TP002-存儲基礎知識

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

Certification

(PrimaryLevel)主要內容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術光纖通道技術星河大帝存儲備份技術 主要內容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術光纖通道技術存儲備份技術 存儲是什么?廣義:存放電子數(shù)字信息的介質狹義:陣列、帶庫、交換機等專業(yè)存儲設備存儲系統(tǒng)的架構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TP002-SBK系統(tǒng)應用應用應用數(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品和體系結構也需要制定研究和規(guī)劃

存儲系統(tǒng)的架構TP002-SBK單機存儲－非網(wǎng)絡環(huán)境大型機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)開放系統(tǒng)客戶/服務器存儲開放系統(tǒng)服務器的數(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

NAS(NetworkAttachedStorage)網(wǎng)絡掛接存儲

存儲的架構TP002-SBKDAS-直聯(lián)存儲NAS-附網(wǎng)存儲SAN-區(qū)域存儲存儲架構的發(fā)展TP002-SBKDAS－DirectAttachedStorage存儲設備(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備間進行.存儲的架構—DASTP002-SBKNAS－NetworkAttachedStorage

一種直連到網(wǎng)絡（LANorWAN）里的特殊用途的存儲設備突出的文件服務性能向異構客戶端平臺提供高可用的數(shù)據(jù)共享存儲的架構—NASTP002-SBK直接與LANs,WANs相連突出的文件服務性能對所有客戶端的數(shù)據(jù)高可用性異構平臺文件共享與已經(jīng)存在的系統(tǒng)和網(wǎng)絡無縫集成簡單的存儲管理存儲的架構—NAS的優(yōu)勢TP002-SBKSAN－StorageAreaNetwork是一種光纖路徑網(wǎng)絡主要目的用于在計算機和存儲設備之間傳輸數(shù)據(jù)通過使用被稱為光纖路徑技術（FCP）的串行SCSII/O協(xié)議來傳輸I/O流量存儲的架構—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—SAN的優(yōu)勢TP002-SBKNAS–基于LAN存儲設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)議異構平臺的數(shù)據(jù)共享存儲的架構—NAS和SAN比較TP002-SBK主要內容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術光纖通道技術存儲備份技術 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之間轉換Extender-連接SAN孤島(FC-ATM/IP)存儲設備磁盤陣列、帶庫SAN管理軟件

存儲系統(tǒng)常見設備及分類TP002-SBKGBIC-GigabitInterfaceConverters在使用光纖介質的光信號和電信號之間進行轉換包含一個發(fā)射信號的激光設備GBIC模塊被安裝在以下設備上：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備2–24存儲系統(tǒng)設備—GBICTP002-SBK信號轉換GBIC并行－串行電氣信號－光信號PSPS介質并/串轉換電氣信號電氣信號光控制器GBICGBIC控制器并/串轉換存儲系統(tǒng)設備—GBIC（續(xù)）TP002-SBK電纜和GBIC的連接前推存儲系統(tǒng)設備—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)設備—GBIC（續(xù)）TP002-SBK電纜銅纜便宜無需激光發(fā)射設備短距離

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

安裝在服務器上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)設備—光纖通道卡TP002-SBK支持FC-SW標準每端口獨享100MB/200MB帶寬

提供SNS、RSCN等服務支持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)設備—網(wǎng)絡交換設備TP002-SBK

將SCSI設備映象為光纖通道網(wǎng)絡中的設備

保護用戶現(xiàn)有投資存儲系統(tǒng)設備—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

可應用于災難恢復、存儲集中

存儲系統(tǒng)設備—光纖通道ExtenderTP002-SBK主要內容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術光纖通道技術存儲備份技術 來自于SASI（美國ShugartAssociates公司和NCR開發(fā)的小型硬盤和軟盤驅動器接口）I/O總線被廣泛用在計算機工業(yè)中的外圍設備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，塊是存放在存儲設備上的數(shù)據(jù)的典型的組織單元SCSI

技術基礎TP002-SBK通用性

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

處于更高層次，與設備和主機無關的高級命令系統(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域均可使用。

配置靈活，可擴充性能好

總線上所有的設備是一種雙向對等關系,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)。支持多任務操作

SCSI提供了失連/再連和總線仲裁功能，可支持多任務處理。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設備類型TP002-SBKSCSI設備接口TP002-SBK主要內容TP002-SBK存儲系統(tǒng)的架構存儲系統(tǒng)的部件存儲系統(tǒng)的SCSI技術光纖通道技術存儲備份技術 SCSI-2協(xié)議的缺點：接口復雜、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)議的基礎上結合當時網(wǎng)絡技術(FDDI)、通道控制技術等成果，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準FC-PH關于光纖通道系統(tǒng)基本要求的FC-FG標準關于交換連接的FC-SW標準仲裁環(huán)連接的FC-AL標準各種上層協(xié)議的接口標準，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)絡協(xié)議通道協(xié)議物理介質層級別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—物理層介質種類光學連接收發(fā)器Nx8

Bits10or

20Bits

PSPS物理介質串行/并行轉換串行/并行轉換傳送接受數(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—通用服務保證現(xiàn)有標準高級特性所需的通用服務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)交換光纖通道拓撲結構TP002-SBK點對點相對較便宜獨有的帶寬I/O僅在兩個設備之間傳遞光纖通道拓撲結構（續(xù)）TP002-SBK仲裁環(huán)同一時間只有單對設備通訊共享帶寬設備上使用LOOP節(jié)點在一個私有環(huán)路上支持126個設備可以連接到交換網(wǎng)絡結構里光纖通道仲裁環(huán)光纖通道拓撲結構（續(xù)）TP002-SBK交換光纖網(wǎng)絡拓撲最大支持1600萬個節(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)路連接光纖通道拓撲結構（續(xù)）TP002-SBK性能100MB/s，200MB/s標準10000MB/S標準已經(jīng)定義可