存储基础知识及技术介绍

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SAN的基本概念（连接）
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HBA卡
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
HP EVA
FC DISK
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存储虚拟化技术－阵列虚拟化
• 虚拟分区管理器 – 可创建最大32个虚拟存储单 元 • 独享Cache、前端通道 和后端资源（通道、磁 盘等） • 主机存储域（HSD）更 扩展连接性（FC 虚拟 端口技术） – 分区单独管理，保证安全性 – 允许异构环境整合 动态分配，静态使用 – 在分区之间可以重新分配资 源 优点 – 简化管理、服务质量（QoS） 控制 – 优化资源利用率 – 降低运行成本
企业信息安全系统 Enterprise Security System
Marketing
Financial
Services
Order
Sales
人 事
知识管理 Knowledge Management
办公室自动化系统 OAWorkflow System
决策支援及财务分析系统 DSS & FAS
电子邮件及信息系统 Email/Message System
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最广泛的连接性（FC/NAS/iSCSI）
FC/SAN
4Gbps解决方案 数据块级访问 文件级访问 通过IP网，实现 数据块级访问
NAS
iSCSI
HDS WMS/AMS
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内部分级存储管理（FC&SATA混合）
不同的信息不同数据分类
性能要求分级 BC要求分级
5 归档数据 4 3 近线数据 在线数据
FC
VTL
Media
成本要求分级
2 1
SATA
SAS
保存时间要求分级 1 2 3 4
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面向应用优化的存储解决方案 -虚拟化存储整合
CRM ERP SCM Notes WEB File system
• 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 – HDS USP-V – EMC DMX – IBM DS8000
数据价值
80 60 40 20 0 7 Days 14 Days 21 Days 28 Days 3 6 9 Months Months Months 1 Year
5 Years
10 Years
6
时间
Source: Enterprise Storage Group © 2007 Hitachi Data Systems
IT 数据库、存储及管理(Database, Storage, SAM) IT 软、硬件部署及管理(OS, H/W, S/W, NWM)
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应用优化的总成本考量(TCO)
TCO 相差 24%
$8
风险
环境因素
3-year TCSO
$6
数据保护
连接成本
Network Storage Controller
现在„存储整合、分层存储、扩展、利旧、 数据交换、性能改善、归档备份、单一管理 员、单一管理界面
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Agenda
数据发展的现状及需求 存储网络及协议 存储基本部件及组成
存储磁盘阵列柜的描述
• 针对磁盘等部件的损坏，采用RAID技术
• 针对存储设备的损坏，采用镜像技术
• 通过离线备份静态保存数据，一旦损坏即能快速恢复 • 远程数据复制技术实现数据容灾（基于硬件和软件） • HA高可用系统，使数据在任何时候都能被存取
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高端存储-企业级存储产品
浪废成本
$4
劳力
硬件、软件维护
$2
流程、人员投资 增加的MTS软件 3年资本支出
$ Millions
$-
总拥有成本（TCO）= 购买成本+ 使用成本
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信息的价值随时间而异
Data Base
120
100
Development Code Email Productivity Files MPEG
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SAN存储交换机
• 连接多个端口 (8,16,32,64,128,256 Ports) • 支持交换Fabric和传统loop设备 • 传输速率自适应 • 全双工性能, 使用Cut-through路由算法 • 交换机间提供32 Gb/秒逻辑干线合并ISL • 拓扑结构自动协调, 自动配置 (自恢复) • 端到端性能监控
“智能存储,应用为先”
——存储基础知识及技术介绍
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Agenda
数据发展的现状及需求 存储网络及协议 存储基本部件及组成
存储磁盘阵列柜的描述
存储技术及发展的亮点
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数据需求量爆炸性增长
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中端存储－Midrange模块化产品
• 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： – HDS AMS – EMC Clarrion – HP EVA – IBM DS4000, DS6000等
Local Area Network
Storage Area Network
Local Area Network
Storage
File System Storage
Storage
Storage
Direct Attach Storage
Network Attached Storage
Storage Area Network
AMS
SATA扩展模块
FC扩展模块
FC扩展模块
控制模块FC
关键、高性能、高安全应用（FC硬盘）、数据归档、备份（SATA硬盘）
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பைடு நூலகம்
RAID技术介绍
RAID0：单纯的数据条带化
RAID1：数据镜像
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存储磁盘阵列柜的描述
存储技术及发展的亮点
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SAN的基本概念（连接）
Server总线适配卡HBA
线缆 Cable 转接口GBIC/SFP
光纤Fabric Switch 存储子系统 SubSysterm
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生 产 Human Resource 采 购 财 务 Manufacture Purchasing
供 应 链 规 画
供应链管理 SCM 交
网 上 采 购 易 市 集 Internet Procurement Exchange Marketplace
Supply Chain Planning
商业智能系统 Business Intelligence
IP Storage Area Network
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存储连接网络协议类型
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SAN+NAS存储体系架构
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Agenda
数据发展的现状及需求 存储网络及协议 存储基本部件及组成
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企业业务信息系统部署
客户门户网站 Customer Portal 企业员工门户网站 Employee Info. Portal 供货商门户网站 Supplier Portal
客户关系管理 CRM
行 销 销 售 服 务 订 单
企业资源规划 ERP
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RAID技术介绍
RAID3：数据条带化、独立的奇偶校验磁盘
RAID5：数据条带化、校验数据分散写入
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RAID技术介绍
RAID6：4D+2P
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Agenda
数据发展的现状及需求 存储网络及协议 存储基本部件及组成
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存储系统内部结构名称
典型存储系统内部部件包括: 接主机通道卡（CHA） 高速缓存（Cache ） 接磁盘阵列控制卡（ACP） 磁盘（HDD）＋RAID排列
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磁盘阵列数据保护机制
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Agenda
数据发展的现状及需求 存储网络及协议 存储基本部件及组成
存储磁盘阵列柜的描述
存储技术及发展的亮点
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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
存储技术及发展的亮点
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存储连接网络发展现状
DAS 逐渐消失
Local Area Network
NAS
SAN
IP-SAN
Application
Applicatio n File System
Application File System
Application File System
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中端存储产品技术衡量指标
• • • • • • • 良好的 产品体系结构 CPU类型、主频（处理能力）、数量、类型 Cache的容量、算法 读、写IOPS值,数据带宽 磁盘通道类型和磁盘连接方式 Raid校验方式（ASIC/CPU软件)，RAID类型 软件:-磁盘阵列管理软件 -多路径管理软件 -快照/卷复制软件 - 远程复制软件
存储磁盘阵列柜的描述
存储技术及发展的亮点
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存储虚拟化技术－存储空间虚拟化
应用服务器
EMC CX
SATA DISK
EMC DMX
FC DISK
IBM DS
FC DISK
IP SAN Network
HDS AMS
FC&SATA DISK
存储控制器实现 虚拟存储池
Virtual Private Storage 8 FC Storage Ports Multiple LUN 0’s 16GB Cache 100GB HP Disk 20GB 100% Avail Disk 50GB Archive Disk Virtual Private Storage 8 FC Storage Ports Multiple LUN 0’s 32GB Cache 500GB HP Disk 60GB 100% Avail Disk 2TB Archive Disk Virtual Private Storage 2 FC Storage Ports Multiple LUN 0’s 24GB Cache 200GB HP Disk 80GB 100% Avail Disk 20GB Archive Disk Virtual Private Storage 2 IP Storage Ports Multiple LUN 0’s 8GB Cache 20GB HP Disk 20GB 100% Avail Disk 100GB Archive Disk
数据量需求复合增长率（GAGR）50%
10000% 9000% 8000% 7000% 6000%
5000%
4000% 3000% 2000% 1000% 0% CY 00 CY 01 CY 02 CY 03 CY 04 CY 05 CY06 CY07…… 数据量 存储管理员 存储预算
来源：Strategic Research, Gartner, CV estimates