(培训教材)存储基础知识
服务器存储培训ppt课件(2024)
contents
目录
• 服务器存储概述 • 服务器存储硬件基础 • 服务器存储软件配置与管理 • 网络附加存储（NAS）技术应用 • 存储区域网络（SAN）技术应用 • 服务器虚拟化与容器化技术应用 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
CATALOGUE
服务器存储概述
服务器存储定义与分类
存储区域网络（SAN）技术应用
SAN架构原理及优势分析
架构原理
通过专用高速网络将多个存储设备连接起来，形成一个存储区域网络 ，提供高可用性、高性能、可扩展的存储服务。
高性能
SAN采用高速光纤通道技术，提供极高的数据传输速率和低延迟，满 足高性能应用需求。
高可用性
SAN具备冗余设计和故障切换功能，确保数据的可靠性和业务的连续 性。
降低成本
虚拟化技术可以减少物理服务器的数量，从而降 低硬件成本、维护成本和管理成本。
提高资源利用率
通过虚拟化技术，可以将物理服务器的资源利用 率提高到80%以上，避免资源浪费。
提高业务连续性
虚拟化技术可以实现快速部署、备份和恢复，提 高业务连续性和数据安全性。
容器化技术原理及优势分析
01
容器化技术原理
优化文件系统性能
通过调整文件系统参数（如块大小、inode数量等），以及使用RAID、SSD等硬件技术， 提高文件系统的I/O性能和数据可靠性。
定期监控和维护文件系统
定期检查文件系统的状态和使用情况，及时处理出现的问题，如修复损坏的文件系统、清 理无用文件等。
数据备份恢复策略制定和实施
制定备份策略
硬盘驱动器类型与性能参数
接口类型
硬盘与主板连接的接口，如SATA、SAS等，影响数据传输速 度。
(存储技术基础)第一章存储技术概述
05
数据备份恢复策略与方法
数据备份重要性及分类方法
数据备份重要性
云存储挑战与未来发展
要点一
安全性挑战
云存储面临着数据泄露、篡改、损坏 等安全风险，需要加强身份认证、访 问控制、数据加密等安全防护措施。
要点二
可扩展性挑战
随着数据量不断增长，云存储需要不 断提高可扩展性，以满足用户不断增 长的数据存储需求。
要点三
未来发展
未来云存储将朝着更加智能化、自动 化、高效化的方向发展，引入人工智 能、机器学习等技术提高数据管理和 运维效率。同时，随着5G、物联网等 新技术的普及，云存储将在更多领域 得到应用和推广。
工作原理
磁盘阵列通过条带化（Striping）将数据分散到多个磁盘上，并行读写，提高数据 访问速度；同时通过镜像（Mirroring）或奇偶校验（Parity）等技术实现数据冗余， 提高数据可靠性。
常见磁盘阵列级别及其特点
01 RAID 0
02 RAID 1
03 RAID 5
04 RAID 6
05 RAID 10（RAI…
NAS和SAN网络存储比较
NAS（Network Attached Storage， 网络附加存储）：NAS是一种基于文 件协议的存储技术，通过标准的网络协 议（如TCP/IP）在局域网上提供文件 和数据共享服务。NAS设备通常被配 置为独立的文件服务器，客户端可以通 过网络访问NAS设备上的文件和数据。
【存储入门必读】存储基础知识
【存储入门必读】存储基础知识第1章网络存储主要技术NAS简介在20世纪80年代初，英国纽卡斯尔大学布赖恩.兰德尔教授( BRIAN RANDELL)和同事通过“纽卡斯尔连接”成功示范和开发了在整套UNIX机器上的远程文件访问。
继“纽卡斯尔连接”之后，1984 年SUN公司发布了NFS协议，允许网络服务器与网络客户分享他们的存储空间。
90年代初AUSPEX工程师创建了集成的NETAPP文件管理器，它支持WINDOWS CIFS和UNIX NFS协议，并有卓越的可扩展性和易于部署，从此市场有了专用NAS设备。
在短短几年中，NAS 凭借简便高效应用的中心思想，逐渐成为网络数据存储方案的主打设备之一。
目前EMC公司CELERRA产品拥有优异的性能及多功能性，在全球NAS市场处于领导地位。
NAS概念NAS（NETWORK-ATTACHED STORAGE，网络附加存储）是指连接到计算机网络的文件级别计算机数据存储，可以为不同客户端提供数据存取。
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（一个或多个硬盘驱动器的网络设备，这些硬盘驱动器通常安排为逻辑的、冗余的存储容器或者RAID阵列）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。
NAS通常在一个LAN上占有自己的节点，无需应用服务器的干预，允许用户在网络上存取数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的所有数据，将负载从应用或企业服务器上卸载下来，有效降低总拥有成本，保护用户投资。
NAS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种操作系统。
NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在混合环境中，如混合了UNIX/WINDOWS局域网的环境中，而无需对网络环境进行任何的修改。
NAS产品直接通过网络接口连接到网络上，只需简单地配置一下IP地址，就可以被网络上的用户所共享。
NAS特点与采用存储区域网络(SAN-STORAGE AREA NETWORK)的方案比较，采用网络附加存储(NAS-NETWORK-ATTACHED STORAGE)结构的方案具有以下特点:1. 以网络为中心，开放的标准协议支持区别于存储区域网络(SAN)的设计方案，网络接入存储(NAS)的模式以网络为中心。
IT行业存储基础知识培训
COPY BACK完成
RAID基本概念——物理卷和逻辑卷
• RAID由几块硬盘（物理卷）组成 • RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，便通过
LUN（Logic Unit Number）来标识。一个逻辑卷对于主机来说 就是一块硬盘（物理卷）
逻辑卷 LUN1
物理卷
逻辑卷 LUN2 LUN3
条带无疑会大幅度提升整体读写效率。
分条
条带
硬盘0
硬盘1
硬盘2
硬盘3
RAID基本概念 ——重建（Rebuild）
某块硬盘出现故障后，一旦将其更换为正常硬盘，RAID便会通过其他硬盘 数据计算出坏盘上原有的数据，再将数据重建回新添硬盘上。
故障 更换
A0
XOR
A0
数据盘
A1
数据盘
A2
数据盘
XOR
P
校验盘
优点 磁盘空间利用率最高 在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的
缺点 无冗余功能，如果一个磁盘损坏，则所有 的数据都无法使用 不适合关键业务
应用 媒体编辑 图像编辑 需要高带宽的应用
RAID 1 镜像/双工
原理：即每个工作盘都有一个镜像盘， 每次写数据时必须同时写入镜像盘，读 数据时只从工作盘读出，一旦工作盘发 生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读 出数据。当更换故障盘后，数据可以重 构，恢复工作盘正确数据
Disk Channel
,,,
RAID
RAID 优点
• 硬盘容错 ( fault tolerance) • 提高 I/O处理速度 ( high performance ) • 提升传输速率 ( fast data transfer ) • 提高资料使用率 ( high availability ) • 维护方便 ( easy maintenance )
存储基础知识培训
存储基础知识培训一、存储概述存储是计算机系统中非常重要的组成部分，用于保持数据和程序的持久性。
在大数据时代的背景下，存储的重要性愈发凸显。
本文将介绍存储的基础知识，以帮助读者全面了解存储的相关概念和技术。
二、存储类型1.主存储器主存储器（Main Memory）是计算机系统中最直接与CPU交互的存储设备，也被称为内存。
主存储器的容量决定了系统同时存储的数据和程序大小。
2.辅助存储器辅助存储器（Secondary Storage）用于长期存储大量的数据和程序，例如硬盘、光盘、固态硬盘等。
辅助存储器的容量一般远大于主存储器，可用于大数据存储和备份。
三、存储技术1.磁盘存储磁盘存储是一种机械存储技术，通过将数据存储在旋转的磁盘上来实现数据的读写。
磁盘以扇区为单位进行数据的存储和访问，随机存取速度较慢，但容量较大。
2.固态存储固态存储（Solid State Storage）采用闪存芯片作为存储介质，相对于传统磁盘存储具有更快的读写速度和较好的耐用性。
固态硬盘（SSD）已逐渐取代传统机械硬盘成为存储系统的主力。
3.网络存储网络存储（Network Storage）指的是通过网络连接远程存储设备的存储技术。
常见的网络存储技术有网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN），可实现数据的共享和备份。
四、存储管理1.存储器层次结构计算机系统的存储器层次结构由多级存储构成，层次结构越高，存取速度越快，成本越高。
常见的存储器层次结构包括高速缓存、主存储器和辅助存储器。
2.存储系统管理存储系统管理涉及存储资源的分配和管理，包括存储容量的规划、文件系统的设计与管理、数据备份与还原等。
合理的存储系统管理能够提高存储系统的效率和可靠性。
五、存储安全1.数据安全存储安全是指对存储中的数据进行保护和控制，以防止非法访问、损坏或泄露。
常见的数据安全措施包括数据加密、访问权限控制和备份恢复。
2.存储设备安全存储设备安全涉及到存储设备的管理和防护。
存储技术基础知识
存储技术基础知识2023/9/7CONTENTS目录04半导体存储03光学存储02磁性存储01存储基本概念05数据存力存储基本概念01存储的作用·存储系统是计算机最重要的组成部分之一，实现“记忆”的功能·存储系统负责对信息数据进行保存，可以支持写入和读取存储的类型（按类别）· 存储分为多种类型，内存(Memory) 和硬盘(Hard Disk)是最常见的两种· 内存有时候也叫运行内存(运存)。
它是CPU和硬盘之间的桥梁，暂时存放CPU中的运算数据存储的类型（按类别）· 关机或断电后，内存上的数据就没有了，属于易失性(VM)存储器· 硬盘比内存的容量更大，存放了大量的数据文件。
只要执行了保存(写入)操作，即便关机或断电，硬盘上的数据仍会继续存在，属于非易失性(NVM)存储器存储器的层次结构· 不同类型的存储器，根据性能和成本的权衡，应用于不同的位置。
· 性能越强的存储器，价格就越贵，会越离计算芯片 (CPU/GPU等)越近· 性能弱的存储器，可以承担一些对存储时延要求低，写入速度不敏感的需求，降低成本。
数据的类型存储技术分类(按介质)· 现代存储技术，主要分为三大类别，分别是: 磁性存储、光学存储以及半导体存储.磁性存储02磁存储时代磁带机存储器· 以磁带为存储介质，由磁带机及其控制器组成的存储设备，是计算机的一种辅助存储器· 磁带机由磁带传动机构和磁头等组成，能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁转换，在磁带上顺序地记录或读出数据。
· 低成本的存储方式，经常用于冷数据的离线存储硬盘(HDD)的基本知识硬盘(磁性)的组成· 主流的硬盘，扇区密度是一致的，也就是说，越靠外侧，扇区数越多。
每个扇区的大小是4K字节，用一个逻辑块编号寻址 (LBA，Logical Block Addressing)· 以扇区为基础，一个或多个连续的扇区组成一个块，叫做物理块。
存储基础知识PPT课件
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存储系统的几种基本架构
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DAS NAS
SAN
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DAS（Direct Attached Storage ）
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NAS（Network Attached Storage）
•NAS = Optimized for File I/O
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SAN （Storage Area Network）
40-pin 主/从盘 连接器 电源 跳线 连接器
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SCSI接口硬盘介绍
80-pin 公接头
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FC接口硬盘介绍
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SATA接口硬盘介绍
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SAS接口硬盘介绍
•1•2•3•4 •1 •2 •3 •4
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不同类型接口硬盘的比较
IDE
SATA
SCSI
SAS
•多个物理硬盘
•Raid运算
•控制器
•读I/O
•逻辑磁盘
•-6-
最新课件
6
磁盘阵列
• 常见的磁盘阵列组成部分： 控制器和磁盘柜分离
控制器
+
=
磁盘扩展柜(JBOD) 磁盘阵列
控制器和磁盘柜一体
+
控制器模块
磁盘柜
=
磁盘阵列
• 主要分类 • 按控制器数量： JBOD，双控制器阵列，多控制器 阵列 • 按对外接口：SCSI阵列， FC阵列，i SCSI阵列等
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FC或IP(GE)
缓存(Cache)
CPU
CPU
后端总线
阵列内置UPS
存储基础知识培训
专用存储网络 (SAN)
学习如何为服务器提供高速数据传输，其目的是 使数据在多个服务器之间共享。
物件存储
介绍一种现代的思想方式，用于访问不同媒介的 对象存储。
备份与归档技术
备份和归档数据，为业务连续性和数据备份计划 提供更好的打击措施。
存储设备的分类
存储安全和可靠性的重要性
数据丢失
防病毒软件的使用，分层备份， 数据加密和MD5校验文件。
在安全的存储中运行业务 系统
了解业务计划的多个组件，以及 如何为存储设备实现基本SLA。
访问控制和可用性
审查访问控制策略，包括访问控 制列表和用户授权，并了解如何 通过混合系统提高可用性。
性能
介绍RS的性能数据，DPM和IOPS， 以及如何定义有效的SLA。
存储管理的方法份和恢复，以及数据安全性检查。
2
容量规划和分配
管理存储设备容量，例如为每个目的分配容量。
3
性能管理和优化
保持高效性能，保证SLA的遵守，以及现有环境的诊断。
存储性能优化技巧
• SSD架构的使用 • 闪存缓存技术 • I/O大小和排队算法 • 分层存储技术 • 缓存策略和调度算法
存储基础知识培训
欢迎大家来到存储基础知识培训，今天我们将会学习关于存储技术的全新领 域。
存储基础知识概述
硬盘驱动器
学习数据的物理存储和SLA规划。
固态硬盘
对于读/写操作和空间进行管理， 以及如何使其性能最佳。
云存储
通过数据同步，备份和灾难恢复 进行云平台的管理。
存储技术的种类
网络附加存储器 (NAS)
直接附加 网络附加 存储区域网络
存储基础知识培训---SAN介绍
• • • • • • • • •
件软制复/像镜
ISCSi、NAS、SAN、SAD 解了 分部三第
sNAS PI& ISCSi
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egarotS dehcattA krowteN - SAN egarotS dehcattA tceriD - SAD
skrowteN aerA egarotS - NAS
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能功 换替 + 制复动自 有具 erapS toH
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• • • • • •
件软享共据数NAS
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存储基础知识培训(ppt 29页)
Ml P yP F Pe i
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RAID 5 RAID 5
RAID 0
11
存储技术的核心：RAID
通常依照阵列的结构形式分成RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4， RAID5， RAID0+1等类型。 常见的有以下几种类型： 1．RAID0数据分别存储在阵列中的各个驱动器上，并行传送。这种结构容量 利用率最好，达到100%。但没有校验，可靠性最差。 2．RAID1数据以完全相同的形式同时存储在2台硬盘驱动器上，数据传输率 和单台情况下相近。容量利用率只有50%，但冗余量大，可靠性高。这种结 构通常称为镜象磁盘。 3．RAID3阵列中有一台驱动器用作奇偶校验盘。并行传送。这种结构适合用 于每次存储数据量大的情况，例如科学计算等。 4．RAID5阵列采取奇偶校验，但没有专用的驱动器，而是将校验位按要求写 到阵列中的某一台驱动器上。采取并行传送。这种结构适合每次存取数据量 小的情况，例如事务处理。 5．RAID0+1（也称RAID10）阵列中一半的驱动器采取RAID0的结构，可以 并行传送来提高数据传输率。另一半则是前面提到的镜象磁盘，即是RAID1 。这样可以有很高的可靠性。 6．其他阵列类型：基于软件的RAID技术及部分厂家提出的类型。
➢ 其软件经过高度的优化 ➢ 直接连接到网络，安装和管理过程简单，无网络中断, 安装快捷 ➢ 无需安装其它操作系统 ➢ 利用网络协议及IP 地址
➢ NAS能为我们做什么？ ➢ 在文件服务器上能实现的任何功能，NAS都能实现 ➢ 在不同的网络平台间共享数据（数据的集中管理） ➢ 备份个人电脑和便携式电脑中的数据 ➢ 为您的服务器数据提供一个随时可以访问的备份 ➢ 从防火墙缓冲数据 ➢ 为您的WEB服务器和Email服务器提供存储空间
存储基础常识培训
业务连续性
数据备份能够帮助企业维 持正常的业务运营，在系 统故障或灾难发生时快速 恢复业务。
合规要求
根据相关法规和标准，企 业需要制定数据备份和恢 复计划，以满足合规要求。
数据备份的方法
完全备份
将所有数据文件进行备 份，包括数据库、文件
和日志等。
增量备份
差异备份
镜像备份
只备份自上次备份以来 发生变化的文件。
传输加密
确保在传输过程中对数据进行加 密，防止数据在传输过程中被窃
取或篡改。
密钥管理
建立密钥管理系统，对加密密钥 进行安全存储和分发，避免密钥
泄露导致数据安全风险。
06
存储发展趋势
存储技术的创新发展
闪存技术
随着闪存技术的不断进步，固态硬盘（SSD）的读写速度和耐用 性得到了显著提升，成为主流存储设备之一。
接口技术
新一代接口技术如PCIe 4.0、雷电3等的普及， 将进一步提高存储设备的传输速度和带宽。
3
存储形态
随着SSD技术的发展，存储设备形态逐渐小型化、 轻量化，满足不同应用场景的需求。
云存储的未来展望
云服务普及
随着云计算的普及，云存储将成为主流的存储方 式之一，提供灵活、可扩展的存储服务。
数据安全保障
实施多因素身份验证，如密码、 动态令牌等，确保只有授权用户
能够访问存储设备。
权限管理
根据用户角色和职责，分配适当的 访问权限，避免权限过度分配和数 据泄露风险。
审计跟踪
对存储设备的访问进行记录和跟踪， 以便及时发现异常行为和潜在的安 全威胁。
数据加密保护
数据加密存储
采用强加密算法对存储数据进行 加密，确保即使数据被盗或丢失， 也无法被非授权人员轻易解密。
存储基础知识
储存的介质及其储存原理?1.磁储存介质磁储存介质主要分为磁带储存和磁盘储存。
1）磁带储存磁带是所有储存媒体中单位储存信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用储存介质之一。
它交换性好、易于保存，最近几年出处于采纳了拥有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带储存的靠谱性和读写速度。
磁带储存器则是以磁带为储存介质，由磁带机及其控制器构成的储存设备，是计算机的一种协助储存器。
磁带机由磁带传动机构和磁优等构成，能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁变换，在磁带前一次序地记录或读出数据。
磁带储存器是计算机外头设备之一。
磁带储存器以次序方式存取数据。
储存数据的磁带可脱机保存和交换读出。
磁带储存器也称为次序存取储存器(SequentialAccessMemory，简称SAM)即磁带上的文件挨次寄存。
磁带储存器储存容量很大，但查找速度慢，在微型计算机上一般用做后备储存装置，以便在硬盘发生故障时，恢复系统和数据。
依据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术：螺旋扫描读写技术：以螺旋扫描方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录像机基真相像，磁带环绕磁鼓的大多半，并水平低速行进，而磁鼓在磁带读写过程中反向高速旋转，安装在磁鼓表面的磁头在旋转过程中达成数据的存取读写工作。
其磁头在读写过程中与磁带保持15度倾角，磁道在磁带上以75度倾角平行摆列。
采纳这类读写技术在相同磁带面积上能够获取更多的数据通道，充足利用了磁带的有效储存空间，因此拥有较高的数据存取密度。
线性记录读写技术：以线性记录方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录音机基真相同，平行于磁头的高速运动磁带掠过静止的磁头，进行数据记录或读出操作。
这类技术可使驱动系统设计简单，读写速度较低，但因为数据在磁带上的记录轨迹与磁带两边平行，数据储存利用率较低。
为了有效提高磁带的利用率和读写速度，人们研制出了多磁头平行读写方式，提高了磁带的记录密度和传输速率，但驱动器的设计变得极为复杂，成本也随之增添。
存储基础知识培训
13
存储阵列系统组成
存储阵列是把多个硬盘组成一个阵列，当作单一硬盘使用，它将数据以分段（striping）的方式储存在不同硬盘中，存 取数据时，阵列中的相关磁盘一起工作，大幅减低数据存取时间，同时有更佳的空间利用率。可以理解为存储阵列系统 由存储硬件、存储软件和解决方案三部分来组成。
10
衡量硬盘性能的关键指标
主轴转速
• 15K rpm • 10K rpm • 7.2K rpm
吞吐带宽
• Throughput • XXX MB/s
IOPS
• 每秒钟的读写次 数
延时
• SAS 存储衡量 值20ms
• SSD 在1ms以 内
PS： 1、IOPS:以每秒处理的I/O请求数量为单位，I/O请求通常为读或写数据操作请求； 2、大文件持续传输型的应用需要的是充分的带宽性能，而小文件随机读写的应用则要求足够的I/O能力；
11
硬盘接口类型
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定 着硬盘与计算机之间的连接速度，接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。
主流转速（RPM） 串行/并行
主流容量（TB） MTBF(h）
SATA
7,200 串行 1T/2T/3T 1,200,000
SAS专为满足高性能企业需求而设计，并且兼容 SATA硬盘。能够提供3.0Gbit/s的传输率，规划
到12.0Gbit/s
储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存 储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。 固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方 法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和
尺寸上也完全与普通硬盘一致。
存储基础知识培训 PPT
SAN 存储区域网络
SAN 存储区域网络
SAN(Storage Area Network的简称)直译过来就是 存储区域网络，它采用光纤通道(Fibre Channel) 技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务 器主机，建立专用于数据存储的区域网络
NAS 网络附加存储
NAS 网络附加存储
NAS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种 操作系统。NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也 可放在混合环境中，如混合了Unix/Windows局域网的环境中，而无需对网络环境进行 任何的修改。NAS产品直接通过网络接口连接到网络上，只需简单地配置一下IP地址， 就可以被网络上的用户所共享
2.一般来说，前端、缓存、 后端和物理磁盘四部分构 成一个智能存储系统。智 能存储系统的数据处理是 为从主机发起的I/O请求 到达前端端口开始，然后 经过缓存。如果被请求的 数据保存在缓存中，那么 读请求直接在缓存中完成。 如果数据不在缓存中，则 经过后端端口到物理磁盘 上读取数据。主机被写入 数据经过前端端口，先写 入缓存，然后经后端端口 保存到物理磁盘。
认识存储及相关设备
FC 交换机 光纤交换机是采用光纤线缆作为传输介质的 高速网络传输设备，是构建存储网络的必要 设备。
HBA卡 是插在主机端用于服务器连接存储网络光纤连接卡 HBA卡=光纤通道适配器=光纤通道主机总线适配器
智能存储系统概念解析
智能存储 存储机头
1 智能存储系统是配置了多块硬盘和大量内存，并提供多条I/O通路，拥有智能操作系统的存储阵列。它采用复杂的算法来实现最 优化的存储资源处理，以满足高性能需求的应用程序
存储设备知识培训PPT课件( 44页)
第3章 存储设备
3.2 硬盘驱动器
3.2.1 硬盘的基础知识
硬盘的结构
硬盘主要由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机，磁头 控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成
硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之 间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头 与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头连 在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运 动
高速光驱运行时一般有比较大的震动。为了减少震 动，很多厂家采用了浮动承载机构，或橡胶减震机构；为 了提高光驱的稳定性，采用金属机芯；为了提高速度，采 用多束激光技术；为了提高读盘能力（主要是质量比较低 的光盘），采用自动平衡系统；在读取密度不均匀的光盘 时，通过离心力作用使光驱平衡，使读盘能力大大提高。
不能用湿布擦拭软盘，或用其他东西清洗软盘
不要用力弯曲或挤压软盘，以防软盘变形
软盘不使用时，要保存在清洁干燥的地方，不要让阳光直射到软 盘上，并远离磁场
对存有重要数据的软盘做备份，并使其处于保护状态，以防误操 作而造成数据丢失
防止被雨淋或受潮，在潮湿的环境中，软盘会产生霉斑，发霉的 软盘会导致数据的遗失，严重的会导致软驱损坏
3.3 光盘驱动器
第3章 存储设备
3.3 光盘驱动器
3.3.1 CD-ROM
CD-ROM的技术指标
①接口类型 CD-ROM的接口方式有两种：IDE接口和SCSI接口。
②读盘速度和读取方式 光驱的读取速度以150KB/s数据传输率的单倍速为基准。52倍
速光驱的数据传输率为7800KB/s。 当前高倍速光驱多采用CAV和PCAV的数据读取技术
软盘驱动器外观和内部结构
第3章 存储设备
3.1 软盘及软盘驱动器
培训教材存储基础知识ppt课件
Huawei Symantec Technologies Co., Ltd.
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•在整堂课 的教学 中，刘 教师总 是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
NAS (Network Attached Storage)
数据流
•在整堂课 的教学 中，刘 教师总 是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
存储系列产品
1 存储基础知识
2 存储产品介绍
课
程
3 技术建议书的制作
目
4 配置报价介绍
录
5 存储产品综合解决方案
6 竞争分析
Huawei Symantec Technologies Co., Ltd.
SAN (Storage Area Network)
LAN
数据流
存储设备
应用服务器
SAN
存储设备
存储设备
文件服务器
数据流
高可用性，高性能的专用存储网络，用于安全的连接服务器和存储设备并具备灵活
性和可扩展性；SAN对于数据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势；SAN是一种非
常安全的，快速传输、存储、保护、共享和恢复数据的方法。
IDE/ATA接口概述
IDE（Integrated Drive Electronics ，电子集成驱动器 ）它的本意是指把 “硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。 IDE仅代表第一代的 IDE标准，随着其接口技术的飞速发展，引入了许多新技术使这一IDE接口标 准得到了质的飞跃，并且引入了新的名称，如ATA （Advanced Technology Attachment ，高级技术附加装置 ）
存储基础知识
存储基础知识一、存储概述存储是计算机系统中非常重要的一部分，它可以保存和读取数据。
存储设备的种类繁多，包括硬盘、闪存、内存等。
不同的存储设备有不同的特点和应用场景。
二、硬盘硬盘是计算机中最常见的存储设备之一。
它使用磁性材料来记录数据，并通过机械臂在盘片上读取和写入数据。
硬盘有两种类型：机械硬盘和固态硬盘。
1. 机械硬盘机械硬盘是传统的存储设备之一，它具有大容量、低成本等优点。
但是，由于其机械结构比较复杂，容易受到震动和碰撞等因素的影响，所以在使用过程中需要注意保护。
2. 固态硬盘固态硬盘是近年来发展起来的新型存储设备，它采用闪存芯片来保存数据。
相比于机械硬盘，固态硬盘具有更快的读写速度、更低的能耗和更好的抗震性能等优点。
三、闪存闪存是另一种常见的存储设备，它采用非易失性存储技术，可以长时间保存数据。
闪存有两种类型：NAND闪存和NOR闪存。
1. NAND闪存NAND闪存是应用最广泛的一种闪存类型，它具有高密度、低成本等优点。
常见的应用包括U盘、手机内置存储等。
2. NOR闪存NOR闪存则是一种速度较快但密度较低的闪存类型。
它主要用于一些需要快速读取数据的场合，比如路由器、交换机等。
四、内存内存是计算机中另一个重要的存储设备，它主要用于临时保存程序和数据。
内存在使用过程中会不断被读写，所以需要具有高速、稳定和可靠的特点。
1. DRAMDRAM是应用最广泛的一种内存类型，它具有高速、大容量等优点。
但是由于其易失性特性，断电后数据会丢失，所以通常需要与硬盘结合使用。
2. SRAMSRAM则是另一种内存类型，相比于DRAM具有更快的读写速度和更好的稳定性。
但是由于成本较高，在实际应用中使用较少。
五、RAIDRAID是一种通过将多个硬盘组合起来形成一个逻辑存储设备的技术。
RAID可以提高数据的可靠性和读写速度，常见的RAID级别包括RAID0、RAID1、RAID5等。
1. RAID0RAID0将多个硬盘组合成一个大容量的存储设备，具有较快的读写速度。
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2021/2/4
11
NAS (Network Attached Storage)
数据流
数据流
LAN
文件服务器
应用服务器
NAS存储设备
NAS本身装有独立的OS，通过网络协议可以实现完全跨平台共享，支持WinNT、
Linux、Unix等系统共享同一存储分区；NAS可以实现集中数据管理；一般集成本地备
2021/2/4
5
传统计算机存储系统的问题
计算机存储系统
CPU RAM
硬盘
Server
传统计算机存储系统的局限性：
硬盘成为整个系统的性能瓶颈 有限的硬盘槽位，难满足大容量需 求 单个硬盘存放数据，数据可靠性难 以保证 存储空间利用率低 本地存储，数据分散
2021/2/4
6
外部磁盘阵列的产生
9
存储网络的基本形态
网络存储几种常见类型
DAS (Direct Attached Storage) NAS (Network Attached Storage） SAN (Storage Area Network)
2021/2/4
10
DAS (Direct Attached Storage)
文件服务器
1 存储基础知识
2 存储产品介绍
课
程
3 技术建议书的制作
目
4 配置报价介绍
录
5 存储产品综合解决方案
6 竞争分析
2021/2/4
4
存储基础知识
1.1 存储组网形态 1.2 存储接口技术 1.3 RAID 1.4 磁盘的热备与重构 1.5 存储冗余 1.6 快照与复制 1.7 备份基础知识 1.8 远程容灾基础知识
不占用应用服务器资源 广泛支持操作系统 扩展较容易 即插即用，安装简单方便
高扩展性 高可用性 数据集中，易管理
连接距离短 数据分散，共享困难 存储空间利用率不高 扩展性有限
不适合存储量大的块级应用 数据备份及恢复占用网络带 宽
相比NAS成本较高 安装和升级比NAS 复杂
2021/2/4
14
存储基础知识
设计、使用和配置简单
数据无冗余，一旦阵列 中有一个驱动器故障， 其中的数据将丢失
视频生成和编辑、图像 编辑等对传输带宽需求 较大的应用领域。
2021/2/4
29
RAID 1的工作原理
镜像结构的阵列
逻辑磁盘 D2 D1 D0
2021/2/4
D0,D1,D2经过镜像器
驱动器1 D2 D1 D0
驱动器2 D2 D1 D0
本地存储，数据分散
2021/2/4
8
存储网络的产生
Server
HBA卡
SCSI电缆最长支持25米 FC光纤连接距离可达10公里至100公里
2021/2/4
传统计算机存储系统的局限性：
硬盘成为整个系统的性能瓶 颈 有限的硬盘槽位，难满足大 容量需求 单个硬盘存放数据，数据可 靠性难以保证 存储空间利用率低 本地存储，数据分散
达12m。 支持多达16个设备连接，双通道可达32个设备。
2021/2/4
18
SATA接口概述
SATA（Serial ATA ，串行ATA）采用连续串行的方式传输数据。在同一 时间点内只会有1位数据传输。
SATA的线缆采用7针的细线缆，容易弯曲，易于散热。 SATA硬盘的连接采用点对点方式，每个通道1个硬盘。 SATA硬盘可支持热插拔。 SATA接口支持300MB/s的传输速率。 SATA接口使用的线缆长度可达1m。
2021/2/4
22
磁盘阵列
磁盘阵列
JBOD
RAID
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JBOD
JBOD （Just a Bunch of Disks） ：是在逻辑上把几个物理磁盘一个接 一个的串联在一起，其目的纯粹是为了增加磁盘的容量，并不提供数据 安全保障。
数据写入
A,B,C,D,E,F
D0 C B
A
D0D2,D3,D4,D5
驱动器1
D6
D4
D2
D0
各磁盘上的 数据块
驱动器2
D5 D3 D1
各磁盘上的 数据块
条带2 条带1 条带0
28
RAID 0的特性
优点
缺点
应用范围
I/O负载平均分配到所 有的驱动器。由于驱动 器可以同时读写，性能 在所有RAID级别中最 高。 磁盘利用率最高
SAS接口有四路通道，按3Gb/s的SAS标准在单工模式下可以达到 4×3Gb/s的带宽，这就是SAS的宽端口模式。
SAS接口连接的传输距离最长为6m。
2021/2/4
20
FC接口概述
FC（Fiber Channel，光纤通道）最初是专门为网络系统设计的，随着存 储系统对速度的需求，逐渐应用到硬盘系统中。FC是为多硬盘系统环境 而设计的，能够满足高端工作站、服务器、串行数据通讯等系统对高数 据传输率的要求。
驱动器3
D8 D5 D2
磁盘上的数 据分块
条带2(strip) 条带1(strip) 条带0(strip)
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RAID数据存取方式
并行存取模式：是把所有磁盘驱动器的主轴马达作精密的控制，使每个 磁盘的位置都彼此同步，然后对每一个磁盘驱动器作一个很短的I/O数据 传送，使从主并机来行 的存每取一个I/O 指令，都平均分布到每一个磁盘驱动器， 将阵列中每一个磁盘驱动器的性能发挥到最大。 －适用范围：大型的、数据连续的以长时间顺序访问数据为特征的应用
D
2021/2/4
24
RAID
RAID（Redundant Array of Independent Disks）：独立冗余磁盘阵 列，简称磁盘阵列。RAID是按照一定的形式和方案组织起来的存储设备。 它比单个存储设备在速度、稳定性和存储能力上都有很大提高，并且具 备一定的数据安全保护能力。
RAID
应用服务器
LAN 数据库服务器
数据流
数据流
数据流
存储设备
存储设备
存储设备
存储设备（RAID系统、磁带机和磁带库、光盘库）直接连接到服务器； 传统的、最常见的连接方式，容易理解、规划和实施； 没有独立操作系统，不能提供跨平台的文件共享，各平台下数据需分别存储； 各DAS系统之间没有连接，数据只能分散管理；备份软件不能离开服务器支持； DAS的前期投资比较少；
7
智能磁盘阵列的产生
传统计算机存储系统的局限性：
CPU
Server
RAM
硬盘成为整个系统的性能瓶颈
硬盘
SCSI卡
有限的硬盘槽位，难满足大容量 需求 单个硬盘存放数据，数据可靠性
控制器
难以保证
存储空间利用率低
控制器中包含RAID功能、大容量Cache， 同时使得磁盘阵列具有多种实用的功能， 配置专用管理软件进行配置管理
需要专用磁盘做校验盘 使用，如果校验盘故障 会导致数据无备份
任一磁盘写数据将会导 致校验信息的重新计算， 校验盘的写性能可能会 成为瓶颈
适合用于视频生成、视 频编辑等高吞吐量的应 用环境
2021/2/4
33
RAID 5的工作原理
分布式奇偶校验码的独立磁盘结构
D0,D1,D2,D3,D4,D5
1.1 存储组网形态 1.2 存储接口技术 1.3 RAID 1.4 磁盘的热备与重构 1.5 存储冗余 1.6 快照与复制 1.7 备份基础知识 1.8 远程容灾基础知识
2021/2/4
15
常见存储接口技术
存储接口
IDE/ATA
SCSI
SATA
SAS
FC
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16
IDE/ATA接口概述
独立存取模式：对每个磁盘驱动器的存取都是独立且没有顺序和时间间 隔的限制，可同时接收多个I/O Requests，每笔传输的数据量都比较小。 －适用范围：数据存取频繁，每笔存取数据量较小的应用
2021/2/4
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RAID 0的工作原理
无差错控制的条带化阵列
逻辑磁盘 D0 D5 D4 D3 D2 D1 D0
2021/2/4
19
SAS接口概述
SAS是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同， 都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内 部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设 计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与SATA硬盘的 兼容性。
早期外部存储系统
传统计算机存储系统的局限性：
Server
CPU RAM
硬盘
RAID功能
SCSI卡
JBOD(Just Bound Of Disk)
硬盘成为整个系统的性能瓶颈 有限的硬盘槽位，难满足大容量 需求 单个硬盘存放数据，数据可靠性 难以保证 存储空间利用率低 本地存储，数据分散
2021/2/4
份软件，可以实现无服务器备份功能；NAS系统的前期投入相对较高。
NAS内每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS）使用同一个文件管理
系统；NAS关注应用、用户和文件以及它们共享的数据；磁盘I/O会占用业务网络带宽。
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SAN (Storage Area Network)
FC接口能够支持1Gb/s 、2Gb/s和4Gb/s的数据传输速率。 FC支持最长的长度超过了10km。 FC硬盘支持双FC接口同时工作，可互为备份，并为硬盘提供电源和控制
系统内部所有硬盘上数据的输入和输出。
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存储基础知识
1.1 存储组网形态 1.2 存储接口技术 1.3 RAID 1.4 磁盘的热备与重构 1.5 存储冗余 1.6 快照与复制 1.7 备份基础知识 1.8 远程容灾基础知识