TP002-存儲基礎(chǔ)知識

存儲基礎(chǔ)知識培訓(xùn)TP002-StorageBaseKnowledge星河大帝NEC(China)Co.,Ltd.NECTechnical

Certification

(PrimaryLevel)主要內(nèi)容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構(gòu)存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術(shù)光纖通道技術(shù)星河大帝存儲備份技術(shù) 主要內(nèi)容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構(gòu)存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術(shù)光纖通道技術(shù)存儲備份技術(shù) 存儲是什么?廣義:存放電子數(shù)字信息的介質(zhì)狹義:陣列、帶庫、交換機等專業(yè)存儲設(shè)備存儲系統(tǒng)的架構(gòu)TP002-SBK存儲分類:以記錄方式來劃分：磁記錄（軟盤、磁帶機、磁帶庫）光記錄（CD、DVD、MD、MO等）以數(shù)據(jù)訪問方式劃分：在線存儲離線存儲存儲系統(tǒng)的架構(gòu)TP002-SBK系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)一個自由存在的，不必屬于任何特定系統(tǒng)的實體一種可以共同享用的財富，需要加以保護和存儲存儲產(chǎn)品和體系結(jié)構(gòu)也需要制定研究和規(guī)劃

存儲系統(tǒng)的架構(gòu)TP002-SBK單機存儲－非網(wǎng)絡(luò)環(huán)境大型機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)開放系統(tǒng)客戶/服務(wù)器存儲開放系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)TP002-SBKDAS(

DirectAttachedStorage)直接掛接存儲SAN(StorageAreaNetwork)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)

NAS(NetworkAttachedStorage)網(wǎng)絡(luò)掛接存儲

存儲的架構(gòu)TP002-SBKDAS-直聯(lián)存儲NAS-附網(wǎng)存儲SAN-區(qū)域存儲存儲架構(gòu)的發(fā)展TP002-SBKDAS－DirectAttachedStorage存儲設(shè)備(通常為磁盤或磁帶)通過電纜直接與計算機相連.

系統(tǒng)存取訪問I/O請求(又稱為協(xié)議或命令)直接在計算機和存儲設(shè)備間進行.存儲的架構(gòu)—DASTP002-SBKNAS－NetworkAttachedStorage

一種直連到網(wǎng)絡(luò)（LANorWAN）里的特殊用途的存儲設(shè)備突出的文件服務(wù)性能向異構(gòu)客戶端平臺提供高可用的數(shù)據(jù)共享存儲的架構(gòu)—NASTP002-SBK直接與LANs,WANs相連突出的文件服務(wù)性能對所有客戶端的數(shù)據(jù)高可用性異構(gòu)平臺文件共享與已經(jīng)存在的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)無縫集成簡單的存儲管理存儲的架構(gòu)—NAS的優(yōu)勢TP002-SBKSAN－StorageAreaNetwork是一種光纖路徑網(wǎng)絡(luò)主要目的用于在計算機和存儲設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)通過使用被稱為光纖路徑技術(shù)（FCP）的串行SCSII/O協(xié)議來傳輸I/O流量存儲的架構(gòu)—SANTP002-SBK任意兩點之間的連接和通訊所有的系統(tǒng)主機共享存儲資源存儲數(shù)據(jù)的傳輸與應(yīng)用分開獨立可伸縮的存儲資源存儲資源的集中化管理數(shù)據(jù)高可用性數(shù)據(jù)訪問容錯能力存儲的架構(gòu)—SAN的優(yōu)勢TP002-SBKNAS–基于LAN存儲設(shè)備文件管理易于安裝進入成本低在多平臺之間提供資源共享SAN–一種專用存儲網(wǎng)絡(luò)更高的連通性和帶寬更好的擴展性最優(yōu)化的存儲協(xié)議異構(gòu)平臺的數(shù)據(jù)共享存儲的架構(gòu)—NAS和SAN比較TP002-SBK主要內(nèi)容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構(gòu)存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術(shù)光纖通道技術(shù)存儲備份技術(shù) 存儲系統(tǒng)的主要組成部分(硬件）TP002-SBK

GBIC與線纜

光纖通道卡HBAFibreChannel仲裁環(huán)路集線器FibreChannelFabric交換機Bridge–FC與SCSI之間轉(zhuǎn)換Extender-連接SAN孤島(FC-ATM/IP)存儲設(shè)備磁盤陣列、帶庫SAN管理軟件

存儲系統(tǒng)常見設(shè)備及分類TP002-SBKGBIC-GigabitInterfaceConverters在使用光纖介質(zhì)的光信號和電信號之間進行轉(zhuǎn)換包含一個發(fā)射信號的激光設(shè)備GBIC模塊被安裝在以下設(shè)備上：主機適配卡（HBA）光纖通道RAID控制器光纖通道集線器（HUB）光纖通道交換機（Switch）兩條通道—每通道連一條光纖真正的全雙工傳輸設(shè)備2–24存儲系統(tǒng)設(shè)備—GBICTP002-SBK信號轉(zhuǎn)換GBIC并行－串行電氣信號－光信號PSPS介質(zhì)并/串轉(zhuǎn)換電氣信號電氣信號光控制器GBICGBIC控制器并/串轉(zhuǎn)換存儲系統(tǒng)設(shè)備—GBIC（續(xù)）TP002-SBK電纜和GBIC的連接前推存儲系統(tǒng)設(shè)備—GBIC（續(xù)）TP002-SBK

GBIC的種類光纖銅纜1G2GSCSFPHSSDCDB9HSSDC2速率連接線纜存儲系統(tǒng)設(shè)備—GBIC（續(xù)）TP002-SBK電纜銅纜便宜無需激光發(fā)射設(shè)備短距離

光纖線纜核心層敷層表層存儲系統(tǒng)設(shè)備—電纜TP002-SBK多模：Multi-modeFiber125umcladding125umcladding50umcore62.5umcore單模：Single-modeFiber125umcladding9umcore50/125500meters62.5/125240meters9/12510kilometers存儲系統(tǒng)設(shè)備—光纖線纜分類TP002-SBK

安裝在服務(wù)器上PCItoFCAdapter、SbustoFC

速度1Gb/s或2Gb/s，支持FC-AL協(xié)議、Fabric

光纖通道卡（HBA–HostBusAdapter）存儲系統(tǒng)設(shè)備—光纖通道卡TP002-SBK支持FC-SW標(biāo)準(zhǔn)每端口獨享100MB/200MB帶寬

提供SNS、RSCN等服務(wù)支持FC-AL協(xié)議每個LOOP共享100MB帶寬可管理或不可管理光纖交換機Switch光纖集線器HUB存儲系統(tǒng)設(shè)備—網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備TP002-SBK

將SCSI設(shè)備映象為光纖通道網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備

保護用戶現(xiàn)有投資存儲系統(tǒng)設(shè)備—FC-SCSI橋接器TP002-SBK

使得光纖通道可以在超過10公里的距離外傳輸

FCoverIP或FCoverATM

可應(yīng)用于災(zāi)難恢復(fù)、存儲集中

存儲系統(tǒng)設(shè)備—光纖通道ExtenderTP002-SBK主要內(nèi)容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構(gòu)存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術(shù)光纖通道技術(shù)存儲備份技術(shù) 來自于SASI（美國ShugartAssociates公司和NCR開發(fā)的小型硬盤和軟盤驅(qū)動器接口）I/O總線被廣泛用在計算機工業(yè)中的外圍設(shè)備1981年開始使用;1986年ANSI正式發(fā)布SCSI-1數(shù)據(jù)傳輸是以塊方式進行，塊是存放在存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)的典型的組織單元SCSI

技術(shù)基礎(chǔ)TP002-SBK通用性

在一條總線上可連接8/16臺主機和外設(shè)控制器，按照相同的控制方法連接磁盤、磁帶、光盤、半導(dǎo)體盤、打印機、繪圖儀等多種外設(shè)。高級接口

處于更高層次，與設(shè)備和主機無關(guān)的高級命令系統(tǒng)，該命令系統(tǒng)可以進行高級邏輯操作，從而對外設(shè)的更新?lián)Q代和系統(tǒng)的系列化提供了靈活的處理手段。高速傳率

異步和同步兩種數(shù)據(jù)傳送方式，從速度較低的打印機、軟磁盤到高性能的大容量磁盤裝置等廣泛領(lǐng)域均可使用。

配置靈活，可擴充性能好

總線上所有的設(shè)備是一種雙向?qū)Φ汝P(guān)系,總線能夠連接多臺主機，可用于系統(tǒng)間的通信，且系統(tǒng)擴充簡單，容易實現(xiàn)。支持多任務(wù)操作

SCSI提供了失連/再連和總線仲裁功能，可支持多任務(wù)處理。SCSI

協(xié)議的優(yōu)勢TP002-SBKSCSI總線—數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娎|從一個計算機系統(tǒng)連接到另一個總線帶寬—總線帶寬尺寸非常重要因為它要檢測某一時刻能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量總線速度—以MB為計量單位傳輸速率傳輸模式:NarrowSCSIbusWideSCSIbusFastSCSIUltraSCSIUltra2SCSI-3WideUltra2SCSI-3Ultra3SCSI-3SCSI定義TP002-SBK單端（Single-ended）高壓差分（HVD）低壓差分（LVD）Single-EndedLowVoltageDifferentialSingle-EndedLow-VoltageDifferentialSCSI電氣特性TP002-SBKSCSI設(shè)備類型TP002-SBKSCSI設(shè)備接口TP002-SBK主要內(nèi)容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構(gòu)存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術(shù)光纖通道技術(shù)存儲備份技術(shù) SCSI-2協(xié)議的缺點：接口復(fù)雜、總線長度短、可擴展性差、實時性差、可用帶寬較窄95年開始，ANSIX3T11在SCSI-2協(xié)議的基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(FDDI)、通道控制技術(shù)等成果，形成了光纖通道協(xié)議(20多個)，主要有：光纖通道物理和信號接口標(biāo)準(zhǔn)FC-PH關(guān)于光纖通道系統(tǒng)基本要求的FC-FG標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于交換連接的FC-SW標(biāo)準(zhǔn)仲裁環(huán)連接的FC-AL標(biāo)準(zhǔn)各種上層協(xié)議的接口標(biāo)準(zhǔn)，如SCSI-FCP光纖通道協(xié)議（FCP）TP002-SBKTransmissionProtocol–Encode/DecodeFramingProtocol–Framesarevisible,dataisnotCommonServices–Dataisvisible133MB/s2.125GB/s4.25GB/s1.062GB/s266MB/s531MB/s基本速率100MB/s階段2IP802.2IPI-3HIPPISCSIPhase1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通道協(xié)議物理介質(zhì)層級別FC-4FC-3FC-2FC-1FC-0階段1傳輸層信號協(xié)議層通用服務(wù)層映射層高層協(xié)議光纖通道協(xié)議分層TP002-SBKFC-0層—物理層介質(zhì)種類光學(xué)連接收發(fā)器Nx8

Bits10or

20Bits

PSPS物理介質(zhì)串行/并行轉(zhuǎn)換串行/并行轉(zhuǎn)換傳送接受數(shù)據(jù)8b/10b編碼8b/10b編碼數(shù)據(jù)1-BitSerial1-BitSerial10or20BitsNx8BitsFC-1層—編碼8-bit/10-bit編碼設(shè)計8Bits編碼to10傳輸短波

長波

銅纜

雙絞線

光纖通道協(xié)議分層（1）TP002-SBKFC-2level—幀協(xié)議幀數(shù)據(jù)建立不同的光纖通道數(shù)據(jù)傳輸機制管理數(shù)據(jù)傳輸次序FC-3level—通用服務(wù)保證現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)高級特性所需的通用服務(wù)FC-4level—映射定義了上層協(xié)議在其下的FC層的映射規(guī)則2–31光纖通道協(xié)議分層（2）TP002-SBK點對點仲裁環(huán)交換點對點仲裁環(huán)交換光纖通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)TP002-SBK點對點相對較便宜獨有的帶寬I/O僅在兩個設(shè)備之間傳遞光纖通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）TP002-SBK仲裁環(huán)同一時間只有單對設(shè)備通訊共享帶寬設(shè)備上使用LOOP節(jié)點在一個私有環(huán)路上支持126個設(shè)備可以連接到交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)里光纖通道仲裁環(huán)光纖通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）TP002-SBK交換光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥畲笾С?600萬個節(jié)點交換式工作－只有發(fā)生通訊的端口間出現(xiàn)流量高帶寬物理或邏輯隔離花費高于FC-AL通過支持NL_portprotocol的接口連入光纖網(wǎng)絡(luò)中交換機上端口為F_ports交換機上FL_ports支持環(huán)路連接光纖通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）TP002-SBK性能100MB/s，200MB/s標(biāo)準(zhǔn)10000MB/S標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義可