H3C存储专题-存储行业基础知识
存储基本知识及行业分析
存储基本知识及行业分析1存储架构分析目前存储市场上，根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，AS400等服务器，开放系统指基于包括Window、UNI某、Linu某等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储。
开放系统的外挂存储分为:DAS存储（Direct-AttachedStorage）和NAS存储（Network-AttachedStorage）和存储区域网络(StorageAreaNetwork)。
1.1DAS存储DAS存储已经有数十年的使用历史，随着用户数据的不断增长，其在数据读写、扩展、备份等方面的问题变得日益困扰系统管理员。
DAS存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理，数据读写等任何操作都要占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO 等)。
DAS存储的数据量越大，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。
通道将会成为IO瓶颈；同时服务器主机SCSIID资源有限，能够建立的SCSI通道连接有限。
DAS存储的共享性和扩展性很差。
每个服务器直连的JBOD只能供其独自使用。
任何形式的扩展都会造成业务系统的停机，对于7某24小时服务的关键业务系统，这是不可接受的。
并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。
1.2NAS存储网络附加存储(Network-AttachedStorage，)采用网络(TCP/IP、ATM、FDDI)技术，通过网络交换机连接存储系统和服务器主机，存储设备作为网络标准件连入局域网中，本身具有文件系统，直接为服务器提供文件级存储服务。
由于NAS存储采用IT业界标准协议TCP/IP进行数据交换，不同厂商的产品(服务器、交换机、NAS存储)只要满足协议标准就能够实现互连互通，无兼容性的要求。
NAS存储特点：首先，NAS存储可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接，摆脱了服务器和异构化构架的桎梏；其次，在企业数据量飞速膨胀中，NAS存储在解决足够的存储和扩展空间的同时，还提供极高的性价比。
H3SE存储培训教材-应用技术
共享卷
刀片式服务器和集群
常用操作系统为Windows、Linux
采用FC-SAN 存储：每个刀片需要HBA卡，投
入较大
采用IP-SAN存储：通过网口接入，综合成本
优势明显
典型行业应用介绍
存储主要性能指标
SAN的2个主要性能评价指标是：IOPS和Throughput IOPS指的是系统在单位时间内能处理的最大的I/O数量 Throughput（带宽）指的是单位时间内最大的I/O流量 NAS的2个主要性能评价指标是：OPS和ORT OPS(Operations per Second)每秒有多少个操作，是并发能力的指标 ORT(Overall Response Time)表示客户得到服务响应的快慢，单位是毫秒， 这个数值越小越好
H3SE 存储培训教材
———————存储相关的应用技术
日期：2007－4－21 存储产品部总工办
学习目标
掌握和存储相关的IT应用技术，扩大知识面
了解各种IT应用技术和存储的关系，从IT的角度理解存储 了解存储在各种应用中的作用和关注点
学习内容
1 服务器和操作系统
2
文件系统 3 数据库系统 4 中间件和IT应用架构 5 集群和HA
3
数据文件
文件中
REDO日志
数据库的数据一致性特性
逻辑关系和缓冲
数据库的一致性是指日志文件、控制文件、数据文件中的逻辑关系是否正确和完整 由于数据库读写过程中大量使用缓冲，可能出现修改数据未能及时写入磁盘的情况， 从而出现不一致的问题
数据库同步标记
日志文件、控制文件、数据文件中均有同步标记，用以检查数据库的一致性（如 Oracle 中的系统改变号SCN）
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
存储基础知识培训
存储基础知识培训一、存储概述存储是计算机系统中非常重要的组成部分，用于保持数据和程序的持久性。
在大数据时代的背景下，存储的重要性愈发凸显。
本文将介绍存储的基础知识，以帮助读者全面了解存储的相关概念和技术。
二、存储类型1.主存储器主存储器（Main Memory）是计算机系统中最直接与CPU交互的存储设备，也被称为内存。
主存储器的容量决定了系统同时存储的数据和程序大小。
2.辅助存储器辅助存储器（Secondary Storage）用于长期存储大量的数据和程序，例如硬盘、光盘、固态硬盘等。
辅助存储器的容量一般远大于主存储器，可用于大数据存储和备份。
三、存储技术1.磁盘存储磁盘存储是一种机械存储技术，通过将数据存储在旋转的磁盘上来实现数据的读写。
磁盘以扇区为单位进行数据的存储和访问，随机存取速度较慢，但容量较大。
2.固态存储固态存储（Solid State Storage）采用闪存芯片作为存储介质，相对于传统磁盘存储具有更快的读写速度和较好的耐用性。
固态硬盘（SSD）已逐渐取代传统机械硬盘成为存储系统的主力。
3.网络存储网络存储（Network Storage）指的是通过网络连接远程存储设备的存储技术。
常见的网络存储技术有网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN），可实现数据的共享和备份。
四、存储管理1.存储器层次结构计算机系统的存储器层次结构由多级存储构成，层次结构越高，存取速度越快，成本越高。
常见的存储器层次结构包括高速缓存、主存储器和辅助存储器。
2.存储系统管理存储系统管理涉及存储资源的分配和管理，包括存储容量的规划、文件系统的设计与管理、数据备份与还原等。
合理的存储系统管理能够提高存储系统的效率和可靠性。
五、存储安全1.数据安全存储安全是指对存储中的数据进行保护和控制，以防止非法访问、损坏或泄露。
常见的数据安全措施包括数据加密、访问权限控制和备份恢复。
2.存储设备安全存储设备安全涉及到存储设备的管理和防护。
存储技术基础知识
存储技术基础知识2023/9/7CONTENTS目录04半导体存储03光学存储02磁性存储01存储基本概念05数据存力存储基本概念01存储的作用·存储系统是计算机最重要的组成部分之一，实现“记忆”的功能·存储系统负责对信息数据进行保存，可以支持写入和读取存储的类型（按类别）· 存储分为多种类型，内存(Memory) 和硬盘(Hard Disk)是最常见的两种· 内存有时候也叫运行内存(运存)。
它是CPU和硬盘之间的桥梁，暂时存放CPU中的运算数据存储的类型（按类别）· 关机或断电后，内存上的数据就没有了，属于易失性(VM)存储器· 硬盘比内存的容量更大，存放了大量的数据文件。
只要执行了保存(写入)操作，即便关机或断电，硬盘上的数据仍会继续存在，属于非易失性(NVM)存储器存储器的层次结构· 不同类型的存储器，根据性能和成本的权衡，应用于不同的位置。
· 性能越强的存储器，价格就越贵，会越离计算芯片 (CPU/GPU等)越近· 性能弱的存储器，可以承担一些对存储时延要求低，写入速度不敏感的需求，降低成本。
数据的类型存储技术分类(按介质)· 现代存储技术，主要分为三大类别，分别是: 磁性存储、光学存储以及半导体存储.磁性存储02磁存储时代磁带机存储器· 以磁带为存储介质，由磁带机及其控制器组成的存储设备，是计算机的一种辅助存储器· 磁带机由磁带传动机构和磁头等组成，能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁转换，在磁带上顺序地记录或读出数据。
· 低成本的存储方式，经常用于冷数据的离线存储硬盘(HDD)的基本知识硬盘(磁性)的组成· 主流的硬盘，扇区密度是一致的，也就是说，越靠外侧，扇区数越多。
每个扇区的大小是4K字节，用一个逻辑块编号寻址 (LBA，Logical Block Addressing)· 以扇区为基础，一个或多个连续的扇区组成一个块，叫做物理块。
存储基础知识培训ppt课件
物理卷（RAID）
RAID、LUN的形成过程
物理磁盘
LUN
物理卷（RAID）
பைடு நூலகம்
分割
卷（Volume）
在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（FAT32、NTFS、ext2/3/4等）VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
控制器
磁盘柜
磁盘电缆
磁盘阵列是把多个磁盘组成阵列（Array） ，以单一磁盘使用。磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level 针对不同的系统及应用，以解决数据存储的安全、性能和容量的问题。阵列控制器是介于主机和磁盘之间的控制单元，配置有专门为I/O进行过优化的处理器以及一定数量的缓存（cache）。控制器上的CPU和cache共同实现对来自主机系统I/O请求的操作和对磁盘阵列的RAID管理。阵列上的cache则作为I/O缓冲池，大大提高磁盘阵列的读写响应速度，显著改善磁盘阵列的性能。传统磁盘阵列大多采用双控制器设计，从而充分体现了磁盘阵列的高可用特性。双控制器可配置成active-active或active-standby的工作模式，并且支持热插拔功能，能够实现简单的无单点故障，为用户提供的7*24不间断业务。 在配置了CPU和cache的磁盘阵列中，部分高端产品还可以运行基于磁盘阵列的存储软件，提供比较全面的基于磁盘阵列的解决方案。
常见磁盘阵列
光纤通道（FC）
HBA卡
WWN（World Wide Name）
SAN交换设备—交换机
FC交换机，内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽，理论上可以连接1600万个设备
存储基本知识介绍-H3C
协议不同！
iSCSI协议 效率一般，标准开放，发展迅速，可路由可管理，成 本低
发展历程
1997年诞生:1Gb/s
2002年:2Gb/s 2005-2006年:4Gb/s
1997年: 10Mb/s
2000年: 100Mb/s 2003年：1Gb/s 2006年：10Gb/s
部署困难
成本高 成本高 差 差 管理复杂 高
较灵活
不支持 支持 一般 一般 一般 一般
实施简单
实施简单 良好 良好 管理简单 低
Sun Sun
IBM
HDS
SAN HP
IP 交换机
NAS
IP-SAN
标准化是存储发展的方向！
SAN存储架构
SAN: Storage Area Network. 服务器后端的存储专用网 “第二”网络
由于现有的SAN大多是基于光纤通道设 备搭建的，很多人误认为SAN就是光纤 通道设备； 其实SAN是一种专用于存储的网络架构， 与协议和设备类型无关。
存储应用的趋势－独立化
更高的性能和容量 独立的I/O控制系统 可以JBOD扩展 更高的数据安全性 应用与数据完全分离 易维护易扩展
DAS：Direct Access Storage，直接访问存储。
存储发展历程－ IP存储的价值
IP存储解决诸多难题 远程 成本 管理
没有距离的限制，广域存储技术
降低了系统的部署成本，管理成本
易于管理
标准化
代表存储发展的未来。解决兼容性、统一管理
的问题。
开放，兼容，共赢
网 络
H3C存储
磁盘数量
32个（使用1个DE1116扩展柜）
64个（使用3个DE1116扩展柜）
最大存储容量
32TB
64TB
RAID级别
支持RAID 0、1、5、10等
支持RAID 0、1、5、10等
最大LUN数目
1024
1024
支持操作系统
Windows、Linux、Unix、VMware等
通过对数据流加密确保端到端的安全与保密?全自动连续快照提供连续数据保护功能?主机数据库快照代理数据一致性插件?操作系统备份及远程系统启动项目描述neoceanix3240存储控制器双控制器结构每控制器标配4个核缓存扩展能力标配8gb可扩展到32gb缓存保护机制?支持写缓存镜像?写缓存后备电池提供100小时断电数据保护主机访问接口?8个124gbfc接口支持fcp协议sfp连接器?8个千兆以太网接口支持iscsi协议rj45连接器后端磁盘通道6个12gbsas磁盘访问接口每接口含4个磁盘访问通道磁盘标准与容量?146300450gb15000转sas磁盘?5007501000gb7200转企业级sataii磁盘每磁盘柜支持16个磁盘驱动器支持sassata磁盘混插扩展磁盘柜最大磁盘驱动器数目336或448由存储控制器决定raid级别支持raid01105最大带宽2750mbs最大lun数目1024最大主机连接数256操作系统支持windowslinuxaixhpuxsolarisnetware等管理软件存储系统管理平台软件?卷镜像同步异步功能可选数据管理功能?基于ip的网络复制功能1基于时间点数据变化量的策略性复制2基于ip的自适应数据复制3复制压缩功能
项目
描述
IX1540
存储处理器
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EMC存储业务概述
H3C存储专题-
EMC即易安信。创建于1979 年，总部在美国马萨诸塞州。2004 年财政收 入 82.3 亿美元，是全球排名第一的外部存储系统提供商，去年在中国的 存储市场排名第二，仅次于IBM，但增长幅度达40%。 定位于存储解决方案供应商，存储产品线最全、覆盖面最广。EMC擅长于 中高端销售，电信占到50%以上的销售额。 在软件上EMC也不断的提供更加全面的功能，并且通过不断的收购来丰富 自己的软件解决方案，提升EMC在高端的品牌形象。2000年来，EMC收 购的软件公司已超过12家，包括Legato（备份软件供应商）等。 2005年EMC的核心战略仍然是ILM（信息生命周期管理）。
DB2
4
主机系统架构和厂商
H3C存储专题-
基于X86体系架构 采用AMD的Opteron和Intel的P4、Xeon、Itanium等处理芯片； 通用开放的架构，主要支持标准的Windows和Linux操作系统。 也可支持流行的SCO Unix、Solaris For X86、FreeBSD等Unix操作 系统。 代表厂商： 基于专有的RISC芯片体系架构 各厂商自己开发芯片和操作系统，各家产品互不兼容，也不兼容大 量x86平台上的软件； 一般采用UNIX操作系统。 代表厂商：
H3C存储专题-
存储行业基础知识
ISSUE 5.1
日期： 杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播
H3C存储专题-
汇报目录
了解存储领域相关知识 主要存储厂商概述 认识数据备份技术 认识远程容灾技术
客户面临的多重选择
H3C存储专题-
数据库系统； 操作系统 主机设备； 系统连接设备； 存储设备 备份设备 备份软件
iSCSI主机总线适配器，将软件iSCSI initiator集成到板卡 上，利用TCP/IP卸载引擎在适配卡上完成数据包处理； 作用在于减轻主机CPU负载，也提供了高可用环境下硬件 多通道功能和服务器远程引导功能； 大多数iSCSI HBA卡都具有TOE（TCP/IP Offload Engine） 功能； 接口类型与以太网原有接口完全相同。
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服务器高可用技术—Cluster技术
H3C存储专题-
LAN
主控节点
从节点
主控节点负责任务调配； 从节点共同执行任务； 节点之间负载均衡和故障接管； 专用的集群文件系统； 对存储系统并发处理有较高要求。
磁盘阵列
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系统连接设备—iSCSI HBA
H3C存储专题-
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H3C存储专题-
汇报目录
了解存储领域相关知识 主要存储厂商概述 认识数据备份技术 认识远程容灾技术
存储厂商市场分额1
H3C存储专题-
Worldwide External Controller-Based Disk Storage Vendor Revenue Estimates for 2004 (Revenues are in millions) Vendor EMC Hewlett-Packard IBM Hitachi/HDS Sun Microsystems Dell Network Appliance StorageTek Others Total 2004 Revenue $3,063.6 $2,240.1 $1,631.9 $1,181.7 $851.4 $782.8 $737.1 $162.4 $2,893.4 $13,544.5 2004 Market share 22.6% 16.5% 12.0% 8.7% 6.3% 5.8% 5.4% 1.2% 21.4% 100% 2003 Revenue $2,652.0 $2,394.2 $1,712.1 $1,166.9 $881.0 $634.2 $586.9 $136.8 $2,725.0 $12,889.0 2003 Market share 20.6% 18.6% 13.3% 9.1% 6.8% 4.9% 4.6% 1.1% 21.1% 100% 2003-2004 Growth 15.5% -6.4% -4.7% 1.3% -3.4% 23.4% 25.6% 18.7% 6.2% 5.1%
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系统连接设备-FC HBA卡
H3C存储专题-
FC HBA卡：光纤通道主机总线适配器的缩写，用于主机与FC设备 的连接。 主要厂商：
FC HBA卡使用的传输介质光缆和铜缆两种。 连接类型 铜缆 光缆 光缆 波长 N/A 短波多模 长波单模 最大距离 30米 500米 10公里
3
常见的数据库系统
H3C存储专题-
Oracle在数据库领域一直处于领先地位，已成为世界 上使用最广泛的关系数据系统。（Oracle数据库 10g。） DB2是IBM公司的产品。 Sybase1986年成立,立足于在开放系统平台上研制具 有Client/Server体系结构的数据库系统软件产品。 SQL Server是Microsoft公司的一个关系数据库管理 系统，只在Windows上运行，Microsoft这种专有策略 的目标是将客户锁定到Windows环境中。
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EMC存储产品线概览－CLARiiON系列
H3C存储专题-
AX系列是EMC在2004年推出的面向低端的产品，提供FC和iSCSI两种 接口，最多扩展到12块SATA硬盘，随机提供简单的管理软件。 AX系列是一款纯粹的低端产品，OEM台湾富士康，并没有CLARiiON 平台的很多冗余特性。仅仅增加了EMC对低端市场的覆盖。 AX系列主要通过OEM伙伴和分销商进行销售，EMC自己并不销售。 CX系列是EMC在2000年为进军中端存储市场并购Data General后的 产品线。 光纤接口的CX300、CX500、CX700。 iSCSI接口的CX300i，CX500i。EMC为应对市场对iSCSI产品的需求从 CX系列简单改造而来。 目前并没有将CX系列的全部软件功能移植到CX300i和CX500i。而且这 两款产品只能支持WINDOWS主机平台和简单的快照、冗余路径管理等 功能，与其中端的定位不相符。
HP IBM EMC Dell Hitachi Sun Microsystems Others
$4,922 $4,298 $2,987 $1,507 $1,259 $1,238 $4,650
23.6% 20.6% 14.3% 7.2% 6.0% 5.9% 22.3%
$5,216 $4,241 $2,523 $1,285 $1,253 $1,300 $4,402
25.8% 21.0% 12.5% 6.4% 6.2% 6.4% 21.8%
-5.6% 1.3% 18.4% 17.3% 0.4% -4.7% 5.7%
All Vendors Source: IDC
$20,862
100.0%
$20,219
100.0%
3.2%
不含软件、服务
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IBM存储业务概述
H3C存储专题-
IBM即国际商业机器公司。在全球存储市场一 直比较稳定地排第3位，连续四年夺得大中华 地区外部磁盘存储市场第一。特别在国内金 融行业占有统治性地位。 整体解决方案供应商。拥有完整的产品线， 包括服务器、存储、 备份以及软件等并能提 供较完善的服务。Tivoli是系统管理领域的领 先者，软件功能丰富。 销售体系，中低端的应用一般采用服务器与 存储的捆绑方案；高端复杂的应用，比如大 银行等专业用户，具体问题具体分析。
6
操作系统的分类和比较
H3C存储专题-
SUSE
Linux系列
Mandrake
红旗
Linux是一种类Unix系统,具有许多Unix系统的功能和特点，能够兼容Unix。 由芬兰赫尔辛基大学的一个学生首次编写。 最大特点是免费的、开放源代码的软件，可自由修改操作系统的内核程 序。在安全性和稳定性方面也很有特色。 在Linux下运行的应用软件也相对较少，所以其暂不具有大众性，多用在一 些高端的小型网络环境。 Windows系列 安全性、可靠性稍差； 操作界面的易用性、通用性、易开发性方面较好，应用软件丰富。
Source: Gartner Dataquest, March 2005
不含机内存储、JBOD、软件、服务
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存储厂商市场分额2
H3C存储专题-
Worldwide Disk Storage Systems Factory Revenue, 2004 Vendor 2004 rev., mln. $ Market share 2003 rev., mln. $ Market share Revenue growth, 2004/2003
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IBM 存储产品线概览
H3C存储专题-
高端市场：大机技术存储化 DS8000系列，与EMC的Symmetrix系列处于同一档次； DS6000系列，相当DS8000的精简版，主要打压EMC的低端DMX系统； ESS750、ESS800，原“鲨鱼”系列。 中端存储DS4000 系列（光纤存储产品） 原IBM Fast系列，OEM From LSI（Engenio），开始支持SATA； 中小企业用户（SMB） DS400，低价光纤存储，OEM自Adaptec公司提供； DS300，重返iSCSI市场，采用SCSI硬盘驱动器。 磁带库：OEM自ADIC,销量不错，NAS产品OEM自NETAPP。
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系统连接设备—交换机
H3C存储专题-
FC交换机：将整个光纤通道SAN中的服务器 和存储设备连接起来。 内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽； 目前主流端口为2Gb，4Gb产品已经出现； 主要厂商：McData、Brocade、Cisco等。 SilkWorm3200，3250，3800，3850，3900,4100系 列 Sphereon4700、4500、4400、4300、3232系列 MDS 9000，9100，9200，9500系列 以太网交换机：IP SAN