存储管理

SCSI接口磁盘阵列 SCSI接口磁盘阵列
SCSI适配器的分类： 适配器的分类： 适配器的分类
1。按SCSI接口的大小划分： 。 接口的大小划分： 接口的大小划分
• NARROW SCSI 窄口SCSI，50针，可串接 个SCSI设备。 设备。 窄口 ， 针 可串接7个 设备 • WIDE SCSI： ： 宽口SCSI，68针，可串接 个SCSI设备。 宽口 ， 针 可串接15个 设备
SCSI接口磁盘阵列是指主机接口为SCSI的磁盘阵列。 SCSI磁盘阵列内部磁盘通道可以采用SCSI或SATA等接口 SCSI阵列全貌：
SCSI接口磁盘阵列 SCSI接口磁盘阵列
1. SCSI（Small Computer Systems Interface）是一 （ ） 种工业标准的总线接口， 种工业标准的总线接口 ， 是计算机和磁盘阵列的主 要接口之一。 要接口之一。 2。 SCSI适配器用于把磁盘 ， 磁带和 。 适配器用于把磁盘， 适配器用于把磁盘 磁带和CD-ROM驱动 驱动 器连接到系统。 器连接到系统。 3。目前使用的SCSI适配器有不同的标准，因此我们 。目前使用的 适配器有不同的标准， 适配器有不同的标准 要配置合适的适配器
RAID 技术概述
￭ Raid 方式 软Raid和硬Raid ￭ RAID级别 Raid 0 Raid 1 Raid －1＋0 Raid－ 0＋1 Raid 3 Raid 5
JBOD Just a Bunch of Drives • RAID BOX (带控制器的磁盘柜） • JBOD （磁盘柜）
NAS技术的限制 NAS技术的限制
磁盘数据传输效率低,随业务量增长呈急剧下降. 磁盘数据传输效率低,随业务量增长呈急剧下降. 由于碰撞监听机制的制约, 由于碰撞监听机制的制约,平均数据传输速率 .IP的数据帧耗费大量资源 的数据帧耗费大量资源. 低.IP的数据帧耗费大量资源. 扩展时, 扩展时,系统性能下降较多 数据系统或服务器系统扩展时需不断增加NAS NAS子 数据系统或服务器系统扩展时需不断增加 NAS 子 系统, 系统,扩展能力弱 市场发展呈下降趋势 高速备份系统不易实现 高可用性问题
典型的SAN结构
NAS存储系统 NAS存储系统
NAS存储系统 NAS存储系统
NAS技术 NAS技术
NAS是Network Attached Storage的简称。
NAS是网络技术在存储领域的延伸和发展，数据以文件的形式按 照网络协议在客户机与存储设备之间流动，它可以利用NFS实现 异构平台的客户机对数据的共享，集成在存储设备内的专用文件 服务器提高了文件传输的I/O速度。在NAS存储结构中，存储系统 不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机，而直接通过网络接 口与网络直接相连，由用户通过网络访问。 NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备，其作用类似于一个 专用的文件服务器。与传统以服务器为中心的存储系统相比，数 据不再通过服务器内存转发，直接在客户机和存储设备间传送。 NAS设备是直接连接到以太网的存储器，并以标准网络文件系统 如NFS、SMB/CIFS over TCP/IP接口向客户端提供文件服务。 NAS设备向客户端提供文件级的服务。但内部依然是以数据块的 层面与它的存储设备通讯。文件系统是在这个NAS 存储器里。
磁盘阵列的术语
备用驱动器 （Spare Drives） ） ——全局备用驱动器 全局备用驱动器
磁盘阵列的高速缓存写策略
对于磁盘阵列高速缓存写策略分为： 对于磁盘阵列高速缓存写策略分为： • write－thru（直写） write－thru（直写） • write－back （回写） write－ 回写）
使用RAID 使用RAID磁盘阵列的优点 RAID磁盘阵列的优点
可以将许多磁盘用一个逻辑盘来表示 可以将数据分割成许多条带（ 可以将数据分割成许多条带（strips）存储在多个盘上，这样并 ）存储在多个盘上， 行读写这些盘上的数据提高了磁盘的访问速度。 行读写这些盘上的数据提高了磁盘的访问速度。 技术中使用冗余技术， 保证了数据的安全可靠性， Raid 技术中使用冗余技术 ， 保证了数据的安全可靠性 ， 减少 了大量的手工维护。 了大量的手工维护。
带控制器的RAID BOX的扩展 带控制器的RAID BOX的扩展
独立的RAID控制器扩展 独立的RAID控制器扩展 RAID
存储网络
DAS (直接连接存储) NAS (网络连接存储) SAN (存储局域网) ISCSI （IP SAN） 第四代存储 ： 虚拟存储
Hale Waihona Puke Baidu
典型的DAS结构
典型的NAS结构
快速增长的全球存储市场
RAID磁盘阵列的基本概念 RAID磁盘阵列的基本概念
RAID
- Redundant Array of Inexpensive Disks
- “廉价磁盘冗余阵列”。磁盘阵列是由许多硬盘按一 定的规则组成的一个快速、高可靠、超大容量以及 超强I/O吞吐能力的智能存储系统。它在阵列控制器 的管理和控制下，实现快速、并行或交叉存取，并 有较强的容错能力。从主机的观点看，磁盘阵列虽 然是由几个甚至是上百个盘组成，但仍可以认为是 一个单一的磁盘。
各类SCSI版本带宽速率比较 各类SCSI版本带宽速率比较 SCSI
故障盘阵的数据在线重建
自动重建
当逻辑盘中的一个 硬盘出现故障时， 如果有备用盘存在， 控制器将自动进行 重建。 重建。
光纤阵列的级联
对于数据量庞大的系统， 对于数据量庞大的系统，一个磁盘柜远远不能满足实际 存储空间的需要。需对磁盘柜进行级联扩展。 存储空间的需要。需对磁盘柜进行级联扩展。 扩展有两种结构： 扩展有两种结构： 1。带控制器的 。带控制器的RAID BOX进行级联扩展 进行级联扩展 2。独立的RAID控制器 。独立的 控制器
Write Through方式
through方式 方式： Write through方式：
当主机将一个待写入阵列RAID组中的数据发送到阵列时 当主机将一个待写入阵列 RAID组中的数据发送到阵列时， RAID 组中的数据发送到阵列时， 阵列控制器将该数据直接写入到硬盘上并立即报告主机该数 据的写入工作已完成。 据的写入工作已完成。 盘阵工作在写策略为through时 ， 缓存大小对RAID 的性能 盘阵工作在写策略为 through时 缓存大小对RAID的性能 through RAID 影响很小，只有当写策略改为back back时 影响很小，只有当写策略改为back时，缓存的作用才会发挥 出来。 出来。
China Unix User Group
存储网络
培训提纲
培 训 顺 序
存储技术概述 盘阵阵列 存储架构 应用案例介绍
•磁盘阵列安全存储技术
数据是企业最重要的资产 1.相对于价格昂贵的计算机系统、网络设备和应用软件，实际 1. 上更至关重要的是用户的数据. 2.确保对数据的有限利用已成为所有工作正常运行的先决条件 之一 3.如何有限管理存储在IT战略中扮演越来越重要的角色。
RAID 0
Disk Stripping without parity
RAID 1 Disk Mirroring
RAID 0+1 Disk Striping with Mirroring
RAID 3 磁盘条带化并具有专用校验盘
RAID 5 磁盘条带化并具有分布式校验
各RAID级性能比较 级性能比较
SAN光纤网络 SAN光纤网络
SAN——Storage Area Network 存储局域网络
SAN是专门连接存储外围设备和服务器的高速光纤存储网络。SAN独立于应用服务 器网络系统之外，采用高速的光纤通道作为传输媒介，以SCSI-3协议作为存储访问协 议，将存储系统网络化，实现高速共享存储。它代表了存储技术现在和未来的发展趋 势。 SAN技术面向大容量数据多服务器的高速处理，包括高速访问，安全存储，数据共 享，数据备份，数据迁移，容灾恢复等各个层面，对图书馆的数据、电子资源的存储、 利用有着重要的实用价值。SAN结构的网络存储系统可以整合图书馆以前购买的SCSI 存储设备和服务器，只要在PCI插槽上插上两块光纤适配卡（或者桥接器），用光纤 连接到SAN的光纤交换机上，就可以非常方便地连入SAN。这为多数图书馆在购置 SAN之前，以前设备何去何从，省去很多担心，节约了成本，提高了设备利用率。 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，用户不是在直接访问SAN的网络，因此这就造成SAN在异构环境下不能 实现文件共享。另外，虽然目前市场主要的SAN解决方案提供商有Compaq、SUN、 IBM、EMC等若干家，但尚无SAN接口技术的国际标准。
SCSI磁盘阵列的内部结构 SCSI磁盘阵列的内部结构
冗余控制器 阵列结构
冗余控制器工作原理
SCSI磁盘阵列特性 SCSI磁盘阵列特性
一个或两个智能控制器; 控制器使用高性能的CPU； • 一个或两个智能控制器 控制器使用高性能的 ； 一个或多个SCSI主机通道； 主机通道； • 一个或多个 主机通道 支持多种SCSI接口方式 接口方式; • 支持多种 接口方式 有较大的高速缓存； • 有较大的高速缓存； 操作界面可以是LCD和RS232终端； 终端； • 操作界面可以是 和 终端 • 配置以太网口，便于远程维护。在远程维护时可以通过 telnet到阵列进行维护 到阵列进行维护 电源，风扇，通道，控制器和磁盘全冗余设计； • 电源，风扇，通道，控制器和磁盘全冗余设计； 电源电压，温度，硬盘故障等多种性能检测； • 电源电压，温度，硬盘故障等多种性能检测； 故障后自动重建； • 故障后自动重建； 采用多种容量的硬盘，最大配置容量可达数个TB。 • 采用多种容量的硬盘，最大配置容量可达数个 。
网络连接存储-NAS
网络连接存储
•服务器 服务器 •网络接口 网络接口 •支持TCP/IP、NFS、 支持TCP/IP 支持TCP/IP、NFS、 CIFS协议 CIFS协议
NAS技术的特点 NAS技术的特点
存储设备通过文件服务器与主机连接 采用IP协议(CIFS+NFS) 支持异构主机主机平台 文件系统共享 千兆以太网实际数据传输速率为40MB/s 在线增加服务器
RAID 10
RAID 30
RAID 50
磁盘阵列的术语
物理驱动器 （Physical Drives） ） 逻辑驱动器 （Logical Drives） ）
磁盘阵列的术语
逻辑卷 （Logical Volume） ）
磁盘阵列的术语
备用驱动器 （Spare Drives） ） ——本地备用驱动器 本地备用驱动器
磁盘阵列的分类
一 主机通道方式划分 1。SCSI接口磁盘阵列 。 接口磁盘阵列 通过SCSI通道同主机进行连接 通过 通道同主机进行连接 2。光纤接口磁盘阵列 。 通过光纤线连接到计算机的光纤卡上 二 机箱的样式划分 1。塔式磁盘阵列 。 2。卧式磁盘阵列 。
SCSI接口磁盘阵列 SCSI接口磁盘阵列
。
Write back方式
缓存回写技术
当主机将一个待写入阵列RAID组中的数据发送到阵列 组中的数据发送到阵列 当主机将一个待写入阵列 时，阵列控制器将该数据保存在高速缓存中并立即报告主机 该数据的写入工作已完成。 该数据的写入工作已完成。该数据写入到阵列硬盘的工作由 阵列控制器完成， 阵列控制器完成，该数据可继续存放在高速缓存中直到高速 缓存满、要为新数据腾出空间而必须刷新时或阵列需停机时， 缓存满、要为新数据腾出空间而必须刷新时或阵列需停机时， 控制器会及时将该数据从高速缓存写入阵列硬盘中。 控制器会及时将该数据从高速缓存写入阵列硬盘中。 这种缓存回写技术使得主机不必等待RAID校验计算过程 校验计算过程 这种缓存回写技术使得主机不必等待 的完成，即可处理下一个读写任务，这样， 的完成，即可处理下一个读写任务，这样，主机的读写效率 大为增加
2。 按电平方式划分为： 。 按电平方式划分为：
电缆不超过6米 • 单端 (Single Ended)，SCSI电缆不超过 米。 ， 电缆不超过 电缆不超过25米 • 差分 (Differential)，SCSI电缆不超过 米。 ， 电缆不超过
SCSI磁盘阵列的内部结构 SCSI磁盘阵列的内部结构