HP存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)

1、 因?yàn)榇鎯?chǔ)變得越來越重要了！因?yàn)榇鎯?chǔ)變得越來越重要了！這么多數(shù)據(jù)，這么多數(shù)據(jù)，我該怎么辦？我該怎么辦？現(xiàn)代企業(yè)現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)的不斷增長帶來的問題數(shù)據(jù)的不斷增長帶來的問題用戶希望數(shù)據(jù)在線使用用戶希望數(shù)據(jù)在線使用開始轉(zhuǎn)向外置存儲(chǔ)系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向外置存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)在不斷增長數(shù)據(jù)在不斷增長縮短備份時(shí)間并縮短備份時(shí)間并保留多個(gè)備份版本保留多個(gè)備份版本 我的筆記本硬盤現(xiàn)在幾乎存滿了照片 需要追加外接存儲(chǔ)空間,于是我訂購了一塊80GB的USB硬盤$ 我將照片組織起來并分類存放以便日后查詢 我喜歡自己的照片, 可以一旦我丟失了自己的筆記本怎么辦? 我需要一套備份系統(tǒng)以免浪費(fèi)時(shí)間!用于存放數(shù)據(jù)信息的設(shè)備或者系統(tǒng)用于存放

2、數(shù)據(jù)信息的設(shè)備或者系統(tǒng)由多塊硬盤組成由多塊硬盤組成等同與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的外部存儲(chǔ)等同與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的外部存儲(chǔ)存儲(chǔ)是一個(gè)系統(tǒng)存儲(chǔ)是一個(gè)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果帶寬帶寬bandwidth 數(shù)據(jù)傳輸能力（數(shù)據(jù)傳輸能力（data transfer capacity）的同義詞。）的同義詞。 數(shù)據(jù)的最大傳輸率。帶寬有時(shí)用來表示發(fā)送信號(hào)的能力，數(shù)據(jù)的最大傳輸率。帶寬有時(shí)用來表示發(fā)送信號(hào)的能力，有時(shí)用來表示數(shù)據(jù)傳輸（包括協(xié)議開銷）能力（例如有時(shí)用來表示數(shù)據(jù)傳輸（包括協(xié)議開銷）能力（例如Fibre Channel）。）。 吞吐量吞吐量 throughput單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能夠處理的單位時(shí)間內(nèi)

3、系統(tǒng)能夠處理的I/O請(qǐng)求數(shù)量。一般以每秒處請(qǐng)求數(shù)量。一般以每秒處理的理的I/O請(qǐng)求數(shù)量為單位，此處的請(qǐng)求數(shù)量為單位，此處的I/O請(qǐng)求是一種向存儲(chǔ)請(qǐng)求是一種向存儲(chǔ)子系統(tǒng)請(qǐng)求執(zhí)行讀或?qū)懖僮鞯恼?qǐng)求。子系統(tǒng)請(qǐng)求執(zhí)行讀或?qū)懖僮鞯恼?qǐng)求。IOPSInput/Output Per Second每秒鐘可處理的輸入每秒鐘可處理的輸入-讀讀/輸出輸出-寫請(qǐng)求數(shù)量寫請(qǐng)求數(shù)量數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率iops X spi （spi：sizeper IO），），io size增大，或者增大，或者iops增大，均會(huì)影響增大，均會(huì)影響傳輸速率傳輸速率擴(kuò)展性擴(kuò)展性 scalability在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過一種方式使系統(tǒng)的發(fā)展能保

4、持每個(gè)系在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過一種方式使系統(tǒng)的發(fā)展能保持每個(gè)系統(tǒng)之間的獨(dú)立性和恒量比率。例如，一個(gè)統(tǒng)之間的獨(dú)立性和恒量比率。例如，一個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)隨著子系統(tǒng)隨著磁盤的增加，總線增加，從而數(shù)據(jù)傳輸容量也隨之增加，磁盤的增加，總線增加，從而數(shù)據(jù)傳輸容量也隨之增加，即成為擴(kuò)展。即成為擴(kuò)展。 冗余性冗余性在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)二套或二套以上的完成同一給定任務(wù)的設(shè)備在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)二套或二套以上的完成同一給定任務(wù)的設(shè)備的技術(shù)的技術(shù) 。硬件部件、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)架構(gòu)硬件部件、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)架構(gòu)JBOD Just a Bunch of Disk中端磁盤陣列中端磁盤陣列 單單/雙控制器設(shè)計(jì)雙控制器設(shè)計(jì),RAID機(jī)制機(jī)制,冗余設(shè)計(jì)冗余設(shè)計(jì)高

5、端磁盤陣列高端磁盤陣列 智能多控制器智能多控制器,最佳的擴(kuò)展性及可用性最佳的擴(kuò)展性及可用性 Copyright 2002 Storage Networking Industry Association. All Rights Reserved.應(yīng)用服務(wù)器結(jié)構(gòu)應(yīng)用服務(wù)器結(jié)構(gòu)通用磁盤陣列結(jié)構(gòu)通用磁盤陣列結(jié)構(gòu) Copyright 2002 Storage Networking Industry Association. All Rights Reserved.硬盤抽屜控制器或擴(kuò)展模塊背板電源,風(fēng)扇供應(yīng)模塊常見磁盤陣列主要模塊常見磁盤陣列主要模塊iSCSI 1Gb,10GbSASSAS: 3Gb,6G

6、bFibre Channel 2Gb,4Gb,8Gb,10Gb 數(shù)據(jù)單位計(jì)算方式以 磁盤容量計(jì)算方式以RAID技術(shù)概念技術(shù)概念RAID技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)RAID級(jí)別介紹級(jí)別介紹 Copyright 2002 Storage Networking Industry Association. All Rights Reserved. RAID Redundant Array of Inexpensive Disks將多塊硬盤分組虛擬成一個(gè)單獨(dú)的硬盤將多塊硬盤分組虛擬成一個(gè)單獨(dú)的硬盤,使其得到更大的空間使其得到更大的空間,更快更快的速度以及更高的實(shí)用性的速度以及更高的實(shí)用性Multiple hard

7、disk drivesto becomeLarge virtual hard drive存儲(chǔ)子系統(tǒng)存儲(chǔ)子系統(tǒng)JBODRAID 系統(tǒng)Raid的作用和優(yōu)勢(shì)的作用和優(yōu)勢(shì)容量和可管理性Capacity性能優(yōu)勢(shì)PerformanceStripe可靠性和可用性Availability Redundancy、Parity、rebuild、hot swap&host spare無無RAID機(jī)制機(jī)制如果硬盤損壞,數(shù)據(jù)會(huì)丟失使用使用 RAID保護(hù)保護(hù)當(dāng)一塊硬盤失效數(shù)據(jù)依然完成數(shù)據(jù)依然完成無無RAID機(jī)制機(jī)制使用使用 RAID機(jī)制機(jī)制磁盤容量=每塊硬盤容量磁盤容量磁盤容量= N x每塊硬盤容量每塊硬盤容量N

8、 drives1N( RAID 0為例)Software setupAccess TimeData TransferSoftware Completion全部請(qǐng)求執(zhí)行時(shí)間WithRAIDI/O 1I/O 2I/O 1I/O 2(Disk 1)(Disk 2)Time SavedWithoutRAID(RAID 0為例)Write-ThroughWriteReadWrite1. Host writes data into cache.2. Write completed. Host does not have to wait for medium.3. Write cached data to

9、medium in optimised order. (involved latency times)Cache PoolDataHostMedium1. 主機(jī)寫入數(shù)據(jù)到緩存池,保證數(shù)據(jù)在未來讀時(shí)提供高性能2. Write completed when data has written on medium. (Wait for medium, latency time involved) 1. Host read data from cache. If data is in cache pool, read from cache. (No need to wait for medium)2.

10、If data is not in the cache pool, read from medium, and keep in cache for future use.Cache PoolDataHostMediumCache PoolDataHostMedium實(shí)現(xiàn)方式：實(shí)現(xiàn)方式：硬件實(shí)現(xiàn)ASIC 芯片 (A Application S Special ICIC)CPU軟件實(shí)現(xiàn) （軟RAID）Windows動(dòng)態(tài)卷Linux Soft RAIDRAID 0RAID 0RAID 1RAID 1RAID 2RAID 2RAID 3RAID 3RAID 4RAID 4RAID 5/6RAID 5/

11、6RAID 10RAID 10JBODJBODNRAIDNRAID3N-2161310741Disk 11714118523N-1Disk 21815129633NDisk 33N1110987654321NBlocks條帶條帶RAID 0: 無冗余、分條（最少2塊硬盤） 性能最高、簡單、易實(shí)現(xiàn) 易失效N654321Disk 1M(6)M(5)M(4)M(3)M(2)M(1)M(N)Disk 2N1110987654321NBlocks鏡像鏡像RAID 1:- 鏡像（最少2塊）- 數(shù)據(jù)保護(hù)最好、最易實(shí)現(xiàn)- 成本高、利用率低、性能低2N-17531Disk 1M(7)M(5)M(3)M(1)M(

12、2N-1)Disk 286422NDisk 32N1110987654321NBlocksM(12)M(9)M(6)M(3)M(2N)Disk 4NBlocksMirrorMirrorStriping2N-11197531Disk 1121086422NDisk 2P(11,12)P(9,10)P(7,8)P(5,6)P(3,4)P(1,2)P(2N-1, 2N)Disk 32N1110987654321NBlocks條帶條帶校驗(yàn)盤校驗(yàn)盤RAID 3: 使用專用檢驗(yàn)盤的同步訪問（最少3塊） 高讀寫速率、磁盤失效不影響性能、利用率高 要同步硬盤主軸轉(zhuǎn)速、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、軟件實(shí)現(xiàn)無意義P(2N-1, 2

13、N)1110P(7,8)54P(1,2)Disk 112P(9,10)76P(3,4)12N-1Disk 2P(11,12)98P(5,6)322NDisk 32N1110987654321NBlocks帶校驗(yàn)條帶帶校驗(yàn)條帶RAID 5- 讀速率高、寫速率中等、使用率高、平均讀速率高、寫速率中等、使用率高、平均速率較高速率較高- 硬盤失效影響性能硬盤失效影響性能,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,重建恢復(fù)慢重建恢復(fù)慢RAID6本質(zhì)上是本質(zhì)上是RAID5的升級(jí)，有的升級(jí)，有第二個(gè)獨(dú)立的校驗(yàn)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)和校第二個(gè)獨(dú)立的校驗(yàn)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼被分割成塊寫入每個(gè)硬盤中，驗(yàn)碼被分割成塊寫入每個(gè)硬盤中，像像RAID5一樣，

14、第二份奇偶碼有計(jì)一樣，第二份奇偶碼有計(jì)劃的寫入組成盤陣的所有磁盤中。劃的寫入組成盤陣的所有磁盤中。作為大盤陣考慮，在掉兩塊盤時(shí)，作為大盤陣考慮，在掉兩塊盤時(shí)，它能提供更可靠的保護(hù)。它能提供更可靠的保護(hù)。RAID 6Minimum Disks Required4CapacityN-2RedundancyYes在掉兩塊盤，或者掉一塊盤，而在另一塊盤中出現(xiàn)壞塊。RAID Basics RAID 62N1110987654321Striping2N-17531Disk 1M(7)M(5)M(3)M(1)M(2N-1)Disk 2MirrorRAID 1LogicalDrive86422NDisk 3M

15、(8)M(6)M(4)M(2)M(2N)Disk 4MirrorRAID 1LogicalDriveRAID 10- 鏡像和分條的結(jié)合鏡像和分條的結(jié)合（最少（最少4塊硬盤）塊硬盤）- 容錯(cuò)能力和性能都容錯(cuò)能力和性能都很高很高- 成本高、不易擴(kuò)展成本高、不易擴(kuò)展951Disk 11173Disk 2P(9,11)P(5,7)P(1,3)Disk 34N1110987654321StripingRAID 3LogicalDrive1062Disk 41284Disk 5P(10,12)P(6,8)P(2,4)Disk 6RAID 3LogicalDrive97P(1,3)Disk 111P(5,7

16、)1Disk 2P(9,11)53Disk 34N1110987654321StripingRAID 5LogicalDrive108P(2,4)Disk 412P(6,8)2Disk 5P(10,12)64Disk 6RAID 5LogicalDriveDisk 1Disk 2Disk 3Disk 4Disk 5Disk 6MaximumCommonCapacity(Among all member drives)RAID的利用率的利用率(可用容量可用容量/總?cè)萘浚┛側(cè)萘浚㏑AID 0 ：1RAID 1 ：1/2RAID 3 ：1-1/NRAID 5 ：1-1/NRAID 6 ：1-2/N注

17、：N為RAID陣列的磁盤個(gè)數(shù)RAID 0 存取速度最快存取速度最快 沒有容錯(cuò)沒有容錯(cuò) RAID 1 完全容錯(cuò)完全容錯(cuò) 成本高成本高 RAID 3 寫入性能最好寫入性能最好 沒有多任務(wù)功能沒有多任務(wù)功能 RAID 5/6 具備多任務(wù)及容錯(cuò)功能具備多任務(wù)及容錯(cuò)功能 寫入時(shí)有寫入時(shí)有overhead RAID 0+1/RAID 10 速度快、完全容錯(cuò)速度快、完全容錯(cuò) 成本高成本高 冗余電源冗余風(fēng)扇設(shè)計(jì)冗余控制器磁盤陣列技術(shù)冗余設(shè)計(jì)UPS - Uninterruptible Power Supply 不間斷電源不間斷電源 - 保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶能夠緊急存盤保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在

18、停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶能夠緊急存盤BBU - battery backup unit 備用電池單元備用電池單元 Copyright 2002 Storage Networking Industry ssociation. All Rights Reserved.BBU電池電池控制器內(nèi)部控制器內(nèi)部物理硬盤物理硬盤邏輯盤邏輯盤LD 0LD 1LD 2Global SpareLocal SpareTerm.Term.LD 0LD 1邏輯盤邏輯盤(logical drive)Partition 0Partition 1Partition 0Partition 1Partition 2映射主機(jī)

19、映射主機(jī)IDs / LUNsID 0ID 1ID 2LUN 0LUN 1LUN 0HBAID 7LUN 0LUN 1Multi-path I/O名詞解釋名詞解釋 多路徑多路徑IO功能功能支持系統(tǒng)平臺(tái)支持系統(tǒng)平臺(tái) windows,linux,unix等等等等Fail over故障接管功能雙控制器磁盤陣列,當(dāng)一控制器發(fā)生故障時(shí),另一控制器可以接管此控制器全部I/O操作 Fail back故障恢復(fù)功能控制器故障處理后,重新接管該控制器原有I/O的操作Out of band(帶外帶外)在數(shù)據(jù)處理通道網(wǎng)絡(luò)之外進(jìn)行的管理協(xié)議信息的傳輸不占用應(yīng)用系統(tǒng)帶寬,需要另外配置管理接口In band(帶內(nèi)帶內(nèi))使用數(shù)

20、據(jù)處理通道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的管理協(xié)議信息的傳輸占用應(yīng)用系統(tǒng)帶寬,無需另外配置管理接口 Copyright 2002 Storage Networking Industry Association. All Rights Reserved.DASNASSAN Copyright 2002 Storage Networking Industry Association. All Rights Reserved.DASDAS（Direct Attached StorageDirect Attached Storage）直接附加存儲(chǔ)、或稱直連存儲(chǔ)直接附加存儲(chǔ)、或稱直連存儲(chǔ)相對(duì)廉價(jià)相對(duì)廉價(jià)使用熟練使用熟練廣泛使

21、用廣泛使用擴(kuò)展性差擴(kuò)展性差性能差性能差與與LAN和應(yīng)用相互影響和應(yīng)用相互影響不能輕易和經(jīng)濟(jì)性地?cái)U(kuò)展不能輕易和經(jīng)濟(jì)性地?cái)U(kuò)展受連接距離限制受連接距離限制包含很多單點(diǎn)故障包含很多單點(diǎn)故障管理困難管理困難主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：定義定義NAS解決方案的特點(diǎn)解決方案的特點(diǎn)描述描述NAS環(huán)境的架構(gòu)環(huán)境的架構(gòu)論述論述NAS的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)NAS（Network Attached Storage）網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)、或稱網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)系統(tǒng)無關(guān)：系統(tǒng)無關(guān)：支持CIFS, NFS, NetWare, FTP和HTTP多種文件及數(shù)據(jù)共享方式支持Windows NT,Windows2000,Linux,UNIX(all kind of UNIX including AIX),AS400,Novell等操作系統(tǒng)。支持不同系統(tǒng)間對(duì)同一份數(shù)據(jù)的共享。簡便的安裝與管理簡便的安裝與管理出場預(yù)裝OS及相關(guān)軟件，并進(jìn)行軟硬件預(yù)設(shè)置支持基于Web的GUI遠(yuǎn)程管理強(qiáng)大的系統(tǒng)備份與恢復(fù)功能強(qiáng)大的系統(tǒng)備份與恢復(fù)功能功能強(qiáng)大的SnapShot系統(tǒng)備份功能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)點(diǎn)即時(shí)快照支持文件或系統(tǒng)的全面恢復(fù)結(jié)合磁帶備份設(shè)備對(duì)客戶數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的備份與保護(hù)。優(yōu)化的系統(tǒng)優(yōu)化的系統(tǒng)特別為文件服務(wù)+ 備份