存储基础知识培训
服务器存储培训ppt课件(2024)
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• 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。
存储系统培训计划
存储系统培训计划一、培训目标1、培训对象：企业内IT相关从业人员或对存储系统感兴趣的人员。
2、培训内容：介绍存储系统的基础知识、常见存储设备的种类和原理、存储系统的管理和维护、存储系统的性能优化等内容。
3、培训目标：使学员对存储系统有一个较为全面的了解，能够独立进行存储系统的管理和维护工作。
二、培训内容1、存储系统基础知识（1）存储系统的定义和功能（2）存储系统的分类（3）存储系统的工作原理2、常见存储设备的种类和原理（1）硬盘存储设备（2）固态硬盘存储设备（3）网络存储设备（4）磁带存储设备3、存储系统的管理和维护（1）存储系统的架构和组成（2）存储系统的管理工具（3）存储系统的故障排除4、存储系统的性能优化（1）存储系统性能监控指标（2）存储系统性能优化策略三、培训形式1、培训时间：2天2、培训地点：企业内部或者租赁会议室3、培训方式：课堂讲授结合实际操作四、培训流程第一天上午- 存储系统基础知识的介绍- 常见存储设备的种类和原理下午- 存储系统的管理和维护- 存储系统的性能优化第二天上午- 学员分组进行存储系统管理工具的操作演练下午- 学员分组进行存储系统性能监控指标和性能优化策略的案例研究五、培训师资1、培训主讲人员：企业内部的存储系统专家或者邀请行业内的专业人士。
2、助教人员：根据实际情况安排企业内部的技术人员担任助教。
六、培训资源1、教学设备- 讲台、投影仪、电脑- 存储系统管理工具的演示设备2、教学资料- 存储系统的基础知识PPT- 存储系统的管理和维护PPT- 实例案例资料七、培训评估1、培训前测- 对学员进行存储系统相关知识的预测测试，以确定培训内容的深浅和针对性。
2、培训过程考核- 考核学员在课堂上的互动表现和实际操作的能力。
3、培训后测- 对学员进行存储系统相关知识的测试，以评估培训效果。
八、培训后管理1、培训后跟进- 培训结束后对学员进行存储系统管理和维护工作的跟进，并提供技术支持。
存储基础知识应知应会 PPT
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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存储逐渐成为企业的根基
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1.3 存储环境的发展
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存储环境的发展
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1.4 网络存储是什么
• 目前主要的网络存储技术有
SAN NAS iSCI
SAN主要是基于光 NAS是纤在通T道CP的/I、P协面议向数据 基础上块提的供存文储件，的可存以看成
是取传服i统S务C总。S线I则的是扩前展面。两种技术
• FC-4, 多上层协议，如IP和SCSI 的映射
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FC0-物理连接器
• Gigabit Interface Connectors
(GBICs)
DB9
• Gigabaud Link Modules (GLMs)
Optical GLM RJ45
• Media Interface Adapters
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2.1 磁盘连接技术—SCSI
• SCSI (小型机系统接口 )
它的数据传输是以块方式进行, SCSI 是连接存储设 备与服务器的最通用的方法. 。SCSI 产生于1979 年，是支持一到两个磁盘的8-bit 的并行总线接口。 这一协议不断发展，直至成为其他存储相关技术 的基础。 • 低成本的单端可选配置，适用于临近设备的连接， 距离最大为6 米；较昂贵的HVD，可支持25 米距 离，具有较好的抗噪声性能；
网络存储技术
课程内容
网络存储发展历程 网络存储基础知识 SAN网络存储 NAS网络存储 网络存储应用 存储备份技术解析 网络存储管理
2
第一章 网络存储发展的历程
• 1.1 存储是什么 • 1.2 为什么需要存储 • 1.3 存储环境的发展 • 1.4 网络存储是什么
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1.1 存储是什么
• 1.1.1 存储的形式 结构与非结构
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1.2 为什么需要存储
• 随着网络技术的发展，越来越多的企业使用计算机系统
处理日常业务，从最早的服务器 /客户机（Server/Clinet） 模式，到今天的网络计算（Network Computing）环境，今 后的移动计算（Pervasive Computing）环境，对数据的请 求不再受时间和空间的限制。 。随着计算机的能力不断提 高，数据量也在不断膨胀。一切的发展似乎已经陷入了一
NL_Port • E_Port - Expansion port on a switch. Links multiple switches • G_Port - General port • U_Port - Universal port
OPTICAL
(MIAs)
• Copper Connectors
LC
– HSSDC GBIC
1x9
• High Speed Serial
MIA
Data Connector
– DB-9
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Fibre Channel端口类型
• 所有 FC 设备（端口）都有一个64位的唯一标识 - World Wide Names (WWN)
在TCP/IP网络上的融合，
通过把面向数据块的SCSI
协议封装在TCP/IP包中，
以便在TCP/IP网络上传送
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网络存储的的应用
• (1) 数据共享--由于存储设备的中心化，大量的文 件服务器可以低成本的存取和共享信息，而同时 也不会使系统性能有明显的下降。
• (2) 存储共享--两个或多个服务器可以共享一个存 储单元，这个存储单元在物理上可以被分成多个 部分，而每个部分又连接在特定的服务器上。
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Fibre Channel的结构
• 光纤路径标准定义了五个提供相 同功能的模块层：
• FC-0, 物理层，包括线缆、连接 器和它们各自的特性
• FC-1, 传输协议，包括编码、计 时和错误检测
• FC-2, 信号协议，定义传输单元 内部帧的结构和信息的位置
• FC-3, 仍在开发中，其目的在一 个N节点中提供多端口的协作，它 的一个例子是越过多信号线传输 数据
– 光纤电缆: • Multimode Fiber, 62.5 Micron – 最大 300米 • Multimode Fiber, 50 Micron –最大 500米 • Singlemode Fiber, 9 Micron – 10公里以上
– 铜缆 – 最大30米
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FC-SAN的拓扑结构
个可怕的循环：数据膨胀提高计算机性能导致新一轮 的数据膨胀引来数据存储、利用、分析和管理都非常地 复杂
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为什么需要存储
• 网络环境下的存储管理大约有两个办法。其一，利用 由服务器提供的接口来实现管理；其二，通过专用的 存储连接来管理。后者是大部分存储工业公司经常采 用的办法。这就导致了一个有趣的结论：数据是有价 的独立实体，与访问它的计算机是分离的，因而，也 要求它的管理系统与主机系统是分离。
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存储逐渐成为企业的根基
• 现在人们越来越认识到：数据是一个自由存在、 不必属于任何特定系统的实体，就像资本和智力 资产一样，数据也是一种可以共同享用的财富， 需要加以保护和存储。同样，作为数据保护和存 储管理的平台，存储网络产品和体系结构也提升 到战略高度，需要像系统和软件一样，定期召开 有关会议以制订规划和预算。
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2.2 Fibre Channel
• 用原有的数据传输协议在光纤介质上传输数据如： – SCSI, ESCON, IP, HIPPI, FDD工连接 (未来是400MB 或 1GB )
• 灵活、易于扩展的技术 • 通过共享存储端口提高连通性 • 提供了更远的连接距离
• Fibre Channel端口为特定应用而配置 • N_Port - Node port, a port at the end of a point-to-point link • NL_Port - Node Loop port • F_Port - Fabric port • FL_Port - Fabric Loop port, a fabric port which connects to
• (3) 数据备份--通常的数据备份都要依赖于共同的 局域网或广域网设备。通过使用SAN，这些操作 可以独立于原来的网络，从而能够提高操作的性 能。
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第二章 网络存储基础知识
• 2.1 磁盘连接技术—SCSI • 2.2 光纤通道网络存储技术Fibre Channel • 2.3 存储与网络 • 2.4 存储数据保护技术—RAID • 2.5 存储数据保护技术—镜像,复制和快照