存儲基礎知識 - 副本

存儲(cúnchǔ)基礎知識培訓共三十八頁培訓(péixùn)目錄1、存儲(cúnchǔ)的定義2、常見存儲設備3、存儲接口介紹4、存儲類型介紹5、RAID介紹共三十八頁存儲(cúnchǔ)的定義?存儲(cúnchǔ)就是根據(jù)不同的應用環(huán)境通過采取合理、安全、有效的方式將數(shù)據(jù)保存到某些介質上并能保證有效的訪問。共三十八頁常見(chánɡjiàn)存儲設備磁帶存儲磁盤存儲光盤(ɡuānɡpán)存儲其他存儲共三十八頁硬盤接口技術接口類型IDESATASCSISASFC共三十八頁IDEIDE（Integrated

Drive

Electronics)電子(diànzǐ)集成驅動器。電源(diànyuán)數(shù)據(jù)線接口M/S跳線共三十八頁SCSI（SmallComputerSystemInterface)小型(xiǎoxíng)計算機系統(tǒng)接口共三十八頁SATASASFC電源接口數(shù)據(jù)(shùjù)接口共三十八頁RAID技術(jìshù)共三十八頁JBODD0FEDD0CBAA,B,C,D,E,F數(shù)據(jù)(shùjù)寫入

JBOD（JustaBunchofDisks）

：是在邏輯上把幾個物理磁盤一個接一個的串聯(lián)在一起，其目的純粹是為了增加(zēngjiā)磁盤的容量，并不提供數(shù)據(jù)安全保障。共三十八頁RAID

RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）：獨立冗余磁盤陣列，簡稱磁盤陣列。RAID是按照一定的形式和方案組織起來的存 儲設備。它比單個存儲設備在速度、穩(wěn)定性和存儲能力(nénglì)上都有很大提高，并且具備一定的數(shù)據(jù)安全保護能力(nénglì)。RAID更有效(yǒuxiào)的數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)安全保護功能共三十八頁RAID的數(shù)據(jù)組織方式(fāngshì)D7D4D1驅動器2D6D3D0驅動器1D8D5D2驅動器3條帶2(strip)條帶1(strip)條帶0(strip)磁盤(cípán)上的數(shù)據(jù)分塊磁盤上的數(shù)據(jù)分塊磁盤上的數(shù)據(jù)分塊分塊：將一個分區(qū)分成多個大小相等的、地址相鄰的塊，這些塊稱為分塊。它是組成條帶的元素。條帶：同一磁盤陣列中的多個磁盤驅動器上的相同“位置”（或者說是相同編號）的分塊。共三十八頁RAID級別(jíbié)的比較S&KRAID級別(jíbié)RAID

1RAID3RAID

5RAID10RAID

0容錯性有有有有無冗余類型鏡像冗余校驗冗余校驗冗余鏡像冗余無讀性能低高高普通高隨機寫性能低低普通高連續(xù)寫性能低低低普通高最少磁盤數(shù)2個3個3個4個2個可用空間50％*（N-1)/N（N-1)/N50％*100％應用場景傳輸帶寬需求大的應用安全性要求較高的應用大文件、連續(xù)數(shù)據(jù)的應用讀/寫比率較高的應用安全性要求高的應用低共三十八頁HotSpare所謂熱備份是在建立RAID磁盤陣列系統(tǒng)的時候，將其中一磁盤指定為熱備磁盤，此熱備磁盤在平常并不操作，當陣列中某一磁盤發(fā)生故障時，熱備磁盤便取代故障磁盤，并自動將故障磁盤的數(shù)據(jù)重構在熱備磁盤上。熱備盤分為：全局熱備盤和局部熱備盤全局熱備盤：針對整個磁盤陣列，對陣列中所有RAID組起作用。局部熱備盤：只針對某一RAID組起作用。因為反應(fǎnyìng)快速，加上快取內存減少了磁盤的存取，所以數(shù)據(jù)重構很快即可完成，對系統(tǒng)的性能影響不大。對于要求不停機的大型數(shù)據(jù)處理中心或控制中心而言，熱備份更是一項重要的功能，因為可避免晚間或無人守護時發(fā)生磁盤故障所引起的種種不便。共三十八頁重構過程(guòchéng)D5D3D1驅動器2D4D2D0校驗(xiàoyàn)驅動器D0,D1,D2,D3,D4,D5P3P2P1熱備盤驅動器D0D2D4驅動器1共三十八頁存儲(cúnchǔ)組網(wǎng)形態(tài)共三十八頁傳統(tǒng)存儲存在(cúnzài)的問題CPU硬盤RAMServer計算機存儲系統(tǒng)傳統(tǒng)計算機存儲系統(tǒng)的局限性：硬盤成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸有限的硬盤槽位，難滿足大容量需求單個硬盤存放數(shù)據(jù)(shùjù)，數(shù)據(jù)(shùjù)可靠性難以保證存儲空間利用率低本地存儲數(shù)據(jù)分散共三十八頁外部(wàibù)磁盤陣列的產(chǎn)生早期(zǎoqī)外部存儲系統(tǒng)CPU硬盤RAMServerRAID功能SCSI卡JBOD(JustBoundOfDisk)傳統(tǒng)計算機存儲系統(tǒng)的局限性：硬盤成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸有限的硬盤槽位，難滿足大容量需求單個硬盤存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可靠性難以保證存儲空間利用率低本地存儲數(shù)據(jù)分散共三十八頁智能(zhìnénɡ)磁盤陣列控制器中包含RAID功能、大容量Cache，同時使得磁盤陣列具有多種實用的功能，配置專用(zhuānyòng)管理軟件進行配置管理CPU硬盤RAMServerSCSI卡控制器傳統(tǒng)計算機存儲系統(tǒng)的局限性：硬盤成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸有限的硬盤槽位，難滿足大容量需求單個硬盤存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可靠性難以保證存儲空間利用率低本地存儲數(shù)據(jù)分散共三十八頁傳統(tǒng)計算機存儲系統(tǒng)的局限性：硬盤成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸有限(yǒuxiàn)的硬盤槽位，難滿足大容量需求單個硬盤存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可靠性難以保證存儲空間利用率低本地存儲，數(shù)據(jù)分散存儲(cúnchǔ)網(wǎng)絡的產(chǎn)生ServerHBA卡SCSI電纜最長支持25米FC光纖連接距離可達10公里至100公里共三十八頁DAS存儲設備（RAID系統(tǒng)、磁帶機和磁帶庫、光盤庫）直接連接到服務器；傳統(tǒng)的、最常見的連接方式，容易理解、規(guī)劃和實施；沒有獨立操作系統(tǒng)，不能提供跨平臺的文件共享，各平臺下數(shù)據(jù)需分別存儲；各DAS系統(tǒng)之間沒有連接，數(shù)據(jù)只能分散管理；備份軟件(ruǎnjiàn)不能離開服務器支持；DAS的前期投資比較少；文件(wénjiàn)服務器存儲設備應用服務器存儲設備數(shù)據(jù)庫服務器存儲設備數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流共三十八頁NASNAS本身裝有獨立的OS，通過網(wǎng)絡協(xié)議可以實現(xiàn)完全跨平臺共享，支持WinNT、Linux、Unix等系統(tǒng)共享同一存儲分區(qū)(fēnqū)；NAS可以實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)管理；一般集成本地備份軟件，可以實現(xiàn)無服務器備份功能；NAS系統(tǒng)的前期投入相對較高。NAS內每個應用服務器通過網(wǎng)絡共享協(xié)議（如：NFS、CIFS）使用同一個文件管理系統(tǒng)；NAS關注應用、用戶和文件以及它們共享的數(shù)據(jù)；磁盤I/O會占用業(yè)務網(wǎng)絡帶寬。文件(wénjiàn)服務器應用服務器NAS存儲設備LAN數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流共三十八頁SAN(StorageAreaNetwork)高可用性，高性能的專用存儲網(wǎng)絡，用于安全的連接服務器和存儲設備并具備靈活性和可擴展性；SAN對于數(shù)據(jù)庫環(huán)境、數(shù)據(jù)備份和恢復存在巨大的優(yōu)勢；SAN是一種非常安全的，快速傳輸、存儲、保護、共享和恢復數(shù)據(jù)的方法。SAN是獨立出一個數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡，網(wǎng)絡內部的數(shù)據(jù)傳輸率很快，但操作系統(tǒng)仍停留在服務器端，用戶不直接訪問SAN的網(wǎng)絡；SAN關注磁盤、磁帶以及聯(lián)接它們的可靠的基礎(jīchǔ)結構；文件(wénjiàn)服務器應用服務器存儲設備LAN數(shù)據(jù)流SAN存儲設備存儲設備數(shù)據(jù)流共三十八頁三種(sānzhǒnɡ)存儲網(wǎng)絡對比DASNASSAN傳輸類型SCSI、FCIPIP、FC、SAS數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)塊文件數(shù)據(jù)塊典型應用任何文件服務器數(shù)據(jù)庫應用優(yōu)點磁盤與服務器分離，便于統(tǒng)一管理不占用應用服務器資源廣泛支持操作系統(tǒng)擴展較容易即插即用，安裝簡單方便高擴展性高可用性數(shù)據(jù)集中，易管理缺點連接距離短數(shù)據(jù)分散，共享困難存儲空間利用率不高擴展性有限不適合存儲量大的塊級應用數(shù)據(jù)備份及恢復占用網(wǎng)絡帶寬相比NAS成本較高安裝和升級比NAS復雜共三十八頁NAS與SAN的區(qū)別(qūbié)共三十八頁存儲(cúnchǔ)組網(wǎng)形態(tài)共三十八頁數(shù)據(jù)備份技術(jìshù)共三十八頁共三十八頁共三十八頁共三十八頁共三十八頁共三十八頁共三十八頁CDP持續(xù)數(shù)據(jù)保護：ContinuousDataProtection，簡稱CDP。CDP定義：持續(xù)數(shù)據(jù)保護（CDP）是一種在不影響主要數(shù)據(jù)運行的前提下，可以(kěyǐ)實現(xiàn)持續(xù)捕捉或跟蹤目標數(shù)據(jù)所發(fā)生的任何改變，并且能夠恢復到此前任意時間點的方法。CDP系統(tǒng)能夠提供塊級、文件級和應用級的備份，以及恢復目標的無限的任意可變的恢復點共三十八頁技術(jìshù)實現(xiàn)方式：CDP技術通過在操作系統(tǒng)核心層中植入文件過濾驅動程序，來實時捕獲(bǔhuò)所有文件訪問操作。對于需要CDP連續(xù)備份保護的文件，當CDP管理模塊經(jīng)由文件過濾驅動攔截到其改寫操作時，則預先將文件數(shù)據(jù)變化部分連同當前的系統(tǒng)時間戳（SystemTimeStamp）一起自動備份到存儲設備。從理論上說，任何一次的文件數(shù)據(jù)變化都會被自動記錄，因而稱之為持續(xù)數(shù)據(jù)保護形象比喻：傳統(tǒng)備份軟件就像是照相機，只在按快門的時候產(chǎn)生照片；CDP軟件則是攝像機，打開就不停工作，任何時間的圖像都不會錯過共三十八頁持續(xù)數(shù)據(jù)保護是一種連續(xù)捕獲和保存數(shù)據(jù)變化，并將變化后的數(shù)據(jù)獨立于初始數(shù)據(jù)進行保存的方法，而且該方法可以實現(xiàn)過去任意一個時間點的數(shù)據(jù)恢復。CDP系統(tǒng)可能基于塊、文件或應用，并且為數(shù)量無限的可變恢復點提供精細的可恢復對象。因此，所有的CDP解決方案都應當具備以下幾個基本的特性：數(shù)據(jù)的改變受到連續(xù)的捕獲和跟蹤；所有的數(shù)據(jù)改變都存儲在一個與主存儲地點不同的獨立地點中；恢復點目標是任意的，而且不需要在實際恢復之前事先定義(dìngyì)。所以，CDP可以提供更快的數(shù)據(jù)檢索、更強的數(shù)據(jù)保護和更高的業(yè)務連續(xù)性能力，而與傳統(tǒng)的備份解決方案相比，CDP的總體成本和復雜性都要低。共三十八頁CDP持續(xù)數(shù)據(jù)保護技術分為真CDP（TrueCDP）和準CDP（NearCDP）兩類。CDP的分類是相對于數(shù)據(jù)保護時間點而言的。準CDP技術是按照一定的時間頻率，持續(xù)的記錄(jìlù)并備份數(shù)據(jù)變化，每次備份有一定時間窗口，需要數(shù)據(jù)恢復時，可以恢復到過去備份的時間點，并不能形成完全意義上的持續(xù)保護，因此稱為準CDP技術。而真CDP技術是持續(xù)不間