存储基础知识培训
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服务器存储培训ppt课件(2024)
服务器存储培训 ppt课件
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目录
• 服务器存储概述 • 服务器存储硬件基础 • 服务器存储软件配置与管理 • 网络附加存储（NAS）技术应用 • 存储区域网络（SAN）技术应用 • 服务器虚拟化与容器化技术应用 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
CATALOGUE
服务器存储概述
服务器存储定义与分类
存储区域网络（SAN）技术应用
SAN架构原理及优势分析
架构原理
通过专用高速网络将多个存储设备连接起来，形成一个存储区域网络 ，提供高可用性、高性能、可扩展的存储服务。
高性能
SAN采用高速光纤通道技术，提供极高的数据传输速率和低延迟，满 足高性能应用需求。
高可用性
SAN具备冗余设计和故障切换功能，确保数据的可靠性和业务的连续 性。
降低成本
虚拟化技术可以减少物理服务器的数量，从而降 低硬件成本、维护成本和管理成本。
提高资源利用率
通过虚拟化技术，可以将物理服务器的资源利用 率提高到80%以上，避免资源浪费。
提高业务连续性
虚拟化技术可以实现快速部署、备份和恢复，提 高业务连续性和数据安全性。
容器化技术原理及优势分析
01
容器化技术原理
优化文件系统性能
通过调整文件系统参数（如块大小、inode数量等），以及使用RAID、SSD等硬件技术， 提高文件系统的I/O性能和数据可靠性。
定期监控和维护文件系统
定期检查文件系统的状态和使用情况，及时处理出现的问题，如修复损坏的文件系统、清 理无用文件等。
数据备份恢复策略制定和实施
制定备份策略
硬盘驱动器类型与性能参数
接口类型
硬盘与主板连接的接口，如SATA、SAS等，影响数据传输速 度。
contents
目录
• 服务器存储概述 • 服务器存储硬件基础 • 服务器存储软件配置与管理 • 网络附加存储（NAS）技术应用 • 存储区域网络（SAN）技术应用 • 服务器虚拟化与容器化技术应用 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
CATALOGUE
服务器存储概述
服务器存储定义与分类
存储区域网络（SAN）技术应用
SAN架构原理及优势分析
架构原理
通过专用高速网络将多个存储设备连接起来，形成一个存储区域网络 ，提供高可用性、高性能、可扩展的存储服务。
高性能
SAN采用高速光纤通道技术，提供极高的数据传输速率和低延迟，满 足高性能应用需求。
高可用性
SAN具备冗余设计和故障切换功能，确保数据的可靠性和业务的连续 性。
降低成本
虚拟化技术可以减少物理服务器的数量，从而降 低硬件成本、维护成本和管理成本。
提高资源利用率
通过虚拟化技术，可以将物理服务器的资源利用 率提高到80%以上，避免资源浪费。
提高业务连续性
虚拟化技术可以实现快速部署、备份和恢复，提 高业务连续性和数据安全性。
容器化技术原理及优势分析
01
容器化技术原理
优化文件系统性能
通过调整文件系统参数（如块大小、inode数量等），以及使用RAID、SSD等硬件技术， 提高文件系统的I/O性能和数据可靠性。
定期监控和维护文件系统
定期检查文件系统的状态和使用情况，及时处理出现的问题，如修复损坏的文件系统、清 理无用文件等。
数据备份恢复策略制定和实施
制定备份策略
硬盘驱动器类型与性能参数
接口类型
硬盘与主板连接的接口，如SATA、SAS等，影响数据传输速 度。
IBM储存(磁盘阵列柜)基础知识培训
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（ Direct Attached Storage，直接附加存储，又称直连存储），后 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 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-SAN和IP-SAN。 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、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。
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.
14
SAN的组成
SAN由服务器，后端存储系统，SAN连接设备组成；
存储基础知识应知应会 PPT
LUN，每一个LUN只能属于一台前端服务器 链路速率：1Gbps、10Gbps 提供快照、容灾等高级数据保护功能 iSCSI 被看好的原因
可以采用非常成熟的IP网络管理工具和基础建设 IP网络使用普遍，可为企业节省大笔建设、管理及人
➢iSCSI协议： （Internet Small Computer System Interface）互联网小型计算机系统接口，是一种在 TCP/IP上进行数据块传输的标准，可以理解为SCSI over IP。iSCSI可构成基于IP的SAN，为用户提供高 速、低价、长距离的存储解决方案。iSCSI将SCSI命令封装到TCP/IP数据包中，使I/O数据块可通过IP网 络传输，是未来的发展之路。
存储是企业数据的“家”
用户
应用服务器
数据库服务器
邮箱服务器
员工 数据产生
文件服务器 数据处理
在线存储
近线存储
依据数据的访问频率
数据管理
离线存储
存储发展历程：从附属于服务器，剥离成独立系统
硬盘在服务器内部
Server CPU
外部硬盘阵列（DAS)
CPU
Server RAM
智能硬盘阵列(DAS) CPU Server RAM
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
需求，从而产生最早最简单的存储架构直连附加 存储DAS 连接方式：FC,SCSI,SAS 访问方式：直连式存储与服务器主机之间的连接 通道通常采用SCSI连接 链路速率：20MB/s、40MB/s、80MB/s 提供快照、备份等功能
解决问题： • 有限硬盘槽位，容量小
• 单硬盘存放数据，可靠性差
可以采用非常成熟的IP网络管理工具和基础建设 IP网络使用普遍，可为企业节省大笔建设、管理及人
➢iSCSI协议： （Internet Small Computer System Interface）互联网小型计算机系统接口，是一种在 TCP/IP上进行数据块传输的标准，可以理解为SCSI over IP。iSCSI可构成基于IP的SAN，为用户提供高 速、低价、长距离的存储解决方案。iSCSI将SCSI命令封装到TCP/IP数据包中，使I/O数据块可通过IP网 络传输，是未来的发展之路。
存储是企业数据的“家”
用户
应用服务器
数据库服务器
邮箱服务器
员工 数据产生
文件服务器 数据处理
在线存储
近线存储
依据数据的访问频率
数据管理
离线存储
存储发展历程：从附属于服务器，剥离成独立系统
硬盘在服务器内部
Server CPU
外部硬盘阵列（DAS)
CPU
Server RAM
智能硬盘阵列(DAS) CPU Server RAM
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
需求，从而产生最早最简单的存储架构直连附加 存储DAS 连接方式：FC,SCSI,SAS 访问方式：直连式存储与服务器主机之间的连接 通道通常采用SCSI连接 链路速率：20MB/s、40MB/s、80MB/s 提供快照、备份等功能
解决问题： • 有限硬盘槽位，容量小
• 单硬盘存放数据，可靠性差
存储基础知识培训
Hot spare 盘
NAS、SAN和DAS
直连存储〔DAS〕
直连存储〔DAS〕
DAS直连存储应用场景 1) 适宜小型机构，对存储系统要求较低，无需复杂存储网 络中小企业
2)效劳器在地理分布上很分散，通过SAN或NAS在它们之间进 展互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);
3)许多数据库应用和应用效劳器在内的应用，需要直接连接 到存储器上，一些邮件效劳也包括在内
NAS 网络附加存储
NAS 网络附加存储
NAS本身可以支持多种协议〔如NFS、CIFS、等〕，而且可以支持各种操作系统。 NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵敏，可放置在工作组内，也可放在混合 环境中，如混合了Unix/Windows局域网的环境中，而无需对网络环境进展任何的修改。 NAS产品直接通过网络接口连接到网络上，只需简单地配置一下IP地址，就可以被网络 上的用户所共享
直连存储〔DAS〕
DAS 存储架构问题与缺乏
1. 占用效劳硬件资源 2. 直连式存储依赖效劳器主机操作系统进展数据的IO读写和存储维护管理。数据
备份和恢复要求占用效劳器主机资源〔包括CPU、系统IO等〕，对效劳器硬件 的依赖性。 2.可扩展性极差 无论直连式存储还是效劳器主机的扩展，从一台效劳器扩展为多台效劳器组成的 群集(Cluster)，或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机。存储扩展只 能由原厂商提供，往往受设备厂商限制
3. 管理困难 由于直连存储与主机连接分散，无法通过存储管理软件集中管理，给存储运维 管理增加维护难度
NAS 网络附加存储
NAS 网络附加存储
存储设备通过标准的网络拓扑构造(例如以太 网)，连接到一群计算机上。
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储效 劳器，包括存储器件〔一个或多个硬盘驱动 器的网络设备，这些硬盘驱动器通常安排为 逻辑的、冗余的存储容器或者RAID阵列〕 和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功 能。
IT行业存储基础知识培训
COPY BACK完成
RAID基本概念——物理卷和逻辑卷
• 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
物理卷
逻辑卷 LUN2 LUN3
条带无疑会大幅度提升整体读写效率。
分条
条带
硬盘0
硬盘1
硬盘2
硬盘3
RAID基本概念 ——重建（Rebuild）
某块硬盘出现故障后，一旦将其更换为正常硬盘，RAID便会通过其他硬盘 数据计算出坏盘上原有的数据，再将数据重建回新添硬盘上。
故障 更换
A0
XOR
A0
数据盘
A1
数据盘
A2
数据盘
XOR
P
校验盘
优点 磁盘空间利用率最高 在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的
缺点 无冗余功能，如果一个磁盘损坏，则所有 的数据都无法使用 不适合关键业务
应用 媒体编辑 图像编辑 需要高带宽的应用
RAID 1 镜像/双工
原理：即每个工作盘都有一个镜像盘， 每次写数据时必须同时写入镜像盘，读 数据时只从工作盘读出，一旦工作盘发 生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读 出数据。当更换故障盘后，数据可以重 构，恢复工作盘正确数据
Disk Channel
,,,
RAID
RAID 优点
• 硬盘容错 ( fault tolerance) • 提高 I/O处理速度 ( high performance ) • 提升传输速率 ( fast data transfer ) • 提高资料使用率 ( high availability ) • 维护方便 ( easy maintenance )
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
物理磁盘
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
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
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RAID
可靠性 性能
• 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 • 计算机发展初期， 理的瓶颈 大容量硬盘价格 非常高，而需要 存储的数据量越 来越大 • 信息时代，数据 对企业和个人的 重要性越来越大， 数据存储安全更 需要保障
容量
RAID Level 0: 带区集
M i
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
? ? ? 多路径软件 ? ? ? ? ?
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
硬件 (HBAs)
硬件 (HBAs)
主机无法读写
主机正常读写
多路径故障切换－HBA故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
31
多路径故障切换－交换机故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
4．RAID0+1（也称RAID10）阵列中一半的驱动器采取RAID0的结构，可以
并行传送来提高数据传输率。另一半则是前面提到的镜象磁盘，即是RAID1 。这样可以有很高的可靠性。
LUN（Logical Unit Number）
• LUN是对存储设备而言的
• 选择存储设备上的多个硬盘形成一个RAID组，再 在RAID组的基础上创建一个或多个LUN（逻辑单元 ） • 当网络中的主机连接到存储设备时，就可以识别 到存储设备上逻辑设备LUN，此时LUN相对于主机 来讲就是一个“物理硬盘”
SAS才刚起步速度就达到300MB/s，
现在达到600MB/s，SAS被期望最终 能够达到1200MB/S
NL-SAS介绍
NL-SAS是采用了SAS的磁盘接口和SATA的
盘体的综合体。
SSD硬盘介绍
SSD（Solid State Disk）硬盘
一般指使用Flash存储介质的固态硬盘，特别之 处在于没有机械结构，利用传统的闪存特性，以区 块擦除和写入的方式实现写功能
主机A HBA01 HBA02
主机B
交换机
路径1：HBA01 －>控制器1 路径2：HBA01 －>控制器2 路径3：HBA02 －>控制器1 路径4：HBA02 －>控制器2
控制器1 LUN 0 LUN 1
控制器2
磁盘阵列
多路径管理软件
应用
文件系统 磁盘驱动
应用
文件系统 磁盘驱动
虚拟设备
? ? ? ? ? ? ? ?
存储基础知识培训
培训章节
磁盘指标、类型和接口 RAID技术详解 LUN和逻辑卷 磁盘阵列 光纤通道（FC） 多路径 存储虚拟化 DAS、NAS、SAN
存储的定义
存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将 数据保存到某些介质上并能保证有效的访问，总的来讲可以包含两个方 面的含义：一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介；另一方面，它 是保证数据完整安全存放的方式或行为。 磁带 软盘 硬盘
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。
y
l MyFile
F
e
RAID 1: 镜像
M y F
i
l
e
MyFile
M
y
F i
l
e
RAID 5:带分布校验位的带区集
M
F
P
y
P
l MyFile
P
i
e
RAID Level 10 :Striping of Mirrored Arrays
M F l
RAID-1
M
F l
y
RAID-0
i e
MyFile
30
多路径故障切换－HBA故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2 网卡 2
HBA故障
交换机
光盘
Flash芯片和卡式存储 磁盘阵列
磁盘的主要指标
容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字
节为基本单位
转速：指硬盘主轴马达的转动速度，单位 为RPM（Round per Minute)，即每分
钟盘片转动次数
缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片， 具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片
RAID、LUN的形成过程
物理卷
（RAID）
物理磁盘
RAID、LUN的形成过程
LUN1
LUN2
LUN3
LUN
分割
物理卷
（RAID）
物理磁盘
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。
常见磁盘阵列
控制器和磁盘柜分离
+
控制器
=
磁盘扩展柜
磁盘阵列
控制器和磁盘柜一体
+
控制器模块 磁盘柜
=
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
多路径
LUN1 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN1
文件处理 I/O 块处理 I/O
IP Network
网络接口卡 TCP/IP 协议栈
块处理 I/O
FC Network
块处理 I/O
IP Network
NFS/CIFS
数据管理系统
文件系统+ 逻辑卷管理器 RAID 设备驱动 块处理 I/O
FC总线卡 FC协议栈 数据管理系统 RAID 设备驱动 块处理 I/O
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
交换机
交换机故障
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
32
多路径故障切换－交换机路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
SATA硬盘采用点对点连接方式，支持热插
拔，即插即用
SAS接口硬盘介绍
SAS(Serial Attached SCSI) 串行连接SCSI SAS是一种点对点、全双工、双端 口的接口 SAS专为满足高性能企业需求而设 计，实现与SATA的互操作，为企业 用户带来前所未有的灵活性和低成 本
网络接口卡 TCP/IP协议栈 数据管理系统 RAID 设备驱动 块处理 I/O
37
DAS典型结构图
特定的主机或应用程序，为用户隐藏或屏蔽了具体的物理设备的各种物 理特性。
34
存储虚拟化的原动力
35
存储虚拟化的目的
36
DAS、NAS、SAN剖析
DAS
主机
应用
文件/操作系统 逻辑卷管理器 RAID SCSI 设备驱动 SCSI/FC 总线卡 数据库 裸卷
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
交换机
交换机故障
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
33
存储虚拟化
定义：存储虚拟化是为了便于应用和服务进行数据管理而采取的针对应
用、服务器以及一般网络资源进行的存储子系统或存储服务的内部功能
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
HBA故障
交换机
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
抽象、隐藏和隔离的行为；存储虚拟化是针对存储设备或存储服务进行 的虚拟化手段，以便对底层存储资源实施存储会聚、隐藏复杂性以及添
加新功能等。
存储虚拟化的核心工作是实现物理存储设备到单一逻辑资源池的映射。 通过虚拟化技术，为用户和应用程序提供了虚拟磁盘或虚拟卷，并且可
以根据用户需求对它进行任意分割、合并、重新组合等操作，并分配给
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。
可靠性 性能
• 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 • 计算机发展初期， 理的瓶颈 大容量硬盘价格 非常高，而需要 存储的数据量越 来越大 • 信息时代，数据 对企业和个人的 重要性越来越大， 数据存储安全更 需要保障
容量
RAID Level 0: 带区集
M i
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
? ? ? 多路径软件 ? ? ? ? ?
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
硬件 (HBAs)
硬件 (HBAs)
主机无法读写
主机正常读写
多路径故障切换－HBA故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
31
多路径故障切换－交换机故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
4．RAID0+1（也称RAID10）阵列中一半的驱动器采取RAID0的结构，可以
并行传送来提高数据传输率。另一半则是前面提到的镜象磁盘，即是RAID1 。这样可以有很高的可靠性。
LUN（Logical Unit Number）
• LUN是对存储设备而言的
• 选择存储设备上的多个硬盘形成一个RAID组，再 在RAID组的基础上创建一个或多个LUN（逻辑单元 ） • 当网络中的主机连接到存储设备时，就可以识别 到存储设备上逻辑设备LUN，此时LUN相对于主机 来讲就是一个“物理硬盘”
SAS才刚起步速度就达到300MB/s，
现在达到600MB/s，SAS被期望最终 能够达到1200MB/S
NL-SAS介绍
NL-SAS是采用了SAS的磁盘接口和SATA的
盘体的综合体。
SSD硬盘介绍
SSD（Solid State Disk）硬盘
一般指使用Flash存储介质的固态硬盘，特别之 处在于没有机械结构，利用传统的闪存特性，以区 块擦除和写入的方式实现写功能
主机A HBA01 HBA02
主机B
交换机
路径1：HBA01 －>控制器1 路径2：HBA01 －>控制器2 路径3：HBA02 －>控制器1 路径4：HBA02 －>控制器2
控制器1 LUN 0 LUN 1
控制器2
磁盘阵列
多路径管理软件
应用
文件系统 磁盘驱动
应用
文件系统 磁盘驱动
虚拟设备
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存储基础知识培训
培训章节
磁盘指标、类型和接口 RAID技术详解 LUN和逻辑卷 磁盘阵列 光纤通道（FC） 多路径 存储虚拟化 DAS、NAS、SAN
存储的定义
存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将 数据保存到某些介质上并能保证有效的访问，总的来讲可以包含两个方 面的含义：一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介；另一方面，它 是保证数据完整安全存放的方式或行为。 磁带 软盘 硬盘
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。
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RAID 1: 镜像
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RAID 5:带分布校验位的带区集
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RAID Level 10 :Striping of Mirrored Arrays
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RAID-1
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RAID-0
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MyFile
30
多路径故障切换－HBA故障路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2 网卡 2
HBA故障
交换机
光盘
Flash芯片和卡式存储 磁盘阵列
磁盘的主要指标
容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字
节为基本单位
转速：指硬盘主轴马达的转动速度，单位 为RPM（Round per Minute)，即每分
钟盘片转动次数
缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片， 具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片
RAID、LUN的形成过程
物理卷
（RAID）
物理磁盘
RAID、LUN的形成过程
LUN1
LUN2
LUN3
LUN
分割
物理卷
（RAID）
物理磁盘
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。
常见磁盘阵列
控制器和磁盘柜分离
+
控制器
=
磁盘扩展柜
磁盘阵列
控制器和磁盘柜一体
+
控制器模块 磁盘柜
=
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
多路径
LUN1 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN1
文件处理 I/O 块处理 I/O
IP Network
网络接口卡 TCP/IP 协议栈
块处理 I/O
FC Network
块处理 I/O
IP Network
NFS/CIFS
数据管理系统
文件系统+ 逻辑卷管理器 RAID 设备驱动 块处理 I/O
FC总线卡 FC协议栈 数据管理系统 RAID 设备驱动 块处理 I/O
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
交换机
交换机故障
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
32
多路径故障切换－交换机路径切换
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
SATA硬盘采用点对点连接方式，支持热插
拔，即插即用
SAS接口硬盘介绍
SAS(Serial Attached SCSI) 串行连接SCSI SAS是一种点对点、全双工、双端 口的接口 SAS专为满足高性能企业需求而设 计，实现与SATA的互操作，为企业 用户带来前所未有的灵活性和低成 本
网络接口卡 TCP/IP协议栈 数据管理系统 RAID 设备驱动 块处理 I/O
37
DAS典型结构图
特定的主机或应用程序，为用户隐藏或屏蔽了具体的物理设备的各种物 理特性。
34
存储虚拟化的原动力
35
存储虚拟化的目的
36
DAS、NAS、SAN剖析
DAS
主机
应用
文件/操作系统 逻辑卷管理器 RAID SCSI 设备驱动 SCSI/FC 总线卡 数据库 裸卷
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
交换机
交换机故障
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
33
存储虚拟化
定义：存储虚拟化是为了便于应用和服务进行数据管理而采取的针对应
用、服务器以及一般网络资源进行的存储子系统或存储服务的内部功能
LUN0 LUN0 LUN0 LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1 LUN0 LUN0 LUN0
服务器I/O 多路径软件
LUN0 LUN1 LUN1 LUN1 LUN1
HBA1
HBA2
HBA1
HBA2
HBA故障
交换机
控制器1 磁盘阵列 LUN 0 LUN 1
控制器2
抽象、隐藏和隔离的行为；存储虚拟化是针对存储设备或存储服务进行 的虚拟化手段，以便对底层存储资源实施存储会聚、隐藏复杂性以及添
加新功能等。
存储虚拟化的核心工作是实现物理存储设备到单一逻辑资源池的映射。 通过虚拟化技术，为用户和应用程序提供了虚拟磁盘或虚拟卷，并且可
以根据用户需求对它进行任意分割、合并、重新组合等操作，并分配给
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。