《RAID網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)概論》PPT課件

1、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)導(dǎo)論P(yáng)art_01 基礎(chǔ)知識(shí)日期: 2022/7/162022/7/161精選PPT第1章RAID與大容量存儲(chǔ)本章目的： 了解海量存儲(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)； 掌握RAID及RAID分級(jí)的概念2022/7/162精選PPTRAID概念RAID的全稱為Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks，而不是某些詞典中所說的Redundant Access Independent Disks，它的中文名稱為廉價(jià)（獨(dú)立）磁盤冗余陣列。RAID 等級(jí)磁盤陣列針對(duì)不同的應(yīng)用使用不同的技術(shù)，稱為RAID 等級(jí)，每一等級(jí)代表一種技術(shù)2022/7/163精選PPTR

2、AID-0等級(jí)RAID0（Striped Disk Array without Fault Tolerance，沒有容錯(cuò)設(shè)計(jì)的條帶磁盤陣列）,如圖1-1所示圖1-1 RAID0結(jié)構(gòu)圖解2022/7/164精選PPTRAID-1等級(jí)RAID-1的定義是Mirroring and Duplexing（相互鏡像）結(jié)構(gòu)如圖1-2所示2022/7/165精選PPTRAID-2等級(jí)RAID2是目前最為復(fù)雜的RAID系統(tǒng)等級(jí)之一RAID2之所以復(fù)雜是因?yàn)樗捎昧嗽缙诘腻e(cuò)誤檢測(cè)與修正技術(shù)漢明碼（Hamming Code）校驗(yàn)技術(shù)圖1-4 RAID-2結(jié)構(gòu)圖解2022/7/166精選PPTRAID-3等級(jí)RAI

3、D3的定義是Parallel Transfer with Parity(并行傳輸及校驗(yàn)）圖1-5 RAID-3結(jié)構(gòu)圖解2022/7/167精選PPTRAID-4等級(jí)定義是Independent Data Disks with Shared Parity Disk(獨(dú)立的數(shù)據(jù)硬盤與共享的校驗(yàn)硬盤）圖1-6 RAID-4結(jié)構(gòu)圖解2022/7/168精選PPTRAID-5 等級(jí)RAID-5和RAID-4相似，但避免了RAID-4的瓶頸，方法是不用校驗(yàn)磁盤而將校驗(yàn)數(shù)據(jù)以循環(huán)的方式放在每一個(gè)磁盤中2022/7/169精選PPTRAID-6和RAID-7等級(jí)RAID-6（Independent Data

4、Disks with Two Independent Distributed Parity Schemes，帶有2個(gè)獨(dú)立分布式校驗(yàn)方案的獨(dú)立數(shù)據(jù)硬盤）等級(jí)是在RAID5基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)而設(shè)計(jì)的一種RAID方式，實(shí)際上是一種擴(kuò)展RAID5等級(jí)RAID-7不僅僅是一種技術(shù)，還是一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)（storage computer）。RAID7存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（storage computer operating system）是一套實(shí)時(shí)事件驅(qū)動(dòng)操作系統(tǒng)，主要用來進(jìn)行系統(tǒng)初始化和安排RAID7磁盤陣列的所有數(shù)據(jù)傳輸，并把它們轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器上2022/7/1610精選PPT第2

5、章磁盤存儲(chǔ)陣列容錯(cuò)和性能介紹本章目的： 理解磁盤陣列的容錯(cuò)功能； 掌握磁盤陣列在一些不同應(yīng)用背景下的性能2022/7/1611精選PPT磁盤輸入輸出系統(tǒng)的4大要求(1) 增加存取速度； (2) 容錯(cuò)（fault tolerance），即安全性； (3) 有效地利用磁盤空間； (4) 最大限度地平衡CPU、內(nèi)存及磁盤的性能差異，提高計(jì)算機(jī)的整體工作性能2022/7/1612精選PPT磁盤陣列的額外容錯(cuò)功能 多數(shù)據(jù)流對(duì)磁盤陣列系統(tǒng)性能的影響單主機(jī)連接情況下的磁盤陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)性能多主機(jī)同時(shí)訪問時(shí)系統(tǒng)性能變化來自不同主機(jī)的多個(gè)數(shù)據(jù)流對(duì)小規(guī)模磁盤陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的影響來自不同主機(jī)的多個(gè)數(shù)據(jù)流對(duì)大規(guī)模磁盤

6、陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的影響來自不同主機(jī)的多個(gè)數(shù)據(jù)流對(duì)NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的影響產(chǎn)品舉例分析2022/7/1613精選PPT相關(guān)磁盤陣列存儲(chǔ)術(shù)語SCSI(Small Computer System Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）ATA(AT Attachment，AT嵌入式接口)即俗稱的IDE（Integrated Drive Electronics）Serial ATA（串行ATA,SATA）采用的是串行數(shù)據(jù)傳輸方式NAS（Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)DAS（Direct Attached Storage，直連式存儲(chǔ)）SAN（Storage Area Ne

7、twork，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）Array 磁盤陣列模式是把幾個(gè)磁盤的存儲(chǔ)空間整合起來，形成一個(gè)大的、單一連續(xù)的存儲(chǔ)空間Array Spanning(陣列跨越)2022/7/1614精選PPT第3章存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本章目的： 介紹與存儲(chǔ)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； 介紹存儲(chǔ)網(wǎng)路體系結(jié)構(gòu)； 討論新一代多層智能化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)； 討論存儲(chǔ)網(wǎng)路的發(fā)展趨勢(shì)； 2022/7/1615精選PPT存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)SCSI是連接存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器的最通用的方法TCP/IPTCP協(xié)議和IP協(xié)議共同構(gòu)成了通信協(xié)議族，這組協(xié)議是Internet獲得成功的主要因素以太網(wǎng)最早由Xerox公司所開發(fā)的以太網(wǎng)（IEEE 802.3）是局域網(wǎng)領(lǐng)域得到最廣泛使

8、用的技術(shù)，也是桌面計(jì)算機(jī)互聯(lián)的最佳技術(shù)Fiber Channel大多數(shù)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Networks，SAN)都是基于一個(gè)叫做Fiber Channel(FC)的體系結(jié)構(gòu)。FC的發(fā)展是為了解決服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的通信要求。這些要求包括速度、容量和可靠性等2022/7/1616精選PPT存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)直連式存儲(chǔ)（DAS）在直連式存儲(chǔ)（Direct Attached Storage，DAS）方式中，存儲(chǔ)設(shè)備是通過電纜（通常是SCSI接口電纜）直接連到服務(wù)器的，輸入輸出（I/O）請(qǐng)求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備DAS結(jié)構(gòu)如圖3-1所示2022/7/1617精選PPT存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

9、連接存儲(chǔ)（NAS）網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(Network Attached Storage,NAS)，即將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上，提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)結(jié)構(gòu)如圖3-2所示2022/7/1618精選PPT存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Networks,SAN)是一個(gè)用在服務(wù)器和存儲(chǔ)資源之間的、專用的、高性能的網(wǎng)絡(luò)體系，為實(shí)現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的傳輸而進(jìn)行了專門的優(yōu)化SAN與NAS的區(qū)別和聯(lián)系技術(shù)上是互補(bǔ)SAN是以數(shù)據(jù)為中心的，而NAS是以網(wǎng)絡(luò)為中心的2022/7/1619精選PPT以太網(wǎng)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的多層環(huán)境iSCSIiSCSI(Internet SCSI,Int

10、ernet小型計(jì)算機(jī)接口)是IETF（Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）制訂的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，用于將SCSI數(shù)據(jù)塊映射成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包FCIP(Fiber Channel over IP)是在TCP/IP上用管道技術(shù)來實(shí)現(xiàn)Fiber Channel的受推薦標(biāo)準(zhǔn)。它采用封裝技術(shù)將Fiber Channel協(xié)議封裝在IP包中，以使它能夠通過IP網(wǎng)SAN的應(yīng)用(1) 數(shù)據(jù)共享(2) 存儲(chǔ)共享(3) 數(shù)據(jù)備份 (4) 災(zāi)難恢復(fù)2022/7/1620精選PPT存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展多層智能化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)用一種層次化的方式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)智能，為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展開辟了一個(gè)新的

11、紀(jì)元存儲(chǔ)管理的自動(dòng)化與智能化提高存儲(chǔ)效率減少總體擁有成本，增加投資回報(bào)2022/7/1621精選PPT如何建造企業(yè)SAN系統(tǒng)怎樣才能找到建設(shè)存儲(chǔ)環(huán)境的最佳構(gòu)件？從目前的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，最佳構(gòu)件即是由其最終建成的基礎(chǔ)設(shè)施能給予應(yīng)用系統(tǒng)充分支持，并能隨業(yè)務(wù)需要靈活擴(kuò)展。SAN應(yīng)用系統(tǒng)評(píng)估包括以下5項(xiàng)1. 應(yīng)用要求2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求3. 備份和災(zāi)難恢復(fù)戰(zhàn)略4. 網(wǎng)絡(luò)連接要求5. 服務(wù)器連接要求2022/7/1622精選PPT1. 應(yīng)用要求1） 宕機(jī)冗余2） 性能3） 增長2022/7/1623精選PPT2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求1） 數(shù)據(jù)位置了解數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)的位置很關(guān)鍵。數(shù)據(jù)是放在統(tǒng)一的存儲(chǔ)庫中，還是分布在存儲(chǔ)

12、小區(qū)內(nèi)； 存儲(chǔ)據(jù)點(diǎn)之間的電纜距離和與服務(wù)器的連接等都必須要納入考慮范圍。長途連接(大于10km)會(huì)有特別的連接要求，如支持長途連接的Switch、光纖信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器和橋接等。2） 數(shù)據(jù)量需要存取的數(shù)據(jù)量是決定網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量的關(guān)鍵因素。存儲(chǔ)陣列的規(guī)模和性能特點(diǎn)將決定支持陣列的必要網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量。此外，每個(gè)存儲(chǔ)端口支持的服務(wù)器數(shù)量由存儲(chǔ)制造商確定，以避免網(wǎng)絡(luò)堵塞和瓶頸。3） 數(shù)據(jù)和存取共享2022/7/1624精選PPT3. 備份和災(zāi)難恢復(fù)戰(zhàn)略集中式、離網(wǎng)、少服務(wù)器備份是促使企業(yè)實(shí)施SAN的主要因素。關(guān)于備份如何生成的評(píng)估也是必要的，因?yàn)樗鼘Q定連接范圍和吞吐量大小。集中式備份戰(zhàn)略要求設(shè)計(jì)完

13、備的SAN。為了使戰(zhàn)略成功，從備份設(shè)備到每一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間都應(yīng)該有一條高速、高可用性的數(shù)據(jù)路徑2022/7/1625精選PPT4. 網(wǎng)絡(luò)連接要求1） 端口計(jì)數(shù)要求評(píng)估支持現(xiàn)有和未來增長所需網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)十分重要。如果在部署初期沒有考慮增長因素，事后不斷追加網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和重新配置會(huì)浪費(fèi)大量資源，并增加宕機(jī)時(shí)間。在最初設(shè)計(jì)中，如果沒有包括完備的擴(kuò)展戰(zhàn)略，在實(shí)際應(yīng)用中不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)傳輸量不平衡的現(xiàn)象，并最終影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能和可用性。2） 網(wǎng)絡(luò)傳輸模式為統(tǒng)一存儲(chǔ)而實(shí)施的SAN與為少服務(wù)器備份應(yīng)用而實(shí)施的SAN的傳輸模式有很大不同。服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的新連接需要考慮額外的端口計(jì)量。如果忽略了這一點(diǎn)，S

14、AN沒有為傳輸量的增長做好準(zhǔn)備，當(dāng)數(shù)據(jù)在全網(wǎng)范圍內(nèi)傳輸時(shí)，很有可能產(chǎn)生“瓶頸”。3） 帶寬要求2022/7/1626精選PPT5. 服務(wù)器連接要求每個(gè)服務(wù)器的SAN連接請(qǐng)求需要從帶寬、性能和可用性等方面確定，目的是了解每一種連接在正常和高峰傳輸環(huán)境中的不同要求2022/7/1627精選PPT存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的交換機(jī)如果是支持大型企業(yè)應(yīng)用，就需要多類型的交換機(jī)（Switch），每種Switch在基礎(chǔ)設(shè)施中承擔(dān)不同的任務(wù)。有些Switch承擔(dān)到存儲(chǔ)庫的主要連接，因此需要非常高的可用性。其他Switch用于支持服務(wù)器集群的整合，只需要高性能和較少端口數(shù)量Switch類型分為3種：光纖信道Switch（

15、Director）、網(wǎng)絡(luò)Switch和判優(yōu)環(huán)路Switch(或稱環(huán)路Switch)分類也不是絕對(duì)的，某個(gè)廠商的Director在一定情況下可能是另一廠商的網(wǎng)絡(luò)Switch2022/7/1628精選PPT不同類型Switch比較1） 可用性可用性用于衡量Switch正常運(yùn)行時(shí)間，也用于衡量滿足應(yīng)用系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需要的能力2） 性能無論是只安裝一臺(tái)Switch，還是要建立完整網(wǎng)絡(luò)，性能問題都不能回避。Switch的性能取決于Switch的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)性能實(shí)際上取決于整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸模式3） 擴(kuò)展性擴(kuò)展性指的是SAN能以對(duì)業(yè)務(wù)損害最小的方式增大規(guī)模4） 成本在采購網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，成本是最重要

16、的考慮因素2022/7/1629精選PPT企業(yè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展，管理重點(diǎn)從Switch轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)，管理問題變得重要起來SAN交換機(jī)管理側(cè)重Switch配置和流量監(jiān)控。該功能有助于用戶評(píng)估端口的應(yīng)用情況和Switch的總?cè)萘烤W(wǎng)絡(luò)管理則側(cè)重于全網(wǎng)運(yùn)行，而非某個(gè)Switch網(wǎng)絡(luò)故障隔離和恢復(fù)也是網(wǎng)絡(luò)管理的重點(diǎn)在多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中，用戶要管理異構(gòu)SAN，要使用多種管理工具，導(dǎo)致管理變得更加復(fù)雜，成本也更高2022/7/1630精選PPT第4章備份帶庫本章目的： 引入磁帶庫的概念； 介紹磁帶庫的發(fā)展史； 介紹磁帶庫的評(píng)估指標(biāo)及其重要性2022/7/1631精選PPT磁帶庫基礎(chǔ)磁帶存儲(chǔ)還是由于其

17、本身固有的特質(zhì)確保青春不老主要概念1. 磁帶庫的機(jī)械手2. 磁帶庫分區(qū) 3. 磁帶庫連接 4. 廣泛兼容的連接性5. 多類型磁帶機(jī)支持 6. 海納百川的容量7. 穩(wěn)步提高的性能 8. 逐漸進(jìn)步的可靠性9. 磁帶庫的分類2022/7/1632精選PPT磁帶庫備份工作原理圖4-1是磁帶庫備份工作原2022/7/1633精選PPT圖4-2典型SAN拓?fù)鋱D2022/7/1634精選PPT4.2磁帶庫的發(fā)展1. 虛擬磁帶庫 虛擬磁帶庫將磁盤空間模擬成磁帶，在傳統(tǒng)的磁帶備份系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)直接從應(yīng)用系統(tǒng)傳輸?shù)酱艓е?，使用虛擬磁帶庫以后，數(shù)據(jù)首先備份到虛擬磁帶庫即磁盤中，然后由虛擬磁帶庫再備份到磁帶上特點(diǎn)2. 磁帶庫的智能化磁帶庫的智能化就是充分發(fā)揮軟件的功能，加