Storage basic

1、2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute1NetApp 培训培训存储基础知识回顾及存储基础知识回顾及NetApp软硬件产品介绍软硬件产品介绍存储技术简介存储技术简介2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute3存储系统是如何分类的？存储系统是如何分类的？2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute4存储技术名词解释存储技术名词解释4直联存储直联存储DAS Direct Attached Storage4网络连接存储网络连接存储NAS Netw

2、ork Attached Storage4存储区域网络存储区域网络 SAN Storage Area Network4iSCSI iSCSI Internet SCSI2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute5四种存储构架四种存储构架DAS、SAN、iSCSI、NASDASNASNFS, CIFS应用服务器应用服务器文件系统文件系统RAIDSCSI FC SwitchEthernetSwitch应用服务器应用服务器应用服务器应用服务器RAID文件系统文件系统SAN应用服务器应用服务器文件系统文件系统RAIDEthernetSwitchiSC

3、SI应用服务器应用服务器文件系统文件系统RAID2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute6DAS 起源起源 大型主机（大型主机（Mainframe）4时间：时间：80年代年代4最早应用于大型封闭主机，最早应用于大型封闭主机，相关外部设备价格昂贵相关外部设备价格昂贵4一个存储磁盘阵列只能提供一个存储磁盘阵列只能提供有限的几个端口，连接到若有限的几个端口，连接到若干台主机，数据无法共享干台主机，数据无法共享4存储磁盘阵列本身难以扩展存储磁盘阵列本身难以扩展主机群主机群RAIDRAIDRAID磁盘磁盘阵列阵列1磁盘磁盘阵列阵列2磁盘磁盘阵列阵列3

4、2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute7DAS Direct Attached StorageStorageFile SystemApplicationDASStorageFile SystemApplicationStorageFile SystemApplicationStorage2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute8SAN起源（由起源（由 DAS 到到 SAN） 4时间：时间：90年代中后期年代中后期4由直联存储（由直联存储（DAS）发展而来，原）发展而来，原来一台存储磁盘

5、阵列只能连接到有来一台存储磁盘阵列只能连接到有限的服务器，发展为可以同时连接限的服务器，发展为可以同时连接到上百台服务器到上百台服务器4采用光纤作为连接链路，使用专用采用光纤作为连接链路，使用专用的的FC交换机构成存储网络交换机构成存储网络4每台服务器拥有自己的存储空间，每台服务器拥有自己的存储空间，但数据仍然不可以共享但数据仍然不可以共享4提供快照、容灾等高级数据保护功提供快照、容灾等高级数据保护功能能FC链路磁盘阵列FC SAN控制器FC交换机服务器2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute9FC-SAN 技术特点技术特点SAN应用系统架

6、构应用系统架构服务器服务器 1服务器服务器 2文件系统文件系统文件系统文件系统 FC SwitchFCPRAID4多台前端服务器共用后端存储多台前端服务器共用后端存储设备设备4后端存储空间以后端存储空间以LUN形式提供形式提供给前端服务器给前端服务器4不支持共享，每个不支持共享，每个LUN只能属只能属于前端某一台服务器于前端某一台服务器4连接采用连接采用FC光纤链路和专用光纤链路和专用FC交换机交换机4链路速率为链路速率为2Gbps、4GbpsRAID2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute10SAN Storage Area Networ

7、k StorageStorageStorageFile SystemApplicationFile SystemApplicationApplicationNetwork光纤网络光纤网络SANFile System2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute11NAS 起源起源 网络数据共享与交换网络数据共享与交换4时间：时间：90年代初年代初4网络飞速发展，许多应用系网络飞速发展，许多应用系统的大量数据需要共享和交统的大量数据需要共享和交换，原有服务器换，原有服务器DAS或或SAN的模式无法满足应用的需求的模式无法满足应用的需求4出现专用的出

8、现专用的NAS存储设备，存储设备，成为数据共享与交换的核心成为数据共享与交换的核心4随着网络带宽的增加（千兆、随着网络带宽的增加（千兆、万兆以太网），性能飞速提万兆以太网），性能飞速提高，应用范围日趋广泛高，应用范围日趋广泛NAS 存储控制器NAS存储设备存储设备专用IP存储网络服务器群2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute12NAS 应用结构技术特点应用结构技术特点NAS应用系统架构应用系统架构NFS,CIFS专用IP存储网络服务器服务器 3CIFSRAID文件系统文件系统4多台前端服务器共享后端存储多台前端服务器共享后端存储设备设备4

9、后端后端NAS设备上的存储空间通设备上的存储空间通过过CIFS、NFS协议共享给前端协议共享给前端主机，可同时对同一目录或文主机，可同时对同一目录或文件进行并发读写件进行并发读写4文件系统位于后端存储系统文件系统位于后端存储系统4连接采用标准以太网链路和连接采用标准以太网链路和TCP/IP协议协议4链路速率为链路速率为1Gbps、10Gbps服务器服务器 2NFS服务器服务器 1NFSNAS存储设备存储设备2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute13NAS Network Attached Storage StorageApplicatio

10、nFile SystemApplicationApplicationNetwork以太网以太网NAS2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute14iSCSI 起源起源IP链路磁盘阵列iSCSI存储控制器以太网交换机服务器4 时间：时间：2001年年4 为了解决为了解决FC-SAN在价格及管理上的诸多在价格及管理上的诸多门坎而产生门坎而产生4 采用以太网作为连接链路，使用专用的以采用以太网作为连接链路，使用专用的以太网交换机构成存储网络太网交换机构成存储网络4 每台服务器拥有自己的存储空间，但数据每台服务器拥有自己的存储空间，但数据仍然不可以共

11、享仍然不可以共享4 提供快照、容灾等高级数据保护功能提供快照、容灾等高级数据保护功能4 iSCSI 之所以被看好的原因之所以被看好的原因 它根植于它根植于IP网络上，所以可以采用现有已网络上，所以可以采用现有已非常成熟的管理工具及基础建设非常成熟的管理工具及基础建设 懂懂IP的人才资源非常丰沛的人才资源非常丰沛 因此可为企业节省大笔建置、管理及人事因此可为企业节省大笔建置、管理及人事成本成本2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute15iSCSI 技术特点技术特点iSCSI应用系统架构应用系统架构服务器服务器 1服务器服务器 2文件系统文件系

12、统文件系统文件系统EthernetSwitchIPRAID4多台前端服务器共用后端存储多台前端服务器共用后端存储设备设备4后端存储空间以后端存储空间以LUN形式提供形式提供给前端服务器给前端服务器4不支持共享，每个不支持共享，每个LUN只能属只能属于前端某一台服务器于前端某一台服务器4连接采用以太网链路和专用以连接采用以太网链路和专用以以太网交换机以太网交换机4链路速率为链路速率为1Gbps、10GbpsRAID2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute16iSCSI （IP SAN ）架构）架构以太网Linux/UnixWindowsNet

13、App千兆以太网交换机iSCSI InitiatoriSCSI Initiator4网络网络 采用标准的以太网络和采用标准的以太网络和标准的以太网口标准的以太网口4存储存储 NetApp提供免费的提供免费的iSCSI License，提供，提供免费的免费的iSCSI功能功能4服务器服务器 安装由操作系统厂商提安装由操作系统厂商提供的免费的供的免费的iSCSI Initiator软件软件2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute17IP SAN iSCSI Storage Area Network StorageStorageStorageFi

14、le SystemApplicationFile SystemApplicationApplicationNetwork高速以太网高速以太网IP SANFile System2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute18存储系统的种类（存储系统的种类（DAS / SAN / NAS /IP SAN /NAS Gateway )2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute19不同架构下应用传输数据方式不同架构下应用传输数据方式2022-5-3NetApp Confidential - Do No

15、t Distribute20存储系统的协议支持存储系统的协议支持2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute21SANSAN与与NAS:NAS:区别何在区别何在? ?4NAS (NAS (网络附加存储网络附加存储) )LAN存储区域网存储区域网 NAS支持远程文件访问使用现有LAN资源使用传统网络协议2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute22IP Storage （NAS & ISCSI）2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute

16、23IP-Storage ( NAS及及iSCSI的连接方式）的连接方式）2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute24SANSAN的基本网络架构的基本网络架构SAN及数据管理及数据管理SAN应用应用SAN网络级联网络级联SAN信息基础结构信息基础结构WAN2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute25SANSAN（FC SAN/IP SAN) FC SAN/IP SAN) 硬件概览硬件概览服务器端的主机接口卡电缆光纤通道交换机GBIC存储子系统2022-5-3NetApp Confiden

17、tial - Do Not Distribute26基于基于SAN结构的数据共享解决方案及其缺陷结构的数据共享解决方案及其缺陷(1)4 基于基于SAN结构也可结构也可实现数据共享实现数据共享4 第一，需要在系统中第一，需要在系统中配置数台配置数台SAN共享共享管理服务器，负责整管理服务器，负责整个文件系统的索引管个文件系统的索引管理。理。4 第二，需要在系统中第二，需要在系统中每个前端服务器上安每个前端服务器上安装装SAN共享管理软共享管理软件，因此该类解决方件，因此该类解决方案无法应用于所有品案无法应用于所有品牌的服务器，系统结牌的服务器，系统结构和管理十分复杂。构和管理十分复杂。FC交换机

18、Linux服务器服务器HP-UX服务器服务器AIX服务器服务器Solaris服务器服务器Windows服务器服务器FC-SAN存储设备存储设备SAN共享管理服务器群控制器控制器SAN共享共享客户端客户端以太网以太网SAN共享共享客户端客户端SAN共享共享客户端客户端SAN共享共享客户端客户端SAN共享共享客户端客户端2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute27基于基于SAN结构的数据共享解决方案及其缺陷结构的数据共享解决方案及其缺陷(2)4 第三，前端服务器在第三，前端服务器在读取文件时，需要首读取文件时，需要首先从先从 SAN 共享管理共

19、享管理服务器中读取文件的服务器中读取文件的索引信息，然后再通索引信息，然后再通过过 FC 链路读写文件链路读写文件的数据块。的数据块。4 第四，在文件数量较第四，在文件数量较多的应用环境中，需多的应用环境中，需要大量的与要大量的与 SAN 共共享管理服务器进行交享管理服务器进行交互，从而导致其读写互，从而导致其读写效率低下。效率低下。FC交换机Linux服务器服务器HP-UX服务器服务器AIX服务器服务器Solaris服务器服务器Windows服务器服务器FC-SAN存储设备存储设备SAN共享管理服务器群控制器控制器SAN共享共享客户端客户端以太网以太网SAN共享共享客户端客户端SAN共享共享

20、客户端客户端SAN共享共享客户端客户端SAN共享共享客户端客户端2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute28多厂商主机平台与大容量数据交换应用环境的多厂商主机平台与大容量数据交换应用环境的唯一解决方案唯一解决方案 NAS 架构架构NAS应用系统架构应用系统架构NFS,CIFS专用IP存储网络Linux服务器服务器 NFSRAID文件系统文件系统HP-UX服务器服务器NFSAIX服务器服务器 NFSSolaris服务器服务器 NFSWindows服务器服务器 CIFSNAS存储设备存储设备4 数据共享管理由数据共享管理由NAS存储设备控制器统

21、一存储设备控制器统一完成完成4 高效、简捷，对主机高效、简捷，对主机平台完全透明平台完全透明2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute29多种存储结构共存带来的管理问题多种存储结构共存带来的管理问题FC链路磁盘阵列FC SAN控制器FC交换机服务器以太网交换机以太网链路NAS控制器iSCSI控制器磁盘阵列磁盘阵列服务器2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute30FC链路SAN + NAS 统一存储结构的优势统一存储结构的优势SAN、NAS、iSCSI存储控制器磁盘架FC交换机服务器以太网交

22、换机以太网链路4 统一的管理界面，简化统一的管理界面，简化系统管理系统管理4 前后端均为系统内部连前后端均为系统内部连接，整体运行效率高接，整体运行效率高2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute31各存储厂商的统一存储解决方案各存储厂商的统一存储解决方案FC链路链路NAS网关网关控制器控制器FC SAN磁盘阵列控制器磁盘阵列控制器磁盘架磁盘架FC交换机交换机服务器服务器以太网交换机以太网交换机FC链路链路以太网链路以太网链路其他厂商解决方案其他厂商解决方案NetApp的解决方案的解决方案FC链路链路NAS、SAN、iSCSI智能存储控制器智

23、能存储控制器磁盘架磁盘架FC交换机交换机服务器服务器以太网交换机以太网交换机以太网链路以太网链路2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute32NetApp 统一存储（统一存储（Unified Storage）存储系统同时提供存储系统同时提供SAN，iSCSI，NAS的功能的功能NASFC SANSAN(Block数据块数据块)NAS(File文件文件)企业公网企业公网Fibre Channel光通道网络光通道网络NetAppFAS企业千兆企业千兆以太私网以太私网iSCSIiSCSI2022-5-3NetApp Confidential - D

24、o Not Distribute33业界常用的业界常用的RAID技术技术4RAID5，RAID10，RAID64RAID4 RAIDDP4热备盘热备盘4RAID后磁盘的可用容量（后磁盘的可用容量（N-1，N/2, N-2）2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute34最安全的数据保护最安全的数据保护 RAID DP4特点：特点：防范同一防范同一RAID组任意两块盘任意时间发生故障组任意两块盘任意时间发生故障312111312213312295877121211DDDDPDP2022-5-3NetApp Confidential - Do No

25、t Distribute35RAID-DP: 有效避免有效避免MBER问题问题4安全性是普通安全性是普通 RAID 的的 2,000 到到 40,000 倍倍4通过双校验盘比镜像方式更可靠和通过双校验盘比镜像方式更可靠和稳定稳定 414% 校验盘数量校验盘数量 vs. 50% 镜像镜像472% 可用空间可用空间(*) Comparing 2P+12D vs. 7+7 MirrorPPDPRAIDProtects against single disk failureRAID DP Protects against any two-disk failure2022-5-3NetApp Confidential - Do Not Distribute36RAID-DP vs Other RAID MethodsRAID Level故障保护故障保护# of Disks (Cost Hit)Performance ImpactRAID 1(镜像镜像)多块磁盘坏，但不是多块磁盘坏，但不是任意任意2块以上块以上2N(N or 100%)2x writes; none to add or rec