关键性的重要数据的场合。 RAID 1主要是通过二次读写实现磁盘镜像，所以磁盘控制器的负载也相当大， 尤其是在需要频繁写入数据的环境中。为了避免出现性能瓶颈，使用多个磁 盘控制器就显得很有必要。
•iSCSI阵列：AS300N-M1、AS500N2-M2、AS1000N
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存储是什么
存储产品在应用中的位置和作用
主机端
网络端
存储端
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目录
1、存储是什么 2、存储技术基础
2.1 Raid相关技术 2.2 存储架构 2.3 存储协议 2.4 存储常用技术术语
4、存储系统的产品组成
5、存储应用
P0 P1 P2
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2.1Raid相关技术
RAID相关术语——RAID6
4块磁盘
RAID 6 RAID 6
6 5 4 3 2 1
P2 XOR
P0 P1 P2
GE变换+XOR
Q0 Q1 Q2
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2.1Raid相关技术
RAID相关术语——RAID0+1
4块磁盘
RAID 01
…..
2 1 ….. 2 1
按控制器数量分
•单控制器阵列：如AS300N-M1、AS500N2-M2、AS500N6
•双控制器阵列：如AS500G、AS500E、AS500H、 AS600G3、AS1000G3、AS1000G6、AS2000
•FC阵列：AS500E、AS500G、AS600G3、
按主机接口的类型分
AS1000G3、AS1000G6、AS2000
存储技术基础知识
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存储技术培训
课程设置的目标
Add Your Text •了解什么是存储
Add Your Text •认识存储给客户带来的价值
•存储的应用位置 Add Your Text
目标
•了解存储的发展趋势
Add Your Text •存储有哪些架构
•Add 存储架构需要的产品 Your Text
数据扩容方案
数据集中存储方案
双机高可用方案 双机双存储方案 数据备份方案
存储连接设备
光纤HBA卡 SAS RAID卡 SCSI卡 光纤交换机 光纤连接线缆
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其他存储软件
双机高可用 存储虚拟化 数据备份容灾 数据归档 数据迁移
数据容灾方案
存储虚拟化方案 内容管理方案 存储安全方案 数据归档方案 数据迁移方案
• 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
容量
性能
可靠性
RAID
• 计算机发展初期， 大容量硬盘价格非 常高，而需要存储 的数据量越来越大
• 信息时代，数据对 企业和个人的重要 性越来越大，数据 存储安全更需要保 障
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2.1Raid相关技术
RAID基本概念——条带化
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2.1Raid相关技术
RAID级别
RAID 50 RAID50是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个 磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个 硬盘。RAID50具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现 故障，而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故 重建速度有很大提高。优势：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜 力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像 配置情况下要长。 特性： 它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由两组RAID 5磁盘组成（每组 最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID 0， 实验跨磁盘抽取数据。RAID 50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能，并 支持更大的卷尺寸。即使两个物理磁盘发生故障（每个阵列中一个），数据 也可以顺利恢复过来。 RAID 50最少需要6个驱动器，它最适合需要高可 靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。这些应用包括事务处理和 有许多用户存取小文件的办公应用程序。
RAID级别
RAID 0+1 正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式，也称为 RAID 10。以四个磁盘组成的RAID 0+1为例，RAID 0+1是存储性能和数据 安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了 与RAID 0近似的存储性能。 由于RAID 0+1也通过数据的100%备份功能提 供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成 本高。 RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数 据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案 管理等。
RAID相关术语——RAID1
2块磁盘
RAID 1
3
2
1
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2.1Raid相关技术
RAID相关术语——RAID3
3块磁盘
RAID 3
6 5 4 3 2 1
P2 XOR
P0 P1 P2
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2.1Raid相关技术
RAID相关术语——RAID5
3块磁盘
RAID 5
6 5 4 3 2 1
P2 XOR
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2.1Raid相关技术
RAID级别
RAID 5 RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5可以为系统提供 数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。 RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息， 写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一 个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对 较低。
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存储是什么
什么是存储?
理解中的存储 真正的存储
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存储是什么
真正的存储
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存储是什么
存储的多样性
存储硬件 存储软件
存储方案
外置存储系统
磁盘柜
磁盘阵列 NAS设备 存储服务器 磁带库
存储内置软件
存储管理软件
数据镜像软件 数据复制软件 路径冗余软件 数据快照软件
存储应用方案
5.1 存储前端应用技术介绍 5.2 存储发展趋势及相关热点 5.3 存储应用方案简析
3、存储高级技术
3.1 存储分区技术 3.2 SAN Zoning分区技术 3.3 多路径I/O技术 3.4 集中存储和分层存储 3.5 快照技术 3.6 卷复制 3.7 远程卷镜像 3.8 自动精简技术 3.9 重复数据删除
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2.1Raid相关技术
RAID级别
RAID 3 RAID 3是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放在N+1个 硬盘上，实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘 上存储的数据是校验容错信息，当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障 时，从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据，这样，仅使用这N个硬 盘也可以带伤继续工作（如采集和回放素材），当更换一个新硬盘后，系统 可以重新恢复完整的校验容错信息。由于在一个硬盘阵列中，多于一个硬盘 同时出现故障率的几率很小，所以一般情况下，使用RAID3，安全性是可以 得到保障的。与RAID0相比，RAID3在读写速度方面相对较慢。使用的容错 算法和分块大小决定RAID使用的应用场合，在通常情况下，RAID3比较适合 大文件类型且安全性要求较高的应用，如视频编辑、硬盘播出机、大型数据 库等。
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2.1Raid相关技术
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 提高了硬盘的读写性能和数据安全性
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2.1Raid相关技术
Raid产生的原因
错存储的，具体形式见图。这样一来，等于每个数据块有了两个校验保 护屏障（一个分层校验，一个是总体校验），因此RAID 6的数据冗余性 能相当好。但是，由于增加了一个校验，所以写入的效率较RAID 5还差，
而且控制系统的设计也更为复杂，第二块的校验区也减少了有效存储空
间。
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2.1Raid相关技术
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2.1Raid相关技术
RAID级别
RAID 6 RAID6技术是在RAID 5基础上，为了进一步加强数据保护而设计的一种 RAID方式，实际上是一种扩展RAID 5等级。与RAID 5的不同之处于除 了每个硬盘上都有同级数据XOR校验区外，还有一个针对每个数据块的
XOR校验区。当然，当前盘数据块的校验数据不可能存在当前盘而是交
RAID0
1 3 5 7 2 4 6 8 1 3 5 7
RAID0
2 4 6 8
Disk1
25
Disk2
Disk3
Disk4
25
2.1Raid相关技术
RAID级别
RAID 0 RAID 0是最早出现的RAID模式，即Data Stripping数据分条技术。 RAID 0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可， 成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有提供冗余或错误修 复能力，但实现成本是最低的。 RAID 0最简单的实现方式就是把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能 磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建一 个大的卷集。在使用中电脑数据依次写入到各块硬盘中，它的最大优点就是 可以整倍的提高硬盘的容量。如使用了三块80GB的硬盘组建成RAID 0模式， 那么磁盘容量就会是240GB。其速度方面，和单独一块硬盘的速度完全相同。 最大的缺点在于任何一块硬盘出现故障，整个系统将会受到破坏，可靠性仅 为单独一块硬盘的1/N。
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存储是什么
外置磁盘存储系统的硬件构成
•BBU •电源
•Cache Title •风扇
•硬盘
•控制器
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存储是什么
常见的外置 磁盘存储系统
主机接口 连接类型 主机通道 IP SAS NAS FC SAN
磁盘接口 磁盘通道
DAS
SATA
SAS
FC IB
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存储是什么
常见的外置磁盘存储系统分类
•JBOD：AS300J、AS500J、FF4G16