储存(磁盘阵列柜)基础知识培训

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储存(磁盘阵列柜)基础知识培训
磁盘阵列柜概述
▪ 磁盘阵列简称RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks),有 “价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作 磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。磁盘阵列 主要针对硬盘,在容量及速度上,无法跟上CPU及内存的发展,提 出改善方法。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速 度较慢磁盘,组合成一个大型的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所 产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时,在储存数据时 ,利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上 。 磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任 一颗硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将故障硬盘内的 数据,经计算后重新置入新硬盘中。而磁盘阵列柜就是装配了众多 硬盘的外置的RAID 。
7
DAS:直接附加存储
▪ 的DAS(Driect Attached Storage—直接附件存储)是指将存储设备 通过SAS线缆或光纤通道直接连接到服务器上。
8
DAS:直接附加存储
▪ 存储直接连接到一台服务器上 • SCSI, SAS, iSCSI, FC • 块级别 I/O
▪ 内部磁盘 • 具备/不具备RAID保护
▪ 外部磁盘 • 存储系统 • 基于控制器的RAID引擎
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内部 DAS
Application Server
Motherboard
Application Server
Motherboard SW
Application Server

存储基础知识

存储基础知识

NAS
多个 应用服务器
SAN
LAN
RAID
文件系统 RAID
JBOD(Just Bound Of Disk)
40年代~70年代 70年代~80年代 80年代~90年代
90年代之后
时间
DAS起源
服务器
SAS
FC
SCSI
控制器 控制器 控制器
磁盘阵列
DAS(Direct Attached Storage) 时间:70年代 背景:用户最早因为数据量的增多而产生存储的
斜向校验盘:DP1—DP4为各个数据盘及横向校验盘的斜向数据的校验信息 例:DP1=A1 XOR A6 XOR A11 XOR A16
DP5
斜向校验盘
RAID组合级别 —— RAID 10,RAID50
RAID10
将镜像和条带进行两级组合的RAID级 别,第一级是RAID1镜像对,第二级 为RAID 0。RAID10也是一种应用比较 广泛的RAID级别
A B C D ……
异或运 算
数据
A0 B0 C0 D0 A1 B1 C1 E1 A2 B2 D2 ……
A0
A1
A2
PA
B0 C0
B1
B2
C1
C2
P
异或运算
PBC
A0 A1 A2
B0 B1 B2
C0
D0
P0
C1
P1
E1
P2
D2
E2
D0
D1
D2
PD
数据盘
校验盘
A3
P3
C3
D3
E3
P4
B4
C4
D4
E4
RAID级别 —— RAID 6原理示例

存储磁盘阵列基础知识培训精品PPT课件

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未定,可能会所有更新
信号兼容
与第一代兼容
可能与第二代兼容,
RAID简介
RAID简介
廉价磁盘冗余阵列(RAID)
▪ Redundant Arrays of Inexpensive Disks ▪ 是一种利用大量廉价磁盘进行磁盘组织的技术 ▪ 价格上,大量廉价的磁盘比少量昂贵的大磁盘合
算得多
▪ 性能上,使用大量磁盘可以提高数据的并行存取
速度
▪ 可靠性上,冗余数据可以存放在多个磁盘上,因
此一个磁盘的故障不会导致数据丢失
高性能
• 通过并行提高性能
– 负载平衡多个小的存取操作,提高以提高这种存取操 作的吞吐量
– 并行执行大的存取操作,以减少大的存取操作的响应 时间
• 通过在多个磁盘上对数据进行拆分来提高传输率
– 比特级拆分(Bit-level striping) • 将每个字节按比特分开,存储到多个磁盘上
磁盘失效,将影响整个数据。
▪RAID 0不可应用于需要数据高可用性的关键应用。
RAID 1
▪RAID 1通过磁盘镜像实现数据冗余,在两对分离的磁盘上产
生互为备份的数据。
▪RAID 1可以提高读的性能, 当原始数据繁忙时,可直接从镜像
拷贝中读取数据。
▪RAID 1是磁盘阵列中费用最高的, 但提供了最高的数据可用率。
SATA Vs PATA
串 行 AT A与 并 行 AT A的 技 术 特 征 对 比
技术特征
Serial ATA1.0(串行ATA)
Parallel ATA(并行ATA)
最高数据传输率
150 MB/s
133 MB/s
(SATA3.0中最高可达600MB/s) (这是ATA/133所能支持的最高值)

存储基础知识(RAID及磁盘技术)..

存储基础知识(RAID及磁盘技术)..
• RAID由几块硬盘(物理卷)组成
• RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷,便通过
LUN(Logic Unit Number)来标识。一个逻辑卷对于主机来说 就是一块硬盘(物理卷)
逻辑卷
LUN1
逻辑卷
LUN2
LUN3
物理卷
物理卷
RAID10
RAID5
多个物理卷上创建1个逻辑卷
多个物理卷上创建2个逻辑卷
特点:较高的数据冗余性能;超强的数据保护能力,可以应付多颗盘同 时出错; 优点:允许在同一组内并发进行多个写操作 缺点:计算校验地址占用较多的处理时间;较低的写入速率。
RAID6 P+Q

RAID6 P+Q会根据公式计算出P和Q的值,当有 两个数据同时丢失时,仍可以计算出原数据
磁盘1 条带1 条带2 数据1a 数据2d
I/O 2
I/O 2 (Disk 2)
• CPU运算速度飞速 提高,数据读写速 度不应该成为计算 机系统处理的瓶颈
节省时间
Total request execution time
速度 @ N x 单块硬盘的速度
RAID基本概念 ——条带
大数据块写入RAID时会被分成多个数据块并行写入多块硬盘, 这些大小一致的数据块就称为条带。同时数据读取时会并行从 多块硬盘读取条带数据,最后完整输出。 条带无疑会大幅度提升整体读写效率。
磁盘2 数据1b 数据2e
磁盘3 数据1c P2
磁盘4 P1 Q2
磁盘5 Q1 数据2f
条带3
条带4 条带5
数据3g
P4 Q5
P3
Q4 数据5m
Q3
数据4j 数据5n
数据3h

存储基础知识(RAID及磁盘技术).. 共50页

存储基础知识(RAID及磁盘技术).. 共50页
特点:较高的数据冗余性能;超强的数据保护能力,可以应付多颗盘同 时出错; 优点:允许在同一组内并发进行多个写操作 缺点:计算校验地址占用较多的处理时间;较低的写入速率。
RAID6 P+Q
• RAID6 P+Q会根据公式计算出P和Q的值,当有 两个数据同时丢失时,仍可以计算出原数据
条带1 条带2 条带3 条带4 条带5
RAID 0 RAID 1 RAID 2 RAID 3 RAID 4 RAID 5 RAID 6
数据条带化,无校验 数据镜像,无校验 海明码错误校验及校正(不常用) 数据条带化读写,校验信息存放于专用盘(不常用) 单次写数据采用单个硬盘,专用盘存放校验数据(不常用) 数据条带化,校验信息分布式存放 数据条带化,分布式校验并提供两级冗余
高可用性

磁盘利用率较高(N-1),没有固定的校验盘,奇偶校验信息均匀分
布在阵列所属的所有磁盘中
随机读写性能高允许在同一组内并发进行多个写操作
• 缺点
异或较验影响存储性能
应用 文件及应用服务器 数据库服务器 Web, E-mail 局域网服务器
RAID6(Double parity drive)高级数据保护
• CPU运算速度飞速 提高,数据读写速 度不应该成为计算 机系统处理的瓶颈
Total request execution time
速度 N x 单块硬盘的速度
RAID基本概念 ——条带
大数据块写入RAID时会被分成多个数据块并行写入多块硬盘, 这些大小一致的数据块就称为条带。同时数据读取时会并行从 多块硬盘读取条带数据,最后完整输出。
存储基础知识
RAID技术
RAID基本概念——定义
RAID (Redundant Array of Independent Disks)即独立磁盘冗 余阵列,RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑 硬盘,从而达到提升存储容量、读写性能和数据安全性的目的。根据不 同的组合方式可以分为不同的RAID级别

储存磁盘阵列柜基础知识培训

储存磁盘阵列柜基础知识培训

储存磁盘阵列柜基础知识培训一、储存磁盘阵列柜的原理储存磁盘阵列柜是通过将多个硬盘组合在一起,通过磁盘阵列控制器实现数据的存储和管理。

它可以通过不同的RAID级别来提供不同的数据保护和性能特性,比如RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。

通过数据条带化和容错机制,可以实现数据的备份和恢复,并提高数据的可靠性和安全性。

二、储存磁盘阵列柜的工作模式储存磁盘阵列柜的工作模式分为基本模式和高级模式两种。

基本模式是指将多个硬盘组合在一起,通过RAID控制器实现数据的条带化和容错,并提高数据的可靠性和安全性。

高级模式是在基本模式的基础上,通过缓存、快照、异步复制等技术实现数据的高速访问和高效管理,进一步提高了系统的稳定性和可用性。

三、储存磁盘阵列柜的优缺点储存磁盘阵列柜的优点包括:1)提供更高的存储容量和更快的数据传输速度,满足了大容量、高速度的数据存储需求;2)通过RAID技术提供数据的条带化和容错,提高了数据的可靠性和安全性;3)支持多种RAID级别和不同的工作模式,能够满足不同用户的需求。

其缺点包括:1)成本较高,需要大量的硬盘和专用的磁盘阵列控制器;2)复杂的配置和管理,需要专业的技术人员进行操作和维护;3)对电源和散热要求较高,需要额外的设备保障系统的稳定运行。

四、储存磁盘阵列柜的应用场景储存磁盘阵列柜广泛应用于企业级数据中心和大型存储系统中,特别适合于对数据可靠性、存储容量和传输速度有较高要求的场景。

比如金融、电信、互联网、大数据等行业,都需要大容量、高速度和可靠性的数据存储系统来支撑业务的正常运行。

此外,储存磁盘阵列柜也适用于科学计算、医疗影像、视频监控等领域,能够满足大规模数据处理和高性能计算的需求。

总之,储存磁盘阵列柜作为一种高性能、高可靠性的数据存储设备,具有重要的应用价值和广阔的市场前景。

通过了解其基础知识,可以更好地理解其工作原理和优缺点,为推动其在各行业的应用和发展提供有力的支持。

存储基础知识RAID及磁盘技术.共50页课件

存储基础知识RAID及磁盘技术.共50页课件

RAID由几块硬盘(物理卷)组成 RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷,便通过LUN(Logic Unit Number)来标识。一个逻辑卷对于主机来说就是一块硬盘(物理卷)
物理卷
物理卷
逻辑卷
逻辑卷
多个物理卷上创建1个逻辑卷
多个物理卷上创建2个逻辑卷
LUN1
LUN2
LUN3
RAID 0 条带存储(Striping)
Internal/External connectivity to disks or arrays
Server A File System A
Server B File System B
Client 1
Client 2
Client 3
Local Area Network
SAN、iSCSI、NAS的特点
CPU运算速度飞速提高,数据读写速度不应该成为计算机系统处理的瓶颈
RAID基本概念 ——条带
分条
条带
硬盘0
硬盘2
硬盘1
硬盘3
大数据块写入RAID时会被分成多个数据块并行写入多块硬盘,这些大小一致的数据块就称为条带。同时数据读取时会并行从多块硬盘读取条带数据,最后完整输出。 条带无疑会大幅度提升整体读写效率。
RAID性能比较
RAID级*
RAID-0
RAID-1
RAID-5
RAID-10
RAID-50
RAID-6
别名
条带
镜象
分布奇偶位条带
镜象阵列条带
分布奇偶阵列条带
分布奇偶条带
容错性
没有





冗余类型
没有

存储基础培训阵列技术.ppt

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RAID基本概念2——校验
两个数字之间的XOR运算定义是:
✓ 1 XOR 1 = 0 ✓ 1 XOR 0 = 1 ✓ 0 XOR 1 = 1 ✓ 0 XOR 0 = 0
P=A0 XOR A1
异或运算
A0
A1
P
数据盘 数据盘
校验盘
数据A0和A1通过异或运算进行 奇偶校验得到校验位P
RAID基本概念3——重建(Rebuild)
缓存(Cache)
CPU
CPU
后端总线
阵列内置UPS
内置UPS保护
控制器缓存镜像
1、主机数据写入缓存; 2、缓存数据进行异或
运算,产生校验数据;
前端总线
系统缓存 读缓存 写缓存
CPU
CPU
后端总线
前端总线
系统缓存 读缓存 写缓存
CPU
CPU
后端总线
控制器缓存镜像
1、主机数据写入缓存; 2、缓存数据进行异或
数据 A B C DE
……
A
A
B
=
B
C
C
D
D
E
E
优点
✓ 提供了很高的数据安全性和可用性 ✓ 100%的数据冗余 ✓ 设计、使用简单 ✓ 不作校验计算,CPU占用资源少
数据 A B C D E F G H ……
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
优点
缺点 最小 硬盘数
✓ 极高的读写效率 ✓ 速度快,由于不存在校验,
所以不占用CPU资源 ✓ 部署简单
无冗余,通常和其他RAID 级别混合使用
不适合用于关键数据环境 2
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将数据块和SCSI指令通过TCP/IP协议承载,通过千兆/万兆专用的以太网络连接应用服务器和存储 设备,这样的解决方案称为IP SAN。
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NAS(Network Attached Storage:网络附属存储) ( :网络附属存储)
NAS(Network Attached Storage:网络附属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、 ( :网络附属存储) 集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。按字面简单说就是连 接在网络上, 具备资料存储功能的装置,因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务 器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能 、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。
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DAS:直接附加存储 :
的DAS(Driect Attached Storage—直接附件存储)是指将存储设备 通过SAS线缆或光纤通道直接连接到服务器上。
8
DAS:直接附加存储 :
存储直接连接到一台服务器上 • SCSI, SAS, iSCSI, FC • 块级别 I/O 内部磁盘 • 具备/不具备RAID保护 外部磁盘 • 存储系统 • 基于控制器的RAID引擎
SAN的优点: 的优点: 的优点
设备整合,多台服务器可以通过存储网络同时访问后端存储系统,不必为每台服务器单独购买存储设备,降低存 储设备异构化程度,减轻维护工作量,降低维护费用; 数据集中,不同应用和服务器的数据实现了物理上的集中,空间调整和数据复制等工作可以在一台设备上完成, 大大提高了存储资源利用率; 高扩展性,存储网络架构使得服务器可以方便的接入现有SAN环境,较好的适应应用变化的需求; 总体拥有成本低,存储设备的整合和数据集中管理,大大降低了重复投资率和长期管理维护成本;
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NAS网关 网关
“NAS网关”方案主要是在NAS一端增加了可与SAN相连的“接口 ”,系统对外只有一个用户接口。
NAS网关系统虽然在一定程度上解决了NAS与SAN系统的存储设备 级的共享问题,但在文件级的共享问题上却与传统的NAS系统遇到 了同样的可扩展性问题。当一个文件系统负载很大时,NAS网关很 可能成为系统的瓶颈
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SAN的组成 的组成
SAN由服务器,后端存储系统,SAN连接设备组成; 由服务器,后端存储系统, 连接设备组成; 由服务器 连接设备组成
后端存储系统由SAN控制器和磁盘系统构成,控制器是后端存储系统的关键,它提供存储接入,数据操作及备份 ,数据共享、数据快照等数据安全管理,及系统管理等一系列功能。 后端存储系统为SAN解决方案提供了存储空间。使用磁盘阵列和RAID策略为数据提供存储空间和安全保护措施。 连接设备包括交换机,HBA卡和各种介质的连接线。
Ethernet to Client workstations
存储的参数
主机通道(主机接口): 几个? 什么类型? SCSI接口 接口、FC接口 接口、iSCSI接口 接口、SAS接口 接口 接口 接口 接口 磁盘通道(磁盘接口):能接多少块硬盘? 什么接口? SATA、SCSI、FC、SAS 存储连接设备:用于服务器与存储直接连接的设备。 SCSI 卡、SAS卡、RAID卡、FC通道卡 通道卡、 卡 卡 通道卡 以太网口、FC交换机 以太网交换机 交换机、以太网交换机 以太网口 交换机
15
FC-SAN
早期的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,所以, 以前的SAN多指采用光纤通道的存储局域网络,到了iSCSI协议出现 以后,为了区分,业界就把SAN分为FC-SAN和IP-SAN。
16
IP-SAN
IP SAN的基本想法是通过高速以太网络连接服务器和后端存储系统。 将SCSI指令和数据块经过高速以太网传输,继承以太网的优点,实现 建立一个开放、高性能、高可靠性,高可扩展的存储资源平台。
• 内部磁盘 • 软件 RAID
• 内部磁盘 • 主板集成RAID (ROC)
• 内部磁盘 • RAID 主机卡
外部DAS 外部
Application Server Motherboard HA
Controllers
• 通过主机连接卡连接的外部存储系统 • 基于控制器的 RAID
内部DAS 优势 内部
NAS(Network Attached Storage—网络附加存储),是一种文件共享服务。拥有自己的文件系统,通过NFS或 CIFS对外提供文件访问服务。
18
NAS定义 定义
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器,包括存储器件(例 如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质) 和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LA N上占有自己的节点,无需应用服务器的干预,允许用户在网络上 存取数据,在这种配置中,NAS集中管理和处理网络上的所有数据 ,将负载从应用或企业服务器上卸载下来,有效降低总拥有成本, 保护用户投资。 NAS本身能够支持多种协议(如NFS、CIFS、FTP、HTTP等),而 且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站,采用IE或 Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。
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主要协议和相关技术
SCSI SCSI是小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)的简称,于 1979首次提出,是为小型机研制的一种接口技术,现在已完全普及到了小型机 ,高低端服务器以及普通PC上。 SCSI可以划分为SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3,最新的为SCSI-3,也是目前应用最 广泛的SCSI版本。 1、SCSI-1:1979年提出,支持同步和异步SCSI外围设备;支持7台8位的外围 设备,最大数据传输速度为5MB/s。 2、SCSI-2:1992年提出,也称为Fast SCSI,数据传输率提高到20MB/s。 3、SCSI-3:1995年提出,Ultra SCSI(Fast-20)。Ultra 2 SCSI(Fast-40)出 现于1997年,最高传输速率可达80MB/s。1998年9月,Ultra 3 SCSI(Utra 160 SCSI)正式发布,最高数据传输率为160MB/s。Ultra 320 SCSI的最高数据传输 率已经达到了320MB/s。
(FC-SAN)
(IP-SAN)
13
SAN的误区 的误区
SAN的发展历程较短,从90年代后期兴起,由于当时以太网的带宽有限,而FC 协议在当时就可以支持1Gb的带宽,因此早期的SAN存储系统多数由FC存储设 备构成,导致很多用户误以为SAN就是光纤通道设备,其实 其实SAN代表的是一种 其实 代表的是一种 专用于存储的网络架构,与协议和设备类型无关, 专用于存储的网络架构,与协议和设备类型无关,随着千兆以太网的普及和万 兆以太网的实现,人们对于SAN的理解将更为全面。 的理解将更为全面。 兆以太网的实现,人们对于 的理解将更为全面
2
基本配置 Server
HBA
Fibre Channel SCSI Chip Controller
RAID sub-system
SCSI Chip Controller Ethernet to Client workstations Dual Controller RAID with only one controller in use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.
5
磁盘阵列柜的应用
由于磁盘阵列柜具有数据存储速度快、存储容量大等优点,所以磁盘阵列柜通 常比较适合在企业内部的中小型中央集群网存储区域进行海量数据存储。
6
存储网络的架构
企业存储技术发展日新月异,早期大型服务器的DAS 技术( 技术( Direct Attached Storage,直接附加存储,又称直连存储),后 ,直接附加存储,又称直连存储) 来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率,因而有了SAN( ( Storage Area Network,存储局域网络)技术的诞生,SAN 可 ,存储局域网络) 说是DAS 网络化发展趋势下的产物。早先的SAN 采用的是光纤通 道(FC,Fiber Channel)技术,所以在iSCSI出现以前,SAN 多半 单指FC 而言。一直到iSCSI 问世,为了方便区别,业界才分别以 FC iSCSI FC-SAN和IP-SAN。 NAS(Network Attached Storage:网络附 ( : 属存储) 属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数 据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。
IBM公共技术支持中心 IBM technical support center for public
储存(磁盘阵列柜 基础知识培训 储存 磁盘阵列柜)基础知识培训 磁盘阵列柜
磁盘阵列柜概述
磁盘阵列简称RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks),有 “价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作 磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。磁盘阵列 主要针对硬盘,在容量及速度上,无法跟上CPU及内存的发展,提 出改善方法。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速 度较慢磁盘,组合成一个大型的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所 产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时,在储存数据时 ,利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上 。 磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任 一颗硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将故障硬盘内的 数据,经计算后重新置入新硬盘中。而磁盘阵列柜就是装配了众多 而磁盘阵列柜就是装配了众多 硬盘的外置的RAID 。 硬盘的外置的
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