HDS存儲(chǔ)技術(shù)知識(shí)講座

存儲(chǔ)根底知識(shí)介紹HDS華南西南區(qū)技術(shù)咨詢主要內(nèi)容相關(guān)根本概念磁盤〔IDE、ATA、SATA、SCSI、FC、SAS〕磁盤陣列/存儲(chǔ)系統(tǒng)的定義存儲(chǔ)方案的開展傻瓜存儲(chǔ)JBOD——JustBoxofDisk中端存儲(chǔ)Modular/Midrange/DistributedStorage高端存儲(chǔ)Frame/HighendStorage/CentralizedStorage存儲(chǔ)平臺(tái)(StoragePlatform)存儲(chǔ)系統(tǒng)接入方式DASSANNAS備份和歸檔磁盤磁盤的構(gòu)成介質(zhì)磁頭接口IDE〔IntegratedDiveElectronics集成驅(qū)動(dòng)電路〕ATA〔ATattachment〕SATA〔SerialATA〕；SCSIFCSASSAS是朝陽(yáng)技術(shù)上圖為SAS外部接口圖。這種端口名叫“四路寬端口”(4WL)，未來(lái)將很快開展為SmallFormFactor——接口更小，密度更高；目前SAS一路寬端口為3Gb，因此它可到達(dá)12Gb的帶寬，是目前最快的光纖通道技術(shù)的1.5倍；而目前SAS才是第一代技術(shù)，因此SAS是最有開展前景的存儲(chǔ)技術(shù)。SAS磁盤與FC磁盤在Seagate網(wǎng)站查到：型號(hào)為ST3146356SS的SAS磁盤，與型號(hào)為ST3146356FC的FC磁盤：數(shù)據(jù)傳輸帶寬均為171MB/s-110MB/s；隨機(jī)讀寫響應(yīng)時(shí)間均為3.4和3.9msec。在Seagate網(wǎng)站查到：3.5寸SAS磁盤與FC磁盤的MTBF值均為1,600,000hoursSAS磁盤與FC磁盤端口冗余性是一樣的，都有第二個(gè)冗余端口。而且，在這兩個(gè)SAS端口均具有獨(dú)立的訪問地址。一樣的性能與可靠性！SAS與SATA孿生性的兼容性SAS與SATA將并肩地成為未來(lái)企業(yè)市場(chǎng)的兩大主流磁盤技術(shù)，覆蓋客戶不同的技術(shù)需求！SAS擁有高品質(zhì)、高性能、高擴(kuò)展性；SATA擁有大容量、高性價(jià)比，低本錢；二者共享連接，兼容協(xié)議。SAS突出的可擴(kuò)展性SAS連接模式是一個(gè)真正的交換結(jié)構(gòu)——整個(gè)交換結(jié)構(gòu)稱為一個(gè)域〔Domain)，每個(gè)域有假設(shè)干個(gè)expander組成，每個(gè)expander相當(dāng)于一個(gè)交換機(jī)〔可分為扇出fanoutexpander和邊緣edgeexpander〕；每個(gè)expander可以連接128個(gè)邏輯端口，每個(gè)域可以有128個(gè)expander，因此整個(gè)域可支持128*128=16384個(gè)設(shè)備連接，其中有效設(shè)備達(dá)16128個(gè)。SAS的總結(jié)性能、可靠性、可擴(kuò)展性和本錢是衡量一項(xiàng)新技術(shù)的4個(gè)主要指標(biāo)；SAS是滿足4個(gè)指標(biāo)的全才，因此可以期待在不長(zhǎng)的時(shí)間里SAS將成為內(nèi)置盤以及外部存儲(chǔ)磁盤的主流SAS突出的特性：高帶寬、良好的兼容性、突出的擴(kuò)展性、簡(jiǎn)化的連接設(shè)計(jì)〔散熱效率高，提高系統(tǒng)密度〕磁盤陣列—存儲(chǔ)系統(tǒng)由多個(gè)磁盤組成的一個(gè)集合，主時(shí)機(jī)將這個(gè)集合看成是一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)單元。通常所講的磁盤陣列，根本上都是建立在RAID技術(shù)根底上。RAID—RedundantArrayofInexpensiveDisks依據(jù)如何實(shí)現(xiàn)RAID技術(shù)，對(duì)磁盤陣列/存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分JBOD根底存儲(chǔ)整合2-節(jié)點(diǎn)集群Multipath軟件存儲(chǔ)方案開展—從前效勞器直連優(yōu)點(diǎn)–低本錢效勞器內(nèi)置存儲(chǔ)擴(kuò)展缺點(diǎn)–僅支持單機(jī)利用率低無(wú)擴(kuò)展性優(yōu)點(diǎn)–入門級(jí)高可用性方案低本錢降低管理本錢2-節(jié)點(diǎn)集群的理想方案缺點(diǎn)–無(wú)擴(kuò)展性連接的效勞器數(shù)量有限Array高級(jí)存儲(chǔ)整合理想的直連存儲(chǔ)共享支持冗余路徑傳統(tǒng)中端存儲(chǔ)：擴(kuò)大化存儲(chǔ)整合共享存儲(chǔ)支持冗余路徑優(yōu)點(diǎn)–存儲(chǔ)整合方案良好的性價(jià)比低管理本錢雙通路2-節(jié)點(diǎn)集群缺點(diǎn)–擴(kuò)展性極其有限優(yōu)點(diǎn)–SAN存儲(chǔ)整合良好的性價(jià)比極低的管理本錢多節(jié)點(diǎn)，多集群方案的理想選擇最多支持?jǐn)?shù)十臺(tái)效勞器初步的本地保護(hù)和遠(yuǎn)程保護(hù)缺點(diǎn)–無(wú)法適應(yīng)大型存儲(chǔ)虛擬化集中和容災(zāi)需要存儲(chǔ)方案新特征—效勞導(dǎo)向型中端存儲(chǔ)平臺(tái)AMS2000AMS200/500/1000其他效勞器應(yīng)用程序OracleSAPExchangeUNIXWindows

ResourceManager

管理套件存儲(chǔ)陣列管理FlashAccess用于加速數(shù)據(jù)訪問性能ShadowImage、COW(QuickShadow)、TrueCopy用于備份、恢復(fù)和數(shù)據(jù)移動(dòng)的

應(yīng)用程序PerformanceMonitor性能監(jiān)控HDLM數(shù)據(jù)路徑管理〔失敗切換和負(fù)載均衡〕DataRetentionUtility用于數(shù)據(jù)深層保護(hù)的

應(yīng)用程序NAS頭SAN應(yīng)用優(yōu)化：區(qū)分QoS/可靠/性能/集中/保護(hù)/容災(zāi)存儲(chǔ)方案新特征—效勞導(dǎo)向型高端存儲(chǔ)平臺(tái)JBODJustBoxofDisks—簡(jiǎn)單硬盤集群在一個(gè)機(jī)架上將幾個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器堆疊一起，作為單個(gè)附加設(shè)備添加到效勞器或大型主機(jī)上即構(gòu)成JBOD。JBOD上實(shí)現(xiàn)的RAID，均依靠效勞器上的HBA〔hostbusadapter〕主要代表有：IBM7133HPStorageEnclosureSunA5000等中端存儲(chǔ)有專門的存儲(chǔ)控制器—storagecontroller,RAID技術(shù)是在StorageController上實(shí)現(xiàn)的，不在效勞器上的HBA上實(shí)現(xiàn)；StorageController負(fù)責(zé)響應(yīng)效勞器I/O請(qǐng)求，以及后端磁盤的管理，即有單獨(dú)一個(gè)控制器來(lái)管理整個(gè)系統(tǒng)主要代表有：HDSAMSEMCClarrionHPEVAIBMDS4000高端存儲(chǔ)高端存儲(chǔ)有時(shí)也成企業(yè)存儲(chǔ)、集中存儲(chǔ)、存儲(chǔ)平臺(tái)等系統(tǒng)有專門的前端控制器負(fù)責(zé)響應(yīng)主機(jī)I/O請(qǐng)求；系統(tǒng)有專門的后端控制器負(fù)責(zé)磁盤的管理——RAID技術(shù)就在后端控制器上實(shí)現(xiàn)；前端控制器/后端控制器/高速緩存構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)，以協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)更高的可靠性和性能主要代表有HDSUSPEMCDMXIBMDS8000存儲(chǔ)平臺(tái)存儲(chǔ)與主機(jī)連接方式NAS磁帶庫(kù)WindowsServesUNIXServersTCP/IP網(wǎng)絡(luò)CIFSDataAccessNFSDataAccessHDSUSP100TCP/IP連接FC連接SANDASDAS、SAN、NASDirectAttachedStorage——直連存儲(chǔ)StorageAreaNetwork——存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)NetworkAttachedStorage——網(wǎng)絡(luò)附接存儲(chǔ)NAS實(shí)際上就是一個(gè)專門優(yōu)化了的文件效勞器，可分為：NAS整體系統(tǒng)：帶有磁盤空間的NAS系統(tǒng)NASGateway：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，但可以外接一個(gè)存儲(chǔ)〔DAS或者SAN〕獲得磁盤空間；NASBlade：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，且表現(xiàn)的形式為一個(gè)或一對(duì)卡、控制器模式，而必須插入存儲(chǔ)系統(tǒng)，而獲得電源和存儲(chǔ)空間什么是NASNetworkAttachedStorage——網(wǎng)絡(luò)附接存儲(chǔ)NAS實(shí)際上就是一個(gè)專門優(yōu)化了的文件效勞器按NAS產(chǎn)品的形態(tài)，可分為NAS系統(tǒng)：帶有磁盤空間的NAS系統(tǒng)NASGateway：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，但可以外接一個(gè)存儲(chǔ)〔DAS或者SAN〕獲得磁盤空間；NASBlade：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，且表現(xiàn)的形式為一個(gè)或一對(duì)卡、控制器模式，而必須插入存儲(chǔ)系統(tǒng)，而獲得電源和存儲(chǔ)空間SANSAN是由效勞器中HBA卡、存儲(chǔ)交換機(jī)以及存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建而成的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)SAN的主要元素HBA卡存儲(chǔ)交換機(jī)存儲(chǔ)子系統(tǒng)隨著技術(shù)演化，SAN現(xiàn)在分為：FCSAN(FC協(xié)議)IPSAN(iSCSI協(xié)議)存儲(chǔ)交換機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)HBA卡HBA內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供效勞器內(nèi)部IO總線(PCI/SBUS)與光纖網(wǎng)絡(luò)的接口；HBA自身的RISC可以分擔(dān)主機(jī)效勞器CPU的IO管理工作；HBA有足夠的緩存來(lái)存儲(chǔ)IO的Context(最大2047個(gè))，以此來(lái)提高交叉存取的性能。否那么經(jīng)常要向效勞器請(qǐng)求中斷，這樣就會(huì)影響系統(tǒng)性能，浪費(fèi)許多CPU周期；其Coalescing(聚集)功能還可以通過并發(fā)處理節(jié)省IO的中斷次數(shù)；HBA軟件驅(qū)動(dòng)為操作系統(tǒng)提供所須存儲(chǔ)信息，對(duì)I/O進(jìn)行操作，同時(shí)對(duì)正常請(qǐng)求進(jìn)行控制HBA連接多個(gè)端口(8,16,32,64,128Ports)支持交換Fabric和傳統(tǒng)loop設(shè)備傳輸速率自適應(yīng)全雙工性能,使用Cut-through路由算法交換機(jī)間提供8Gb/秒邏輯干線合并ISL拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)協(xié)調(diào),自動(dòng)配置(自恢復(fù))端到端性能監(jiān)控高端Switch，有些廠商也成為Director，幾個(gè)廠商都提供IP接口，以實(shí)現(xiàn)iSCSI或者FCIPSwitch備份與歸檔備份是與存儲(chǔ)相關(guān)的，又相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)市場(chǎng)；歸檔那么是與存儲(chǔ)密切相關(guān)的，快速成長(zhǎng)的另一個(gè)市場(chǎng)：法規(guī)遵從，數(shù)據(jù)保護(hù)解放生產(chǎn)系統(tǒng)，陳舊數(shù)據(jù)歸檔郵件歸檔、數(shù)據(jù)庫(kù)歸檔、ERP歸檔、PACS歸檔等等HomeGrownApplicationMedicalImagingFileSystem(HDPS)DocumentmanagementEmailServer(HDPS)DiscoveryModule存儲(chǔ)領(lǐng)域的六個(gè)主要方向業(yè)務(wù)連續(xù)性存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)保護(hù)分級(jí)存儲(chǔ)歸檔NASHDLMShadowImageTrueCopyQuickShadowFlashCopy?DBDividerLVDDBValidatorCopyCentralResourceManagerBOS/BOSVHSSMHiCStorageMgrHiCChargebackHiCAppsModuleHiCProv’ingMgrHiCPolicyMgrHiCProtectionMgrHDPSHitachie-CopyVERITASNBUCommVaultVTLShadowImageQuickShadowUSPV/USPVMUVMVolumeMigratorHTSMHCAPHDPSOpenTextHNASENAS某數(shù)據(jù)中心SAN結(jié)構(gòu)圖3xSUN15K16domains2xIBMP6902xIBMP680EnterpriseStorage2XSwitchSAN管理工作站LAN2xSUN10K8domainsNASPCSsrver48ports68portsTapelibraryheterogenerousstorage7xSW3800廣東電信業(yè)務(wù)支撐中心虛擬化前示意圖由于歷史原因，廣東電信業(yè)務(wù)支撐中心各系統(tǒng)分別建設(shè)，形成了存儲(chǔ)孤島,各系統(tǒng)之間存儲(chǔ)容量無(wú)法共享，存儲(chǔ)資源利用率低，管理復(fù)雜、維護(hù)本錢高，無(wú)統(tǒng)一的容災(zāi)策略。急需通用、靈活的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源與業(yè)務(wù)目標(biāo)緊密結(jié)合的面向效勞的存儲(chǔ)方法。USPV虛擬化引擎和原有的DMX2000、CX500、9980V共同組成一個(gè)存儲(chǔ)虛擬化異構(gòu)整合平臺(tái)。廣東電信核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)放置在被虛擬化的DMX2000等設(shè)備上運(yùn)行。該存儲(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)資源共享和統(tǒng)一管理功能。方案設(shè)計(jì)具有較高的穩(wěn)定性與長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，可滿足廣東電信業(yè)務(wù)支撐中心今后數(shù)年的業(yè)務(wù)開展對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求。廣東電信業(yè)務(wù)支撐中心HDS存儲(chǔ)虛擬化解決方案中國(guó)銀聯(lián)三點(diǎn)容災(zāi)系統(tǒng)架構(gòu)，300TB，全國(guó)最大的多點(diǎn)遠(yuǎn)程容災(zāi)實(shí)施工程上海浦東主生產(chǎn)中心上海浦西同城備份中心DataSetII,I