HDS - 存储技术基础培训

• 存储系统接入方式
– DAS – SAN – NAS
• 备份和归档
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磁盘
磁盘的构成 • 介质 • 磁头 • 接口
– – – – – – IDE（Integrated Dive Electronics集成驱动电路） ATA（AT attachment） SATA（Serial ATA）； SCSI FC SAS
– IBM 7133 – HP Storage Enclosure – Sun A5000等
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中端存储
• 有专门的存储控制器—storage controller, • RAID技术是在Storage Controller上实现 的，不在服务器上的HBA上实现； • Storage Controller负责响应服务器I/O请 求，以及后端磁盘的管理，即有单独一个 控制器来管理整个系统 • 主要代表有：
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SAN
• SAN是由服务器中HBA卡、存 储交换机以及存储系统构建而成 的存储网络 • SAN的主要元素
– HBA卡 – 存储交换机 – 存储子系统
HBA卡
• 随着技术演化，SAN现在分为：
– FC SAN(FC协议) – IP SAN(iSCSI协议)
服务器直连
优点 –
•低成本 •服务器内置存储扩展 优点 –
•入门级高可用性方案 •低成本 •降低管理成本 •2-节点集群的理想方案
优点 –
•存储整合方案 •良好的性价比 •低管理成本 •双通路 2-节点集群
优点 –
•SAN存储整合 •良好的性价比 •极低的管理成本 •多节点，多集群方案的理想选择 •最多支持 数十台服务器 •初步的本地保护和远程保护
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Switch
连接多个端口 (8,16,32,64,128 Ports) 支持交换Fabric和传统 和传统loop设备 支持交换 和传统 设备 传输速率自适应 全双工性能, 使用Cut-through路由算法 全双工性能 使用 路由算法 交换机间提供8 Gb/秒逻辑干线合并 交换机间提供 秒逻辑干线合并ISL 秒逻辑干线合并 拓扑结构自动协调, 自恢复) 拓扑结构自动协调 自动配置 (自恢复 自恢复 端到端性能监控 高端Switch，有些厂商也成为 高端 ，有些厂商也成为Director，几个厂商都 ， 提供IP接口 以实现iSCSI或者 接口， 或者FCIP 提供 接口，以实现 或者
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备份与归档
• 备份是与存储相关的，又相对独立的一个市场；
• 归档则是与存储密切相关的，快速成长的另一个市场：
– 法规遵从，数据保护 – 解放生产系统，陈旧数据归档
缺点 –
•仅支持单机 •利用率低 •无扩展性
缺点 –
•无扩展性 •连接的服务器数量有限
缺点 –
•扩展性极其有限
缺点 –
•无法适应大型存储虚拟化集中和容灾 需要
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存储方案新特征—服务导向型中端存储平台 存储方案新特征 服务导向型中端存储平台
应用程序
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SAS突出的可扩展性 突出的可扩展性
• SAS连接模式是一个真正的交换结构——整个交换结构称为一个域 （Domain)，每个域有若干个expander组成，每个expander相当于一个交 换机（可分为扇出fanout expander和边缘 edge expander）； 每个expander可以连接128个逻辑端口，每个域可以有128个expander，因 此整个域可支持128*128=16384个设备连接，其中有效设备达16128个。
•
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SAS的总结 的总结
• 性能、可靠性、可扩展性和成本是衡量一项新技术的4 性能、可靠性、可扩展性和成本是衡量一项新技术的 个主要指标； 个主要指标； • SAS是满足 个指标的全才，因此可以期待在不长的时 是满足4个指标的全才 是满足 个指标的全才， 间里SAS将成为内置盘以及外部存储磁盘的主流 间里 将成为内置盘以及外部存储磁盘的主流 • SAS突出的特性：高带宽、良好的兼容性、突出的扩 突出的特性：高带宽、良好的兼容性、 突出的特性 展性、简化的连接设计（散热效率高，提高系统密度） 展性、简化的连接设计（散热效率高，提高系统密度）
– – – – HDS AMS EMC Clarrion HP EVA IBM DS4000
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高端存储
• 高端存储有时也成企业存储、集中存储、 存储平台等 • 系统有专门的前端控制器负责响应主机 I/O请求； • 系统有专门的后端控制器负责磁盘的管 理——RAID技术就在后端控制器上实 现； • 前端控制器/后端控制器/高速缓存构建 一个系统架构，以协调工作，实现更高 的可靠性和性能 • 主要代表有
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SAS磁盘与FC磁盘
• 在Seagate网站查到：型号为ST3146356SS的SAS磁盘，与型号为 ST3146356FC的FC磁盘：
– – 数据传输带宽均为171MB/s-110MB/s； 随机读写响应时间均为3.4和3.9msec。
•
在Seagate网站查到：
– HDS USP – EMC DMX – IBM DS8000
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存储平台
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wk.baidu.com 存储与主机连接方式
TCP/IP 网络
CIFS Data Access NFS Data Access
NAS
Windows Serves
• SAS拥有高品质、高性能、高扩展性； • SATA拥有大容量、高性价比，低成本； • 二者共享连接，兼容协议。
SAS与SATA将并肩地成为未来企业市场的两大 与 将并肩地成为未来企业市场的两大 主流磁盘技术，覆盖客户不同的技术需求！ 主流磁盘技术，覆盖客户不同的技术需求！
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Oracle SAP Exchange Windows UNIX
Resource Manager 管理套件
存储阵列管理
服务器
Data Retention Utility
用于数据深层保护的 应用程序
HDLM
数据路径管理 失败切换和负载均衡） （失败切换和负载均衡）
SAN NAS头 头
Flash Access
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SAS是朝阳技术 是朝阳技术
• • •
上图为SAS外部接口图。这种端口名叫“四路宽端口”(4WL)，未来 将很快发展为Small Form Factor——接口更小，密度更高； 目前SAS一路宽端口为6Gb，因此它可达到 12Gb的带宽，是目前最 快的光纤通道技术的1.5倍； 而目前SAS才是第一代技术，因此SAS是最有发展前景的存储技术。
– NAS实际上就是一个专门优化了的文件服务器，可分为： – NAS整体系统：带有磁盘空间的NAS系统 – NAS Gateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一 个存储（DAS或者SAN）获得磁盘空间； – NAS Blade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一 个或一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得 电源和存储空间
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磁盘阵列 — 存储系统
• 由多个磁盘组成的一个集合，主 机会将这个集合看成是一个单独 的存储单元。 • 通常所讲的磁盘阵列，基本上都 是建立在RAID技术基础上。 • RAID—Redundant Array of Inexpensive Disks • 依据如何实现RAID技术，对磁盘 阵列/存储系统进行细分
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什么是NAS 什么是
• Network Attached Storage——网络附接存储
• NAS实际上就是一个专门优化了的文件服务器 • 按NAS产品的形态，可分为
– NAS系统：带有磁盘空间的NAS系统 – NAS Gateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一个存储 （DAS或者SAN）获得磁盘空间； – NAS Blade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或 一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储 空间
用于加速数据访问性能
Performance Monitor
性能监控
AMS200/ 500/1000
其他 AMS2000
ShadowImage、 、 COW(QuickShadow)、 、 TrueCopy
用于备份、 用于备份、恢复和数据移动的 应用程序
应用优化：区分 可靠/性能 集中/保护 应用优化：区分QoS/可靠 性能 集中 保护 容灾 可靠 性能/集中 保护/容灾
存储基础知识介绍
HDS中国区产品培训
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主要内容
• 相关基本概念
– – – – – – – 磁盘（IDE、ATA、SATA、SCSI、FC、SAS） 磁盘阵列 / 存储系统的定义 存储方案的发展 傻瓜存储JBOD — Just Box of Disk 中端存储Modular/Midrange/Distributed Storage 高端存储Frame/Highend Storage/Centralized Storage 存储平台(Storage Platform)
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存储方案发展—从前 存储方案发展 从前
JBOD基础存储整合 基础存储整合 2-节点集群 节点集群 Multipath 软件 Array高级存储整合 高级存储整合 理想的直连存储共享 支持冗余路径 传统中端存储： 传统中端存储：扩大化存储整合 共享存储 支持冗余路径
UNIX Servers
SAN
DAS
TCP/IP连接 HDS USP 100 磁带库 FC连接
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DAS、SAN、NAS 、 、
• Direct Attached Storage——直连存储 • Storage Area Network——存储区域网 • Network Attached Storage——网络附接存储
– 3.5寸SAS磁盘与FC磁盘的MTBF值均为1,600,000 hours
•
SAS磁盘与FC磁盘端口冗余性是一样的，都有第二个冗余端口。而且， 在这两个SAS端口均具有独立的访问地址。
一样的性能与可靠性！ 一样的性能与可靠性！
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SAS与SATA孪生性的兼容性 与 孪生性的兼容性
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存储方案新特征—服务导向型高端存储平台 存储方案新特征 服务导向型高端存储平台
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JBOD
• Just Box of Disks—简单硬盘集群 • 在一个机架上将几个硬盘驱动器堆叠 一起，作为单个附加设备添加到服务 器或大型主机上即构成JBOD。 • JBOD上实现的RAID，均依靠服务 器上的HBA（host bus adapter） • 主要代表有：
存储交换机
存储系统
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HBA内部结构
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HBA
提供服务器内部IO总线(PCI/SBUS) 与光纤网络的接口； HBA自身的RISC可以分担主机服务器CPU的IO管理工作； HBA有足够的缓存来存储IO的Context(最大2047个)，以此来 提高交叉存取的性能。否则经常要向服务器请求中断，这样 就会影响系统性能，浪费许多CPU周期； 其Coalescing (聚集) 功能还可以通过并发处理节省IO的中断 次数； HBA软件驱动为操作系统提供所须存储信息，对I/O进行操作， 同时对正常请求进行控制