储存(磁盘阵列柜)基础知识
存储基础知识
FC硬盘
• FC硬盘采用FC-AL( Fiber Channel Arbitrated Loop，光纤通道仲裁环) 接口模式 • FC-AL是一种双端口的串行存储接口, 目前能够提供400MB/s速率 • FC-AL支持全双工工作方式 • FC-AL利用类似SATA/SAS所用的4芯连接，提供一种单环拓扑结构，一个控制 器能访问126个硬盘
用于ATA指令系统的并行IDE接口（已停产） 用于ATA指令系统的串行SATA接口 用于SCSI指令系统的并行SCSI接口（已停产） 用于SCSI指令系统的串行SCSI（SAS）接口 用于SCSI指令系统的并且承载于FabreChannel协议的串行FC接口（已停产） 使用PCI-Express作为数据传输通道的NVMe协议
读写磁头
磁场资料
主轴马达带动 磁盘旋转
读写磁头在磁盘 表面上方飞行
硬盘的工作原理
硬盘访问磁盘信息的过程如下：
寻找存储数据的目标磁盘。 寻找磁盘上存储数据的目标磁道。 寻找磁盘上存储数据的目标簇。 寻找簇上存储数据的目标扇区。 寻找目标数据，读取数据。
SSD性能更优于传统机械盘
SSD与传统机械盘对比
• 存储就是把这两个方面结合起来，向客户提供一套数据存放解决方案。 广义存储——上述的为广义存储。 商用存储——用于企业或单位，解决信息时代海量数据的存放与 管理的存储设备，同时它是外置、独立于应用服务器的。
存储介质
存储介质实际上它的范围非常的广，小到 计算机系统中的几百KB的ROM芯片，大到上百 TB的磁盘阵列系统都可以用来保存数据，又都 可以称为存储，可以说存储无处不在、无处不有。
全程参与，SCSI接口则完全通过独立的高速的SCSI卡来控制数据的读 写操作。
存储基础知识1_介质和阵列ppt课件
✓ 传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节 每秒（MB/s）。硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。
✓ 内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer Rate)，它反映 了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。
✓ More capacity per disk ✓ More sectors per track towards edge ✓ Since disk spins at constant speed, outer tracks have faster data rate
Bandwidth outer track 1.7x inner track!
访问时，先要选择柱面，其次要选择磁头（也就是选择盘面）和扇区。 所以，寻址用的地址信息应该有柱面号、磁头号和扇区号。
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硬盘存储结构
磁头Head
✓ 磁头是硬盘中最昂贵、最重要的部件。MR磁头（Magnetoresistive heads），即磁阻磁头，采用的 是分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能进行写操作），读取磁头 则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分 别进行优化，以得到最好的读/写性能。
500-600K hrs 1m
$.01 - $.02 5.4 or 7.2K RPM
8MB
SAS 300-600MB/Sec
1.2M hrs 10m
$.05 - $.08 (Est) 10-15k RPM 64MB
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各类硬盘对比
磁盘阵列基础知识
基本的RAID介绍RAID是英文Redundant Array of Independent Disks（独立磁盘冗余阵列），简称磁盘阵列。
下面将各个级别的RAID介绍如下。
RAID0条带化（Stripe）存储。
理论上说，有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速度的N 倍。
RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID结构。
RAID1镜象（Mirror）存储。
它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。
当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。
RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。
当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。
RAID2海明码（Hamming Code）校验条带存储。
将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，使用称为海明码来提供错误检查及恢复。
这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环境中很少使用。
RAID3奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为字节。
它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。
如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。
RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。
RAID4奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为块。
RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记录。
RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。
存储磁盘阵列基础知识培训精品PPT课件
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)
存储基础培训ppt课件
Block Diagram
Server / Servers or
Switch / Switches or
Zones on one Switch
RAID Controller A
PowerPC
Drive Channels
CPU
SAS
CH 0 CH 1
Host Channels
4G FC
PCI-X #1
存储基础培训
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DAS (Direct Attached Storage)
文件服务器
应用服务器
LAN 数据库服务器
数据流 存储设备
数据流 存储设备
数据流 存储设备
• 存储设备直接连接到服务器； • 传统的、最常见的连接方式，容易理解、规划和实施；
• 没有独立操作系统，不能提供跨平台的文件共享，各平台下数据需分别存储；
从数据保护时间上分为：CDP技术分为真CDP（True CDP）和准CDP（Near CDP）两类
存储基础培训
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备份、快照、复制、CDP
存储基础培训
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Archive(归档)
将相对不重要的数据转移到速度较慢并且价格便宜的存 储介质上，是一种最原始却最为有效的节约成本的方式。数 据归档集成了数据迁移、管理、收集、保存以及介质管理等 功能 ，主要用于长久保存数据和文件以备日后查询取用。
CBM (缓存备份模块) • BBU + Flash 备份模块 • Cache Safe 技术
• Cache safe技术可在突然断电的情况下将缓存中数据永 久保存在Flash SSD中，不受传统的72小时保护机制限制.
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典型中端磁盘阵列扩展
HP存储基础知识
RAID技术—实现方式
实现方式：
硬件实现 ASIC 芯片 (Application Special IC) CPU
Multiple hard disk drives to become…
LARGER FASTER SAFER
Large virtual hard drive
RAID技术优势
存储子系统
JBOD RAID 系统
Raid的作用和优势容量和可管理性Capaci源自y 性能优势Performance
Stripe
硬盘标准(10N)
磁盘容量计算方式以(10N)计算 1000MB = 1GB
RAID技术
RAID技术概念 RAID技术优势 RAID级别介绍
什么是RAID
RAID – Redundant Array of Inexpensive Disks
将多块硬盘分组虚拟成一个单独的硬盘,使其得到更大的空间,更快 的速度以及更高的实用性
可靠性和可用性Availability
Redundancy、Parity、rebuild、hot swap&host spare
RAID技术 - 数据有效性
无RAID机制
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
1st Qtr
2nd Qtr
3rd Qtr
4th Qtr
如果硬盘损坏,数据会丢失
数据处理性能
IOPS
Input/Output Per Second 每秒钟可处理的输入-读/输出-写请求数量 数据传输速率＝iops X spi （spi：size per IO），io size增大，或者iops增大，均会影响 传输速率
存储特性
扩展性 scalability
存储基础知识培训(ppt 29页)
Ml P yP F Pe i
FF M P iPl Py e
RAID 5 RAID 5
RAID 0
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存储技术的核心：RAID
通常依照阵列的结构形式分成RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4， RAID5， RAID0+1等类型。 常见的有以下几种类型： 1．RAID0数据分别存储在阵列中的各个驱动器上，并行传送。这种结构容量 利用率最好，达到100%。但没有校验，可靠性最差。 2．RAID1数据以完全相同的形式同时存储在2台硬盘驱动器上，数据传输率 和单台情况下相近。容量利用率只有50%，但冗余量大，可靠性高。这种结 构通常称为镜象磁盘。 3．RAID3阵列中有一台驱动器用作奇偶校验盘。并行传送。这种结构适合用 于每次存储数据量大的情况，例如科学计算等。 4．RAID5阵列采取奇偶校验，但没有专用的驱动器，而是将校验位按要求写 到阵列中的某一台驱动器上。采取并行传送。这种结构适合每次存取数据量 小的情况，例如事务处理。 5．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。 6．其他阵列类型：基于软件的RAID技术及部分厂家提出的类型。
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➢ NAS能为我们做什么？ ➢ 在文件服务器上能实现的任何功能，NAS都能实现 ➢ 在不同的网络平台间共享数据（数据的集中管理） ➢ 备份个人电脑和便携式电脑中的数据 ➢ 为您的服务器数据提供一个随时可以访问的备份 ➢ 从防火墙缓冲数据 ➢ 为您的WEB服务器和Email服务器提供存储空间
磁盘阵列知识点
磁盘阵列知识点分类磁盘阵列其样式有三种，一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡，三是利用软件来仿真。
数据重构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，将数据经计算后重新置入新硬盘中RAID:厂商LSI（半导体和软件供应商）：其主要产品包括：RAID控制器、SSD控制器。
MegaRAID、Nytro和Syncro都是LSI 针对RAID而推出的解决方案，并且一直在创造更新。
LSI MegaRAID的主要定位是保护数据，通过高性能、高可靠的RAID控制器功能，为数据提供高级别的保护。
LSI MegaRAID在业界有口皆碑。
LSI Nytro的主要定位是数据加速，它充分利用当今备受追捧的闪存技术，极大地提高数据I/O速度。
LSI Nytro包括三个系列：LSI Nytro WarpDrive加速卡、LSI Nytro XD 应用加速存储解决方案和LSI Nytro MegaRAID 应用加速卡。
Nytro MegaRAID主要用于DAS环境，Nytro WarpDrive加速卡主要用于SAN和NAS环境，Nytro XD解决方案由Nytro WarpDrive加速卡和Nytro XD 智能高速缓存软件两部分构成。
LSI Syncro的定位主要用于数据共享，提高系统的可用性、可扩展性，降低成本。
LSI通过MegaRAID提供基本的可靠性保障;通过Nytro实现加速;通过Syncro突破容量瓶颈，让价格低廉的存储解决方案可以大规模扩展，并且进一步提高可靠性。
LSI MegaRAID SAS 8708EM2的参数LSI MegaRAID SAS 8708EM2详细参数主要性能RAID功能:RAID 0、1、5 和6接口: Serial SATA/SAS内置接口:8数据传输率:3Gb/s最多连接设备:32个插槽类型:PCI-ERAID类型优缺点RAID0没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。