HDS存儲技術知識講座

存儲根底知識介紹HDS華南西南區(qū)技術咨詢主要內容相關根本概念磁盤〔IDE、ATA、SATA、SCSI、FC、SAS〕磁盤陣列/存儲系統(tǒng)的定義存儲方案的開展傻瓜存儲JBOD——JustBoxofDisk中端存儲Modular/Midrange/DistributedStorage高端存儲Frame/HighendStorage/CentralizedStorage存儲平臺(StoragePlatform)存儲系統(tǒng)接入方式DASSANNAS備份和歸檔磁盤磁盤的構成介質磁頭接口IDE〔IntegratedDiveElectronics集成驅動電路〕ATA〔ATattachment〕SATA〔SerialATA〕；SCSIFCSASSAS是朝陽技術上圖為SAS外部接口圖。這種端口名叫“四路寬端口”(4WL)，未來將很快開展為SmallFormFactor——接口更小，密度更高；目前SAS一路寬端口為3Gb，因此它可到達12Gb的帶寬，是目前最快的光纖通道技術的1.5倍；而目前SAS才是第一代技術，因此SAS是最有開展前景的存儲技術。SAS磁盤與FC磁盤在Seagate網(wǎng)站查到：型號為ST3146356SS的SAS磁盤，與型號為ST3146356FC的FC磁盤：數(shù)據(jù)傳輸帶寬均為171MB/s-110MB/s；隨機讀寫響應時間均為3.4和3.9msec。在Seagate網(wǎng)站查到：3.5寸SAS磁盤與FC磁盤的MTBF值均為1,600,000hoursSAS磁盤與FC磁盤端口冗余性是一樣的，都有第二個冗余端口。而且，在這兩個SAS端口均具有獨立的訪問地址。一樣的性能與可靠性！SAS與SATA孿生性的兼容性SAS與SATA將并肩地成為未來企業(yè)市場的兩大主流磁盤技術，覆蓋客戶不同的技術需求！SAS擁有高品質、高性能、高擴展性；SATA擁有大容量、高性價比，低本錢；二者共享連接，兼容協(xié)議。SAS突出的可擴展性SAS連接模式是一個真正的交換結構——整個交換結構稱為一個域〔Domain)，每個域有假設干個expander組成，每個expander相當于一個交換機〔可分為扇出fanoutexpander和邊緣edgeexpander〕；每個expander可以連接128個邏輯端口，每個域可以有128個expander，因此整個域可支持128*128=16384個設備連接，其中有效設備達16128個。SAS的總結性能、可靠性、可擴展性和本錢是衡量一項新技術的4個主要指標；SAS是滿足4個指標的全才，因此可以期待在不長的時間里SAS將成為內置盤以及外部存儲磁盤的主流SAS突出的特性：高帶寬、良好的兼容性、突出的擴展性、簡化的連接設計〔散熱效率高，提高系統(tǒng)密度〕磁盤陣列—存儲系統(tǒng)由多個磁盤組成的一個集合，主時機將這個集合看成是一個單獨的存儲單元。通常所講的磁盤陣列，根本上都是建立在RAID技術根底上。RAID—RedundantArrayofInexpensiveDisks依據(jù)如何實現(xiàn)RAID技術，對磁盤陣列/存儲系統(tǒng)進行細分JBOD根底存儲整合2-節(jié)點集群Multipath軟件存儲方案開展—從前效勞器直連優(yōu)點–低本錢效勞器內置存儲擴展缺點–僅支持單機利用率低無擴展性優(yōu)點–入門級高可用性方案低本錢降低管理本錢2-節(jié)點集群的理想方案缺點–無擴展性連接的效勞器數(shù)量有限Array高級存儲整合理想的直連存儲共享支持冗余路徑傳統(tǒng)中端存儲：擴大化存儲整合共享存儲支持冗余路徑優(yōu)點–存儲整合方案良好的性價比低管理本錢雙通路2-節(jié)點集群缺點–擴展性極其有限優(yōu)點–SAN存儲整合良好的性價比極低的管理本錢多節(jié)點，多集群方案的理想選擇最多支持數(shù)十臺效勞器初步的本地保護和遠程保護缺點–無法適應大型存儲虛擬化集中和容災需要存儲方案新特征—效勞導向型中端存儲平臺AMS2000AMS200/500/1000其他效勞器應用程序OracleSAPExchangeUNIXWindows

ResourceManager

管理套件存儲陣列管理FlashAccess用于加速數(shù)據(jù)訪問性能ShadowImage、COW(QuickShadow)、TrueCopy用于備份、恢復和數(shù)據(jù)移動的

應用程序PerformanceMonitor性能監(jiān)控HDLM數(shù)據(jù)路徑管理〔失敗切換和負載均衡〕DataRetentionUtility用于數(shù)據(jù)深層保護的

應用程序NAS頭SAN應用優(yōu)化：區(qū)分QoS/可靠/性能/集中/保護/容災存儲方案新特征—效勞導向型高端存儲平臺JBODJustBoxofDisks—簡單硬盤集群在一個機架上將幾個硬盤驅動器堆疊一起，作為單個附加設備添加到效勞器或大型主機上即構成JBOD。JBOD上實現(xiàn)的RAID，均依靠效勞器上的HBA〔hostbusadapter〕主要代表有：IBM7133HPStorageEnclosureSunA5000等中端存儲有專門的存儲控制器—storagecontroller,RAID技術是在StorageController上實現(xiàn)的，不在效勞器上的HBA上實現(xiàn)；StorageController負責響應效勞器I/O請求，以及后端磁盤的管理，即有單獨一個控制器來管理整個系統(tǒng)主要代表有：HDSAMSEMCClarrionHPEVAIBMDS4000高端存儲高端存儲有時也成企業(yè)存儲、集中存儲、存儲平臺等系統(tǒng)有專門的前端控制器負責響應主機I/O請求；系統(tǒng)有專門的后端控制器負責磁盤的管理——RAID技術就在后端控制器上實現(xiàn)；前端控制器/后端控制器/高速緩存構建一個系統(tǒng)架構，以協(xié)調工作，實現(xiàn)更高的可靠性和性能主要代表有HDSUSPEMCDMXIBMDS8000存儲平臺存儲與主機連接方式NAS磁帶庫WindowsServesUNIXServersTCP/IP網(wǎng)絡CIFSDataAccessNFSDataAccessHDSUSP100TCP/IP連接FC連接SANDASDAS、SAN、NASDirectAttachedStorage——直連存儲StorageAreaNetwork——存儲區(qū)域網(wǎng)NetworkAttachedStorage——網(wǎng)絡附接存儲NAS實際上就是一個專門優(yōu)化了的文件效勞器，可分為：NAS整體系統(tǒng)：帶有磁盤空間的NAS系統(tǒng)NASGateway：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，但可以外接一個存儲〔DAS或者SAN〕獲得磁盤空間；NASBlade：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，且表現(xiàn)的形式為一個或一對卡、控制器模式，而必須插入存儲系統(tǒng)，而獲得電源和存儲空間什么是NASNetworkAttachedStorage——網(wǎng)絡附接存儲NAS實際上就是一個專門優(yōu)化了的文件效勞器按NAS產品的形態(tài)，可分為NAS系統(tǒng)：帶有磁盤空間的NAS系統(tǒng)NASGateway：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，但可以外接一個存儲〔DAS或者SAN〕獲得磁盤空間；NASBlade：不帶磁盤空間的NAS系統(tǒng)，且表現(xiàn)的形式為一個或一對卡、控制器模式，而必須插入存儲系統(tǒng)，而獲得電源和存儲空間SANSAN是由效勞器中HBA卡、存儲交換機以及存儲系統(tǒng)構建而成的存儲網(wǎng)絡SAN的主要元素HBA卡存儲交換機存儲子系統(tǒng)隨著技術演化，SAN現(xiàn)在分為：FCSAN(FC協(xié)議)IPSAN(iSCSI協(xié)議)存儲交換機存儲系統(tǒng)HBA卡HBA內部結構提供效勞器內部IO總線(PCI/SBUS)與光纖網(wǎng)絡的接口；HBA自身的RISC可以分擔主機效勞器CPU的IO管理工作；HBA有足夠的緩存來存儲IO的Context(最大2047個)，以此來提高交叉存取的性能。否那么經常要向效勞器請求中斷，這樣就會影響系統(tǒng)性能，浪費許多CPU周期；其Coalescing(聚集)功能還可以通過并發(fā)處理節(jié)省IO的中斷次數(shù)；HBA軟件驅動為操作系統(tǒng)提供所須存儲信息，對I/O進行操作，同時對正常請求進行控制HBA連接多個端口(8,16,32,64,128Ports)支持交換Fabric和傳統(tǒng)loop設備傳輸速率自適應全雙工性能,使用Cut-through路由算法交換機間提供8Gb/秒邏輯干線合并ISL拓撲結構自動協(xié)調,自動配置(自恢復)端到端性能監(jiān)控高端Switch，有些廠商也成為Director，幾個廠商都提供IP接口，以實現(xiàn)iSCSI或者FCIPSwitch備份與歸檔備份是與存儲相關的，又相對獨立的一個市場；歸檔那么是與存儲密切相關的，快速成長的另一個市場：法規(guī)遵從，數(shù)據(jù)保護解放生產系統(tǒng)，陳舊數(shù)據(jù)歸檔郵件歸檔、數(shù)據(jù)庫歸檔、ERP歸檔、PACS歸檔等等HomeGrownApplicationMedicalImagingFileSystem(HDPS)DocumentmanagementEmailServer(HDPS)DiscoveryModule存儲領域的六個主要方向業(yè)務連續(xù)性存儲管理數(shù)據(jù)保護分級存儲歸檔NASHDLMShadowImageTrueCopyQuickShadowFlashCopy?DBDividerLVDDBValidatorCopyCentralResourceManagerBOS/BOSVHSSMHiCStorageMgrHiCChargebackHiCAppsModuleHiCProv’ingMgrHiCPolicyMgrHiCProtectionMgrHDPSHitachie-CopyVERITASNBUCommVaultVTLShadowImageQuickShadowUSPV/USPVMUVMVolumeMigratorHTSMHCAPHDPSOpenTextHNASENAS某數(shù)據(jù)中心SAN結構圖3xSUN15K16domains2xIBMP6902xIBMP680EnterpriseStorage2XSwitchSAN管理工作站LAN2xSUN10K8domainsNASPCSsrver48ports68portsTapelibraryheterogenerousstorage7xSW3800廣東電信業(yè)務支撐中心虛擬化前示意圖由于歷史原因，廣東電信業(yè)務支撐中心各系統(tǒng)分別建設，形成了存儲孤島,各系統(tǒng)之間存儲容量無法共享，存儲資源利用率低，管理復雜、維護本錢高，無統(tǒng)一的容災策略。急需通用、靈活的平臺來實現(xiàn)存儲資源與業(yè)務目標緊密結合的面向效勞的存儲方法。USPV虛擬化引擎和原有的DMX2000、CX500、9980V共同組成一個存儲虛擬化異構整合平臺。廣東電信核心業(yè)務系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)放置在被虛擬化的DMX2000等設備上運行。該存儲架構實現(xiàn)了存儲資源共享和統(tǒng)一管理功能。方案設計具有較高的穩(wěn)定性與長遠的規(guī)劃，可滿足廣東電信業(yè)務支撐中心今后數(shù)年的業(yè)務開展對存儲系統(tǒng)的要求。廣東電信業(yè)務支撐中心HDS存儲虛擬化解決方案中國銀聯(lián)三點容災系統(tǒng)架構，300TB，全國最大的多點遠程容災實施工程上海浦東主生產中心上海浦西同城備份中心DataSetII,I