存储基本原理ppt

RAID级别
应用场合
RAID0
视频生成与编辑、图像编辑
RIAD1
财务、金融系统
RAID3
视频监控等需要高吞吐量的场合
RAID5
OLTP、OLAP、数据库系统
RAID6
对数据安全性要求很高的场合
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RAID基本概念—RAID硬盘故障 处理
热备：HotSpare
• 定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使 用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及 时保证RAID系统的冗余性
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10
RAID诞生的因素
• 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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11
RAID基本概念—条带化
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21
RAID基本概念—RAID0+1
4块磁 盘
….. 2 1….. 2 1
RAID 01
RAID0
1
2
3
4
5
6
7
8
Disk1 Disk2
RAID0
1
2
3
4
5
6
7
8
Disk3 Disk4
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RAID基本概念—RAID级别的选 择
成本
RAID0
RAID6
RAID5（3）
性能
可靠性
RAID10 RAID1
• 全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享
• 专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用
磁盘阵列
热备盘
RAID 5
RAID 5
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24
传统RAID数据保护方式
▪ 磁盘组织管理通过RAID组 ▪ 卷空间只能分布在RAID组中的磁盘上
– 性能受磁盘数目限制 ▪ 热备盘直到硬盘故障的时候参与工作 ▪ 热备的空间总是处于备用状态
目录
1
存储阵列的诞生及发展
2
存储技术常用名词术语及存储配件
3
存储协议及存储架构介绍
4
存储高级软件功能
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mainframe
IT技术的发展趋势
C/S PC internet
Cloud computing
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2
从世界第一款磁盘驱动器说起…
世界上第一款磁盘驱动器(magnetic drive) RAMAC（名为IBM 305）是IBM在1956年所创 ，重达一吨（内含50片24英寸硬盘），只能容纳5MB的数据。
3块磁盘
RAID 3
654 32 1
XPO2R P0 P1 P2
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19
RAID基本概念—RAID5
3块磁盘
RAID 5
654 32 1
XPO2R P0 P1 P2
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20
RAID基本概念—RAID6
4块磁盘
RRAAIDID6 6
654 32 1
XPO2 R P0 P1 P2
GE变换 Q0 Q1 Q2 +XOR
“从石器时代到存储设备（From StoneAge to StorAge），硬盘发 展至今，简直就像从石器时代走到现在。”
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3
信息化数据发展
海量数据
多元化数据
截止2013年，中国数据总量达到8-10EB 每年以50%的速度增长
从2011年开始，75%以上的数据都是基于 文件的数据类型，非结构化数据79%的复合增
IP技术的成熟，低成本IPSAN出现
NAS与SAN结合，简化管理提高效率
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8
目录
1
存储阵列的诞生及发展
2
存储技术常用名词术语及存储配件
3
存储协议及存储架构介绍
4
存储高级软件功能
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
存储RAID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
24-drive system with (2) 10-drive groups (8+2) and (4) hot spares
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25
传统RAID数据保护方式
▪ 数据重建到热备盘上 – 热备盘需要承担数据重建的所有写操作 – 成为性能瓶颈 – 数据重建只能依序进行，一次一个数据条带
Tape 1920’s
HDD 1956
存储产品的发展历程就是数据保存、应用发展的过程 DAS
1970’s FC SAN
IBM推出第一款HDD
1980’s
数据脱离Server，存储单独发展 数据的集中管理需求，SAN出现
NAS 1993
IPSAN 2001
统一存储 2010
非结构化数据的增长需求，NetApp推出第一款NAS
1、随着服务器数量的增多，磁盘数量也在增加，且分散在不同的服务器 上，查看每一个磁盘的运行状况都需要到不同的应用服务器上去查看。
2、更换磁盘也需要拆开服务器，中断应用。
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6
真正的企业级存储
将磁盘从服务器中脱离出来，集中到一起管理 商业、大容量、为企业解决信息时代海量数据的存储才是真正的存储
7
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7
存储发展历史
长率
结构化数据31%的复合增长率
=
-
4
IT技术的发展趋势
数据如何存储？ 数据如何保护？ 数据如何高效使用？
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5
独立存储的诞生
• 存储系统是整个IT系统的基石，是IT技术赖以存在和发挥效能的基础平台。 • 早先的存储形式是存储设备（通常是磁盘）与应用服务器其他硬件直接安装
于同一个机箱之内，并且该存储设备是给本台应用服务器独占使用的。 • 缺点：
RAID基本概念—RAID、逻辑卷
LUN1
LUN2
LUN3
逻辑卷（LV ）
分割
物理卷（RAID组）
物理磁盘
Disk1
Disk2
Disk3
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RAID基本概念—RAID0
2块磁盘
65 43 21
RAID 0
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17
RAID基本概念—RAID1
2块磁盘
3
2
1
RAID 1
-
18
RAID基本概念—RAID3
条带化
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12
RAID基本概念—校验
A0值 0 0 1 1
A1值
P值
0
0
1
1
0
1
1
0
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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RAID基本概念—磁盘数据重建
A0 ＝
XOR
XOR
故障
数据盘1
A1 数据盘2
A2 数据盘3
更换
P 数据校验盘
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RAID基本概念—物理卷、逻辑卷
逻辑卷
LUN1
物理卷
逻辑卷
LUN2
LUN3
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
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