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1、存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)存儲(chǔ)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)教材課程時(shí)間:50分鐘日期:2009年02月曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司四川技術(shù)服務(wù)部四川技術(shù)服務(wù)部目目 錄錄 1 存儲(chǔ)的發(fā)展和歷史1.1 存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展1.2 存儲(chǔ)介質(zhì)簡(jiǎn)介 2 RAID技術(shù) 3 主流存儲(chǔ)架構(gòu)1.1 存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展 存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,不斷的發(fā)展.先期的存儲(chǔ)只是用打孔機(jī)或者磁帶來(lái)存放數(shù)據(jù)。 硬盤的出現(xiàn),終結(jié)了打孔機(jī)和磁帶作為主要存儲(chǔ)手段的歷史。1956年9月,IBM的一個(gè)工程小組向世界展示了第一套磁盤系統(tǒng)IBM 350 RAMAC Random Access Method of A

2、ccounting and Control,雖然這套系統(tǒng)的總?cè)萘恐挥?MB,但卻起到了一個(gè)里程碑的作用。 在350 RAMAC之后,硬盤產(chǎn)業(yè)開始起步,從最初的24英寸發(fā)展到5.25英寸,從5MB的存儲(chǔ)量突破了100MB。如今,硬盤的容量已經(jīng)用T(1000G)來(lái)形容。硬盤最主要的功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。雖然在馮諾伊曼計(jì)算機(jī)體系中并沒(méi)有提到硬盤,但是從現(xiàn)在計(jì)算機(jī)使用情況來(lái)看,硬盤是計(jì)算機(jī)中最重要的部分,“硬盤有價(jià),數(shù)據(jù)無(wú)價(jià)”!隨著存儲(chǔ)介質(zhì)的不斷發(fā)展,存儲(chǔ)技術(shù)的也在不斷發(fā)展,形成了今天各種各樣的存儲(chǔ)架構(gòu),存儲(chǔ)解決方案。2 存儲(chǔ)介質(zhì)簡(jiǎn)介存儲(chǔ)介質(zhì)簡(jiǎn)介l打孔紙卡l穿孔紙袋l計(jì)數(shù)電子管l盤式磁帶l盒式錄音磁帶l磁鼓

3、l軟硬盤l硬盤機(jī)l硬盤lLD光盤l5寸光盤lDVD光盤l藍(lán)光DVD,HD-DVDlU盤,SSD硬盤2.1 最早期的存儲(chǔ)媒介最早期的存儲(chǔ)媒介打孔紙卡打孔紙卡最早的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介,在1725年由Basile Bouchon發(fā)明出來(lái),用來(lái)保存印染布上的圖案。但是關(guān)于它的第一個(gè)真正的專利權(quán),Herman Hollerith在1884年9月23日申請(qǐng)的,這個(gè)發(fā)明用了將近100年,一直用到了20世紀(jì)70年代中期。 由于能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)少的可憐,一般它是用來(lái)保存不同計(jì)算機(jī)的設(shè)置參數(shù)的。 2.2 容量比打孔紙卡大容量比打孔紙卡大穿孔紙帶穿孔紙帶 Alexander Bain(傳真機(jī)和電傳電報(bào)機(jī)的發(fā)明人)在1846年

4、最早使用了穿孔紙帶。紙帶上每一行代表一個(gè)字符,顯然穿孔紙帶的容量比打孔紙卡大多了。 2.3 電子應(yīng)用電子應(yīng)用計(jì)數(shù)電子管計(jì)數(shù)電子管 1946年RCA公司啟動(dòng)了對(duì)計(jì)數(shù)電子管的研究,這是用在早期巨大的電子管計(jì)算機(jī)中的,一個(gè)管子長(zhǎng)達(dá)10英寸(25厘米),能夠保存4096bits的數(shù)據(jù)。糟糕的是,它極其昂貴,所以在市場(chǎng)上曇花一現(xiàn),很快就消失了。 2.4 大型磁帶記錄大型磁帶記錄盤式磁帶盤式磁帶 在1950年代,IBM最早把盤式磁帶用在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上。因?yàn)橐痪泶艓Э梢源?萬(wàn)張打孔紙卡,于是它馬上獲得了成功,成為直到80年代之前最為普及的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備。 2.5最珍貴的回憶最珍貴的回憶盒式錄音磁帶盒式錄音磁帶

5、 一些計(jì)算機(jī),如ZX Spectrum,Commodore 64和Amstrad CPC使用它來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一盤90分鐘的錄音磁帶,在每一面(記得錄音磁帶是可以翻面的嗎)可以存儲(chǔ)700KB到1M的數(shù)據(jù)。 2.6 超長(zhǎng)的存儲(chǔ)設(shè)備超長(zhǎng)的存儲(chǔ)設(shè)備磁鼓磁鼓 一支磁鼓有12英寸長(zhǎng),一分鐘可以轉(zhuǎn)1萬(wàn)2千5百轉(zhuǎn)。它在IBM 650系列計(jì)算機(jī)中被當(dāng)成主存儲(chǔ)器,每支可以保存1萬(wàn)個(gè)字符(不到10K)。 2.7 早期盛行的移動(dòng)存儲(chǔ)早期盛行的移動(dòng)存儲(chǔ)軟磁盤軟磁盤 第一張軟盤,發(fā)明于1969年,當(dāng)時(shí)是一張8英寸的大家伙,可以保存80K的只讀數(shù)據(jù)。4年以后的1973年一種小一號(hào)但是容量為256K的軟盤誕生了:它的特點(diǎn)是可以

6、反復(fù)讀寫。從此一個(gè)趨勢(shì)開始了磁盤直徑越來(lái)越小,而容量卻越來(lái)越大。到了1990年代后期,我們可以找到容量為250MB的3.5英寸軟盤。 2.8 “重重”大突破大突破世界上第一臺(tái)硬盤機(jī)世界上第一臺(tái)硬盤機(jī) 1956年9月13日,IBM發(fā)布了305 RAMAC硬盤機(jī)。與之相關(guān)的計(jì)算機(jī)平平無(wú)奇,可是在存儲(chǔ)容量方面有著革命性的變化它可以存儲(chǔ)“海量”的數(shù)據(jù),“高達(dá)”4.4MB(5百萬(wàn)個(gè)字符),這些數(shù)據(jù)保存在50個(gè)24英寸的硬磁盤上。 2.9 現(xiàn)在最重要的存儲(chǔ)設(shè)備現(xiàn)在最重要的存儲(chǔ)設(shè)備硬盤硬盤 硬盤是現(xiàn)在還在發(fā)展中的一種技術(shù),圖中的日立Deskstar 7K500,是第一個(gè)達(dá)到500G容量的硬盤-是最早的IBM

7、 305 RAMAC的12萬(wàn)倍。我們面對(duì)的硬盤發(fā)展趨勢(shì)很明顯:越來(lái)越便宜的硬盤,有著越來(lái)越巨大的容量 。2.10 第一張視頻光盤第一張視頻光盤LD光盤光盤 1958年就發(fā)明光盤技術(shù)了,可是直到1972年,第一張視頻光盤才問(wèn)世,6年后的1978年它開始在市場(chǎng)上賣。那個(gè)時(shí)候的光盤是只讀的,雖然不能寫,但是能夠保存達(dá)到VHS錄像機(jī)水準(zhǔn)的視頻,使得它很有吸引力。 2.11 體積更小、容量更大體積更小、容量更大小光盤小光盤 我們常見的5寸光盤,是從LD光盤發(fā)展來(lái)的,可是它更小、容量更大。它是SONY公司和飛利浦公司在1979年聯(lián)合發(fā)布的,在1982年上市。一張典型的5寸光盤,可以保存700MB數(shù)據(jù)。 2

8、.12 采用紅外激光采用紅外激光DVD光盤光盤 DVD是使用了不同激光技術(shù)的CD,它采用了650納米的紅外激光(標(biāo)準(zhǔn)CD則采用780納米的紅色激光),這種激光技術(shù)使得DVD可以在同樣的面積中保存更多的數(shù)據(jù)。一張雙層DVD容量可達(dá)8.5GB 2.13 最先進(jìn)的存儲(chǔ)最先進(jìn)的存儲(chǔ)藍(lán)光藍(lán)光DVD、HD-DVD (470nm)藍(lán)色激光使得存儲(chǔ)的容量進(jìn)一步增長(zhǎng),目前看起來(lái),好像藍(lán)光DVD更流行一些。不過(guò)如果我們目光放更長(zhǎng)遠(yuǎn)一些,也許一種被稱為“Holographic Versatile Disc”的光盤,可以提供比藍(lán)光DVD大160倍的容量高達(dá)3.9TB,相當(dāng)于保存4600到11900小時(shí)的MPEG4格式

9、的電影。 2.14 U盤,盤,SSD硬盤硬盤 U盤:利用電子的有無(wú)表示0和1 SSD硬盤:又稱固態(tài)硬盤,與U盤同樣利用電子來(lái)存儲(chǔ)信息。未來(lái)存儲(chǔ) 全息技術(shù)(例如:機(jī)器人總動(dòng)員等科幻片中) 本技術(shù)已實(shí)現(xiàn),用于全息學(xué)的原理適用于各種形式的波動(dòng),如x射線、微波、聲波、電子波等。只要這些波動(dòng)在形成干涉花樣時(shí)具有足夠的相干性即可。光學(xué)全息術(shù)可望在立體電影、電視、展覽、顯微術(shù)、干涉度量學(xué)、投影光刻、軍事偵察監(jiān)視、水下探測(cè)、金屬內(nèi)部探測(cè)、保存珍貴的歷史文物、藝術(shù)品、信息存儲(chǔ)、遙感,研究和記錄物理變化極快的瞬時(shí)現(xiàn)象、瞬時(shí)過(guò)程(如爆炸和燃燒)等各個(gè)方面 生物DNA存儲(chǔ)(本技術(shù)已實(shí)現(xiàn)) 原子目目 錄錄 1 存儲(chǔ)的發(fā)

10、展和歷史 2 RAID技術(shù)2.1 RAID的概念2.2 RAID的特點(diǎn)2.3 RAID的級(jí)別2.4 RAID級(jí)別的比較2.5 RAID的實(shí)現(xiàn)方式2.6 RAID卡2.7 磁盤陣列2.8 RAID卡與磁盤陣列的區(qū)別2.9 RAID卡與磁盤陣列產(chǎn)品舉例 3 主流存儲(chǔ)架構(gòu)2.1 RAID的概念的概念 RAID是“Redundant Array of Inexpensive Disks”的縮寫,中文意思是廉價(jià)廉價(jià)磁盤冗余陣列磁盤冗余陣列。 組合小的廉價(jià)磁盤來(lái)代替大的昂貴磁盤,以降低大批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的費(fèi)用 采用冗余信息的方式,使得磁盤失效時(shí)不會(huì)使對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)受損失,從而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),并且能

11、適當(dāng)?shù)奶嵘龜?shù)據(jù)傳輸速度。捆綁2個(gè)或多個(gè)獨(dú)立物理磁盤成磁盤組(陣列)邏輯上做為一個(gè)大容量的硬盤供操作系統(tǒng)使用提高系統(tǒng)的讀寫性能具備容錯(cuò)性2.2 RAID的特點(diǎn)的特點(diǎn)2.3 RAID的級(jí)別的級(jí)別lRAID 0lRAID 1lRAID 2lRAID 3lRAID 4lRAID 5lRAID 6lRAID 7lRAID 10 (RAID 0+1)lRAID 30lRAID 502.3.1 RAID0概念:無(wú)差錯(cuò)控制的條帶化陣列,將多塊硬盤連接起來(lái)形成一個(gè)容量更大的存儲(chǔ)設(shè)備。2.3.2 RAID1概念概念:稱為鏡像,將一個(gè)磁盤上的數(shù)據(jù)完全復(fù)制到另一個(gè)磁盤上,百分百的數(shù)據(jù)冗余.2.3.3 RAID2概念:

12、 帶明碼校驗(yàn)的磁盤陣列,這種RAID模式中,磁盤驅(qū)動(dòng)器的第2的n次冪磁盤驅(qū)動(dòng)器是專門的校驗(yàn)盤.應(yīng)用比較少.2.3.4 RAID3概念:采用奇偶校驗(yàn)技術(shù),需要專門的一塊盤來(lái)存儲(chǔ)校驗(yàn)位.2.3.5 RAID4概念: 帶奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu),對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)按磁盤進(jìn)行,一塊專門的奇偶校驗(yàn)盤存儲(chǔ)校驗(yàn)位.應(yīng)用比較少.2.3.6 RAID5概念:帶分布式奇偶位的條帶,把校驗(yàn)位信息隨機(jī)地分布到所有的磁盤上,并非用單獨(dú)一個(gè)盤來(lái)存儲(chǔ)校驗(yàn)位,是目前應(yīng)用最廣泛的一種磁盤陣列模式.2.3.7 RAID6概念:帶有兩種分布式存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu),使用了分配在不同的磁盤上的第二種奇偶校驗(yàn)的增強(qiáng)性RAID5.2.

13、3.8 RAID7概念: 優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu),帶有智能化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)管理的軟件工具,采用非同步方式,配置復(fù)雜,實(shí)際應(yīng)用中很少見.2.3.9 RAID 10 (RAID 0+1)概念: 鏡像陣列條帶,既具有Raid0的高性能,又具有Raid1的安全性.2.3.10 RAID30概念: 專用奇偶位陣列條帶,有兩組RAID3的磁盤組成陣列,使用專門的奇偶位,再組成RAID0,實(shí)現(xiàn)跨磁盤抽取數(shù)據(jù).配置成本高,實(shí)際應(yīng)用中比較少見.2.3.11 RAID50、60概念: 分布奇偶位陣列條帶,由兩組RAID5、6磁盤組成,每組都使用了分布式奇偶位,兩組RAID5、6再組建成RAID0模式,實(shí)現(xiàn)

14、跨磁盤抽取數(shù)據(jù).本節(jié)知識(shí)點(diǎn)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)1、銷售要知道有這些東西2、要能正確讀出,并解釋其含義3、不常用的不要推薦4、技術(shù)要了解并能正確判斷出使用的形式5、能夠組建配置6、按要求給出方案2.4 RAID級(jí)別的比較(級(jí)別的比較(1/2)RAID0RAID1RAID2RAID3RAID4RAID5名稱條帶陣列鏡像陣列帶海明碼校驗(yàn)磁盤陣列專用校驗(yàn)條帶陣列專用校驗(yàn)條帶陣列分散校驗(yàn)條帶陣列允許故障否是是是是是冗余類型無(wú)副本校驗(yàn)校驗(yàn)校驗(yàn)校驗(yàn)熱備用操作不可可以可以可以可以可以磁盤數(shù)量2+2+(偶數(shù))3+3+3+3+可用容量最大最小較小中間中間中間減少容量無(wú)50%不定1個(gè)磁盤1個(gè)磁盤1個(gè)磁盤讀性能高(盤的數(shù)量決定

15、)中間大數(shù)據(jù)量高,小數(shù)據(jù)量低高高高安全性最差最好較好好好好典型應(yīng)用無(wú)故障的迅速讀寫允許故障的小文件、隨機(jī)數(shù)據(jù)寫入大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)允許故障的大文件、連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸允許故障的大文件、連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸允許故障的小文件、連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸2.4 RAID級(jí)別的比較級(jí)別的比較(2/2)RAID6RAID7RAID10RAID30RAID50、60名稱分布存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼建立磁盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)跨越鏡像陣列跨越專用校驗(yàn)陣列跨越分散校驗(yàn)陣列允許故障是是是是是冗余類型校驗(yàn)校驗(yàn)副本校驗(yàn)校驗(yàn)熱備用操作不可可以可以可以可以磁盤數(shù)量4+3+4+6+6+、8+可用容量較小較大最小中間中間減少容量每個(gè)陣列中2個(gè)磁盤每個(gè)陣

16、列中1個(gè)磁盤50%每個(gè)陣列中1個(gè)磁盤每個(gè)陣列中1個(gè)磁盤(2個(gè)磁盤)讀性能較低較高中間高高安全性好較好較好較好好典型應(yīng)用要求數(shù)據(jù)安全性較高的應(yīng)用大容量復(fù)雜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)允許故障高速度小文件、隨機(jī)數(shù)據(jù)寫入允許故障高大文件、連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸允許故障高速度小文件、連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸2.5 RAID的實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)現(xiàn)方式l軟件RAID方式l硬件RAID方式l零通道RAID2.5.1 軟件軟件RAID 軟RAID(software-basedRAID)是基于軟件的RAID。由于現(xiàn)在的很多服務(wù)器操作系統(tǒng)都集成了RAID功能。比如MicrosoftWindowsNT,Windows2000,Windows2003, Novel

17、lNetware和Linux。 軟件RAID集成于操作系統(tǒng),有比較低的始投資,但是它的CPU占用率非常高,并且只有非常有限的陣列操作功能。大多數(shù)情況下,由于軟件RAID是在操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn) RAID,軟RAID不能保護(hù)系統(tǒng)盤。亦即系統(tǒng)分區(qū)不能參與實(shí)現(xiàn)RAID。2.5.2 硬件硬件RAID 硬RAID是通過(guò)硬件方式實(shí)現(xiàn)的一種RAID方式,有專門的硬件來(lái)進(jìn)行RAID的計(jì)算,管理等,常見的RAID卡,以及控制器等方式的RAID方式都屬于硬RAID方式,它的優(yōu)點(diǎn)很多,占用CPU資源少,熱插拔,管理方便等,相對(duì)軟件RAID方式,成本較高。2.5.3 零通道零通道RAID 一種把初級(jí)的RAID功能附加給SC

18、SI或者SATA卡而產(chǎn)生的產(chǎn)品。它是基于硬和軟RAID之間的一種產(chǎn)品。它把軟件RAID功能集成到了產(chǎn)品的固件上,從而提高了產(chǎn)品的功能和容錯(cuò)能力。一般情況下它可以支持RAID0和RAID1,有的可以支持更高級(jí)的RAID。2.6 RAID卡卡概念:RAID卡就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)RAID功能的板卡,通常是由I/O處理器、SCSI控制器、SCSI連接器和緩存等一系列零組件構(gòu)成的 。2.6.1 RAID卡接口技術(shù)卡接口技術(shù)lIDEIDE接口接口lSCSISCSI接口接口lSATASATA接口接口lSASSAS接口接口目前主流接口類型:目前主流接口類型:IDE接口接口IDE即Integrated Drive El

19、ectronics,它的本意是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅(qū)動(dòng)器,我們常說(shuō)的IDE接口,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口,也叫PATA. l并行方式傳輸l傳輸距離受限,不超過(guò)0.4米l連接方式有主從之分l不支持熱插拔l線纜比較寬,不利于散熱SCSI接口(接口(1/3) SCSI直譯為小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專用接口(Small Computer System Interface)是一種連結(jié)主機(jī)和外圍設(shè)備的接口,支持包括磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、光驅(qū)、掃描儀在內(nèi)的多種設(shè)備。它由SCSI控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)操作,SCSI控制器相當(dāng)于一塊小型CPU,有自己的命令集和緩存。

20、 名稱標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出現(xiàn)年份理論帶寬關(guān)鍵特性SASI1979SCSI雛形SCSI-1SCSI-119862MB/s異步;8位SCSI-2SCSI-2198910MB/s同步;16位SCSI-3分離指令集,傳輸協(xié)議與物理接口脫離,成為獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)Fast-WideSPI/SIP199220MB/sUltraFast-20附加標(biāo)準(zhǔn)199540MB/sUltra2SPI-2199780MB/s低壓差分機(jī)制Ultra3SPI-31999160MB/s附加校驗(yàn)Ultra320SPI-42001320MB/s分包機(jī)制;QASSCSI接口(接口(2/3)SCSI接口(接口(3/3)l并行數(shù)據(jù)傳輸l支持多設(shè)備,1個(gè)通道

21、可以支持16個(gè)設(shè)備lSCSI設(shè)備的CPU占用率極低,確實(shí)在多任務(wù)系統(tǒng)中占有著明顯的優(yōu)勢(shì)。 lSCSI設(shè)備還具有智能化,SCSI卡自己可對(duì)CPU指令進(jìn)行排隊(duì),這樣就提高了工作效率。在多任務(wù)時(shí)硬盤會(huì)在當(dāng)前磁頭位置,將鄰近的任務(wù)先完成,再逐一進(jìn)行處理。SATA接口(接口(1/2) SATA是由PATA發(fā)展而來(lái)的, SATA是Serial ATA的縮寫,即串行ATA。這是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型,由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而得名。SATA接口(接口(2/2)lSerial ATA技術(shù)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸協(xié)議,不存在主從問(wèn)題,這樣每個(gè)驅(qū)動(dòng)器硬盤能夠獨(dú)享帶寬lSerial ATA采用七針數(shù)據(jù)線

22、纜.主要有四個(gè)針腳,第一針發(fā)送信號(hào),第二針接收信號(hào),第三針供應(yīng)電源,第四針為地線。長(zhǎng)度可以達(dá)到1米。l接插簡(jiǎn)單,支持熱插拔l內(nèi)置數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù).串行ATA技術(shù)在傳輸總線的兩端都引入了全新的CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))保護(hù)系統(tǒng),增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。SAS接口(接口(1/2)SAS技術(shù)是由SCSI技術(shù)發(fā)展而來(lái)的, SAS 是Serial Attached SCSI的縮寫,即串行連接SCSI。2001年11月26日,Compaq、IBM、LSI邏輯、Maxtor和Seagate聯(lián)合宣布成立SAS工作組,其目標(biāo)是定義一個(gè)新的串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備接口。它綜合了現(xiàn)有并行SCSI和串行連接技術(shù)(光纖通道、

23、SSA、IEEE1394及InfiniBand等)的優(yōu)勢(shì),以串行通訊為協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu),采用SCSI-3擴(kuò)展指令集并兼容SATA設(shè)備,是多層次的存儲(chǔ)設(shè)備連接協(xié)議棧。SAS接口(接口(2/2)l串行傳輸方式l向下兼通SATAl采用8b/10b編碼l擴(kuò)展性能好lSAS技術(shù)的全雙工模式,可以使設(shè)備在同一時(shí)間內(nèi)能夠以雙方向傳輸數(shù)據(jù).2.6.2 RAID卡的主要廠商卡的主要廠商lAdapteclLSIl建邦lPROMISE2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(1/9)磁盤陣列的特性:磁盤陣列的特性:1、增大存儲(chǔ)空間2、提高讀寫性能3、具有容錯(cuò)性磁盤陣列的以上特性通過(guò)RAID技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(2/9

24、)磁盤陣列的主要組成部分磁盤陣列的主要組成部分1、機(jī)箱2、控制器3、背板4、電源、散熱風(fēng)扇5、硬盤磁盤倉(cāng)位磁盤倉(cāng)位14冗余熱插拔冗余熱插拔ESM接口接口熱插拔風(fēng)扇熱插拔風(fēng)扇冗余熱插拔冗余熱插拔電源電源2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(3/9)磁盤陣列控制器磁盤陣列控制器概念: 控制器在磁盤陣列中啟著核心作用,RAID技術(shù)的實(shí)現(xiàn),以及數(shù)據(jù)的調(diào)用管理都有它來(lái)負(fù)責(zé),是一個(gè)磁盤陣列的心臟.2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(4/9)磁盤陣列磁盤陣列分類分類l 按尺寸盤位l 按主機(jī)接口l 按存儲(chǔ)介質(zhì)2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(5/9)磁盤陣列主機(jī)接口磁盤陣列主機(jī)接口SCSISASFCISCSIINFINIBANDPC

25、I-E2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(6/9)磁盤陣列磁盤通道磁盤陣列磁盤通道SCSISATASASFC2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(7/9)磁盤陣列常用參數(shù)磁盤陣列常用參數(shù)控制器數(shù)量處理芯片(處理器)Cache 大小電池保護(hù)主機(jī)接口數(shù)量及帶寬磁盤通道數(shù)量及帶寬Iops尺寸及盤位數(shù)擴(kuò)展性能支持的RAID級(jí)別2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(8/9)磁盤陣列高級(jí)功能磁盤陣列高級(jí)功能Lunmasking功能快照功能卷拷貝功能遠(yuǎn)程鏡像功能2.7 磁盤陣列(磁盤陣列(9/9)磁盤陣列控制器結(jié)構(gòu)圖(舉例)磁盤陣列控制器結(jié)構(gòu)圖(舉例)2.8 RAID卡與磁盤陣列的區(qū)別卡與磁盤陣列的區(qū)別RAID卡卡 磁盤陣列磁盤陣列

26、形態(tài) PCI插卡 SCSI設(shè)備 OS支持 OS DriverBIOS識(shí)別/SCSI SCSI通道 僅為磁盤通道 磁盤通道主機(jī)通道 獨(dú)立性依賴主機(jī)完全獨(dú)立 冗余性僅磁盤冗余 磁盤/電源/風(fēng)扇冗余 配置 僅配置磁盤 配置磁盤Map 常用界面 軟件界面 LCD界面 價(jià)格 相對(duì)廉價(jià) 較貴2.9 RAID卡與磁盤陣列產(chǎn)品舉例(卡與磁盤陣列產(chǎn)品舉例(1/2)產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹:Adaptec SCSI :Adaptec SCSI RAID 2130SLPRAID 2130SLP卡卡 l單通道 Adaptec 2130S Ultra320 PCI-X SCSI RAID 控制器l最大可接入15塊硬盤lPCI-

27、X接口, 64-bit/133 MHz l內(nèi)外各有一個(gè)一個(gè)68針高密scsi接口 ,來(lái)連接硬盤l支持0, 1, 10, 5, 50, JBOD lAdaptec Storage Manager 管理軟件,方便raid的管理2.9 RAID卡與磁盤陣列產(chǎn)品舉例(卡與磁盤陣列產(chǎn)品舉例(2/2)產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹: :曙光曙光DS6310DS6310l2U,16盤位lIBM PowerPC750Cxe處理器,專用硬件異或處理芯片l Cache 最大支持2GBl Raid 0,1,0+1,3,5,10,30,50l主機(jī)通道 2個(gè)320MB/s SCSIl磁盤通道 2個(gè)320MB/s SCSIl最大容量

28、3.6TB目目 錄錄 1 存儲(chǔ)的發(fā)展和歷史 2 RAID技術(shù) 3 主流存儲(chǔ)架構(gòu)3.1 DAS架構(gòu)3.2 NAS架構(gòu)3.3 SAN架構(gòu)3.4 ISCIS SAN3.5 存儲(chǔ)架構(gòu)對(duì)比3 主流存儲(chǔ)架構(gòu)主流存儲(chǔ)架構(gòu)lDAS架構(gòu)lNAS架構(gòu)lSAN架構(gòu)lISCSI SAN架構(gòu)3.1 DAS架構(gòu)(架構(gòu)(1/4) DAS是Direct Attached Storage的縮寫,即“直接連接存儲(chǔ)”。它是指將外置存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)連接電纜,直接連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。采用直接外掛存儲(chǔ)方案的服務(wù)器結(jié)構(gòu)如同PC機(jī)架構(gòu),外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備采用SCSI技術(shù),或者FC(Fibre Channel)技術(shù),直接掛接在內(nèi)部總線上的方式,數(shù)據(jù)

29、存儲(chǔ)是整個(gè)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分 。 3.1 DAS架構(gòu)(架構(gòu)(2/4)結(jié)構(gòu)示意:結(jié)構(gòu)示意:3.1 DAS架構(gòu)(架構(gòu)(3/4)l直連方式l基于塊設(shè)備級(jí)的訪問(wèn)模式l擴(kuò)展性差l資源浪費(fèi)l不宜集中管理結(jié)構(gòu)特點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn):3.1 DAS架構(gòu)(架構(gòu)(4/4)適用范圍適用范圍:l小型網(wǎng)絡(luò),成本較低l地理位置特別分散的網(wǎng)絡(luò)l特殊應(yīng)用的服務(wù)器3.2 NAS架構(gòu)(架構(gòu)(1/4) NAS系統(tǒng)擁有一個(gè)專用的服務(wù)器,服務(wù)器上安裝著一個(gè)優(yōu)化的文件系統(tǒng)和“瘦”操作系統(tǒng),其作用類似于一個(gè)專用的文件服務(wù)器。這種專用文件服務(wù)器去掉了通用服務(wù)器原有的大多數(shù)計(jì)算功能,僅僅提供文件系統(tǒng)功能,用于存儲(chǔ)服務(wù)。而且,NAS系統(tǒng)中的核心操作系統(tǒng)

30、是經(jīng)過(guò)特殊定制的,專門服務(wù)于文件請(qǐng)求且與主要的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境兼容。 3.2 NAS架構(gòu)(架構(gòu)(2/4)結(jié)構(gòu)示意:結(jié)構(gòu)示意:3.2 NAS架構(gòu)(架構(gòu)(3/4)特點(diǎn):特點(diǎn):l集中數(shù)據(jù)管理l基于文件級(jí),異構(gòu)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享l獨(dú)立于操作平臺(tái),不同類的文件共享 (NFS,CIFS)l真正的即插即用l存儲(chǔ)系統(tǒng)部署簡(jiǎn)單l存儲(chǔ)設(shè)備位置靈活l管理容易且成本較低l瀏覽器界面的操作/管理l存儲(chǔ)性能較低(通過(guò)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)備份)l投資成本較高而可靠度不高3.2 NAS架構(gòu)(架構(gòu)(4/4)適用范圍:適用范圍:l小型局域網(wǎng)絡(luò),廣域網(wǎng)l郵件系統(tǒng)、辦公OA,校園網(wǎng),文檔歸檔,VOD等l異構(gòu)平臺(tái)共享l對(duì)性能要求不是極高的應(yīng)用l基于文件系統(tǒng),

31、不適合數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用3.3 SAN架構(gòu)架構(gòu) 所謂的SAN(storage area network),即存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò),是指在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器群的后端,采用光纖通道等存儲(chǔ)專用協(xié)議連接成高速專用網(wǎng)絡(luò),使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與多種存儲(chǔ)設(shè)備直接連接。 SAN的最大特點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備之間的多對(duì)多連接,而且,這種連接是本地的高速連接。 SAN架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于:強(qiáng)大的擴(kuò)展性、多種存儲(chǔ)設(shè)備的集中和新架構(gòu)支撐下的新型數(shù)據(jù)應(yīng)用方式。 3.3.1 Fibre Channel(1/2) Fibre Channel (FC)是1994年由ANSI標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的一種適合于千兆位數(shù)據(jù)傳輸通信的成熟而安全的解決方案。Fibre Channel 與傳統(tǒng)的SCSI技術(shù)相比,除了提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速度,更遠(yuǎn)的傳輸距離,更多的設(shè)備連接支持,更穩(wěn)定的性能,更簡(jiǎn)易的安裝以外,最重要的是為SAN的發(fā)展提供了廣闊的天地.3.3.1 Fibre Channel(2/2)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交換式交換式 FabricArbitrated Loop (仲裁環(huán)仲裁環(huán))點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(Point-to-Point) 兩個(gè)設(shè)備之間互連仲裁環(huán)(Arbitrated Loop) 最多支持126個(gè)設(shè)備互連,形成一個(gè)仲裁環(huán) 交換式Fabric(Switch Fabric) 最多1千6百萬(wàn)個(gè)設(shè)備互連3.

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