I行业存储基础知识培训

IT行业存储基础知识培训RAID技术

RAID基本概念——定义

RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）即独立磁盘冗余阵列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘，从而达到提升存储容量、读写性能和数据安全性的目的。根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别RAID0数据条带化，无校验RAID1数据镜像，无校验RAID2海明码错误校验及校正（不常用）RAID3数据条带化读写，校验信息存放于专用盘（不常用）RAID4单次写数据采用单个硬盘，专用盘存放校验数据（不常用）RAID5数据条带化，校验信息分布式存放RAID6数据条带化，分布式校验并提供两级冗余可靠性未使用RAID一旦硬盘损坏，资料将丢失!作业将停顿!资料仍然存在!使用RAIDRAID出现原因一

提高容量未使用RAID使用RAID硬盘容量单块硬盘容量硬盘容量=单块硬盘容量

xNRAID出现原因二

一旦硬盘损坏，资料将丢失!作业将停顿!提升速度未使用RAID使用

RAIDI/O1I/O2I/O1I/O2(Disk1)(Disk2)节省时间速度@

Nx单块硬盘的速度TotalrequestexecutiontimeSoftwaresetupAccessTimeDataTransferSoftwareCompletionRAID出现原因三

CPU运算速度飞速提高，数据读写速度不应该成为计算机系统处理的瓶颈RAID基本概念——条带

分条条带 硬盘0硬盘2硬盘1硬盘3大数据块写入RAID时会被分成多个数据块并行写入多块硬盘，这些大小一致的数据块就称为条带。同时数据读取时会并行从多块硬盘读取条带数据，最后完整输出。条带无疑会大幅度提升整体读写效率。RAID基本概念——重建（Rebuild）

数据盘A1A0PA0A1PXOR故障数据盘校验盘A2A2XOR数据盘更换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。RAID热备盘-HotSpare热备份是在建立RAID磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为热备磁盘，此热备磁盘在平常并不操作，当阵列中某一磁盘发生故障时，热备磁盘便取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重构在热备磁盘上。热备盘分为：全局热备盘和局部热备盘全局热备盘：针对整个磁盘阵列，对阵列中所有RAID组起作用。局部热备盘：只针对某一RAID组起作用。因为反应快速，加上快取内存减少了磁盘的存取，所以数据重构很快即可完成，对系统的性能影响不大。对于要求不停机的大型数据处理中心或控制中心而言，热备份更是一项重要的功能，因为可避免晚间或无人守护时发生磁盘故障所引起的种种不便。热备与重构在线操作特性系统中需设置一个热添加的备份盘或用一个新的替代磁盘替代故障磁盘当满足以下条件时开始数据自动重构有一个热备份盘存在独立于故障磁盘的所有磁盘都配置为冗余阵列(RAID1,3,5,0+1)所有的操作都是在不中断系统操作的情况下进行的RAID5setofdrives:4active,1hot-spareCOPYBACK完成某个磁盘损坏，重构过程开始重构过程结束，RAID5可靠性恢复冗余插入新磁盘，COPYBACK开始RAID基本概概念——物理卷卷和逻逻辑卷卷RAID10RAID5RAID由几块块硬盘盘（物物理卷卷）组组成RAID可以多多个硬硬盘按按照指指定容容量创创建一一个或或多个个逻辑辑卷，，便通通过LUN（LogicUnitNumber）来标标识。。一个逻逻辑卷卷对于于主机机来说说就是是一块块硬盘盘（物物理卷卷）物理卷卷物理卷卷逻辑卷卷逻辑卷卷多个物物理卷卷上创创建1个逻辑辑卷多个物物理卷卷上创创建2个逻辑辑卷LUN1LUN2LUN3RAID0条带存存储(Striping)原理：又称称数据据分条条，即即把数数据分分成若若干相等大大小的的小块块，并并把它它们写写到阵阵列上上不同的硬硬盘上上，这这种技技术又又称““Stripping”（即将将数据据条带带化）），RAID0在读写写时是是以并并行的的方式式对各各硬盘盘同时时进行行操作作。优点磁盘空空间利利用率率最高高在所有有的级级别中中，RAID0的速度度是最最快的的缺点无冗余余功能能，如如果一一个磁磁盘损损坏，，则所所有的的数据据都无无法使使用不适合合关键键业务务应用媒体编编辑图像编编辑需要高带带宽的应应用RAID1镜像/双工优点数据安全全性相对对其它RAID级，是最最好的缺点磁盘利用用率只有有50%，是所有有RAID上磁盘利利用率最最低的一一个级别别原理：即每个个工作盘盘都有一一个镜像像盘，每每次写数数据时必必须同时时写入镜镜像盘，，读数据据时只从从工作盘盘读出，，一旦工工作盘发发生故障障立即转转入镜像像盘，从从镜像盘盘中读出出数据。。当更换换故障盘盘后，数数据可以以重构，，恢复工工作盘正正确数据据应用财务金融需要高数数据可用用性的应应用RAID3(条带分布布+专用盘校校验)原理：使用至至少三块块硬盘配配置，在在其中的的一块硬硬盘上存存贮专用用的校验验数据，，当某块块硬盘出出现故障障时，其其它硬盘盘可以通通过校验验数据将将有故障障的硬盘盘的数据据重新恢恢复出来来。特点：数据以以位或字字节的方方式存于于各盘（（分散记记录在组组内相同同扇区的的各个硬硬盘上））优点高可用性性磁盘利用用率较高高(N-1)并行I/O传输，顺顺序读性性能较高高缺点校验盘成成为性能能瓶颈每次读写写牵动整整个组，，每次只只能完成成一次I/O应用流媒体服服务器图像编辑辑视频编辑辑RAID5(条带技术术+分布式校校验)原理：RAID5将所有校校验的数数据分别别存贮在在所有的的硬盘上上,每一个硬硬盘的不不同地方方既存贮贮数据，，也存贮贮校验数数据。当当某块硬硬盘出现现故障时时，其它它硬盘可可以通过过校验数数据将故故障的硬硬盘的数数据重新新恢复出出来。优点高可用性磁盘利用用率较高高(N-1),没有固定定的校验验盘，奇奇偶校验验信息均均匀分布布在阵列列所属的的所有磁磁盘中随机读写性能能高允许在同同一组内并发发进行多个写操操作缺点异或较验影响响存储性能应用文件及应用服服务器数据库服务器器Web,E-mail局域网服务器器RAID6（Doubleparitydrive）高级数据保保护特点：较高的数据冗冗余性能；超超强的数据保保护能力，可可以应付多颗颗盘同时出错错；优点：允许在同一组组内并发进行行多个写操作作缺点：计算校验地址址占用较多的的处理时间；；较低的写入速率。RAID6P+QRAID6P+Q会根据公式计计算出P和Q的值，当有两两个数据同时时丢失时，仍仍可以计算出出原数据磁盘1磁盘2磁盘3磁盘4磁盘5条带1数据1a数据1b数据1cP1Q1条带2数据2d数据2eP2Q2数据2f条带3数据3gP3Q3数据3h数据3i条带4P4Q4数据4j数据4k数据4l条带5Q5数据5m数据5n数据5oP5RAID级别比较项目RAID0

RAID1RAID10

RAID5

、RAID3最小配置1243性能HighestLowestRAID5<RAID10<RAID0RAID1<RAID5<RAID10特点无容错最佳的容错最佳的容错提供容错磁盘利用率100%50%50%(N-1>/N描述

不带奇偶效验的条带集磁盘镜像RAID0与RAID1的结合带奇偶效验的

条带集其中RAID3与RAID5的区别为：RAID3更适合于顺序序存取，RAID5更适合于随机机存取。需要要根据具体的的应用情况决决定使用那种种RAID级别。RAID性能比较RAID级*RAID-0RAID-1RAID-5RAID-10RAID-50RAID-6别名条带镜象分布奇偶位条带镜象阵列条带分布奇偶阵列条带分布奇偶条带容错性没有有有有有有冗余类型没有复制奇偶位复制奇偶位两种奇偶位热备盘选项没有有有有有有需要的磁盘数一个或多个只需2个三个或更多只需4个不小于6的偶数（6，8，10，12，14，16）（因为RAID5最少3个，再做镜像，就是6个）四个或更多可用容量NN/2N-1

N/2N-2N－2RAID组建方式一：：SoftwareRAIDOS無RAID專用CPU作業系統無法法安裝在RAIDLogicalDisk速度較小、硬硬碟擴充性較較小安裝主機內部部，需RAID程式，維護複複雜NT,Unix,Linux,,,SCSIBusRAIDSCSICardRAID组建方式二：RAIDCard提供RAID專用CPU作業系統可安安裝在RAIDLogicalDisk速度快、硬碟碟擴充性大安裝主機內部部，需驅動程程式，維護複複雜,,,SCSIBusNT,Unix,LinuxRAIDRAIDCardRAID组建方式三：RAIDControllerRAID提供RAID專用CPU作業系統可安安裝在RAIDLogicalDisk速度快、硬碟碟擴充性大與主機分離，，不需驅動程程式，維護容容易可接多主機(Cluster)與雙控制器(ControllerFailOver)NT,Unix,LinuxHostChannelDiskChannelHOSTandO.S.Independent,,,Fibre,SCICardRAID优点硬盘容错(faulttolerance)提高I/O处理速度(highperformance)提升传输速率率(fastdatatransfer)提高资料使用用率(highavailability)维护方便(easymaintenance)DASNASSAN存储体系架构构介绍DirectAttachedStorage(DAS)直接外挂存储储服务器直接后后挂存储设备备，最经济的的一种结构。。NetworkAttachedStorage(NAS)网络连接存储储网络上直接挂挂接的存储设设备，相当于于一个网络文文件共享服务务器。StorageAreaNetwork(SAN)存储区域网络络应用光纤技术术的SAN网络，传输介介质为光纤，，性能最高，，目前使用较较广ISCSI(IP-SAN)iSCSI-利用TCP/IP协议连接存储储设备,可以理理解为为SCSIoverIP,是将SCSI命令封封装到到TCP/IP数据包包中,通过IP网络传传输SCSI数据。。DAS-直连存存储Client2ServerAApplicationAServerBApplicationBServerCApplicationCDisksforServerADisksforServerBDisksforServerCClient3Client1LocalAreaNetworkSAN-存储局局域网网络Client2Client3Client1ServerAApplicationAServerBApplicationBServerCApplicationCDisksforServerADisksforServerBDisksforServerCSANLocalAreaNetworkDiskArrayNAS-网络附附加存存储DisksforFileSystemADisksforFileSystemBNASDeviceAFileSystemANASDeviceBFileSystemBInternal/ExternalconnectivitytodisksorarraysServerAFileSystemAServerBFileSystemBClient1Client2Client3LocalAreaNetworkSAN、iSCSI、NAS的特点点NAS为解决决数据共共享问题和和优化文文件（（File）存储储而产生生的存存储技技术文件管管理系系统在在存储储设备备端，，是文件服服务+IP的一种种技术术多应用用于非非结构构化数数据（（文件件）SAN为解决决DAS的问题题而产生生的存存储技技术是DAS+网络的一种种技术术多应用用于OLTP系统（（如：：ERP）iSCSIiSCSI也叫IPSAN多应用用于PC服务器器平台台、Windows（SQLServer、Exchange）、Linux、小型型数据据库应用系系统NASSAN/iSCSI操作系系统文件管管理系系统RAID控制磁盘读读写应用系系统IO调用模模式存储架架构适适用分分类SAN:提供可可用性性、可可管理理性和和扩展展性目标应应用:数据库库/ERP/OLTP灾难恢恢复数据仓仓储NAS:易于安安装和和管理理，低低价位位,目标应应用:文件服服务器器集中中/更更换PDM/CAD文件共共享DAS:只适用用于小小型商商务IP-SAN与FC-SAN比较IP-SAN适用环环境：：异地地间的的数据据交换换及容容灾，，备份份，非非关键键应用用的集集中存存储。。FC-SAN适用环环境：：关键键应用用的集集中存存储、、备份份及容容灾。。优点缺点IP-SAN部署成本低共享网络（IP网络复用，提高网络利用率）维护简便适合远距离传输传输效率低（正常IP网络利用率不足50%）传输安全性低传输延时无保障一般占用大量主机资源FC-SAN传输效率高传输安全性高传输延时极小占用主机资源少技术成熟应用范围最广的专业存储架构部署成本较高需要专属网络DAS优点:成本低低，对对于小小型用用户来来说，，易于于维护护缺点:性能不不高，，系统统停机机多，，资源源无法法共享享，多多系统统环境境下的的管理理成本本增加加NAS优点:方便，，文件件级的的数据据共享享，集集中化化管理理缺点:需要贡贡献文文件系系统，，安全全性无无法保保障，，性能能一般般，磁磁盘级级数据据无法法共享享／集集中，，复杂杂系统统的成成本大大，维维护难难，扩扩容受受限SAN优点:集中化化的管管理，，高性性能，，减少少停机机时间间，安安全保保障高高缺点:成本昂昂贵、、系统统复杂杂。磁磁盘阵阵列的的兼容容性限限制了了设备备选择择空间间及资资源共共享。。DAS、NAS、SAN与ISCSI性能比比较数据备备份手手段一一硬件级级备份份硬件级级的备备份是是指用用冗余的的硬件件来保证证系统统的连连续运运行。。比如如磁盘盘镜像像，双双机容容错等等方式式。如如果主主硬件件损坏坏，后后备硬硬件马马上能能够接接替其其工作作，这这种方方式可可以有有效地地防止止硬件件故障障，但但无法法防止止数据据的逻逻辑损损坏当逻辑辑损坏坏发生生时，，硬件件备份份只会会将错错误复复制一一遍，，无法法真正正保护护数据据。硬硬件备备份的的作用用实际际上是是保证证系统统在出出现故故障时时能够够连续续运行行，更更应称称为硬硬件容容错数据备份份手段二二软件级备备份软件级的的备份是是指通过备份份软件将将数据保保存到其其他介质质上，当出现现错误时时可以将将系统恢恢复到备备份时的的状态。。由于这这种备份份是由软软件来完完成的，，所以称称为软件件备份。。用这种方方法备份份和恢复复都要花花费一定定时间。。但这种种方法可可以完全全防止逻逻辑损坏坏，因为为备份介介质和计计算机系系统是分分开的，，错误不不会复写写到介质质上。这这就意味味着，只只要保存存足够长长时间的的历史数数据，就就能够恢恢复正确确的数据据。数据备份份手段三三人工手动动备份人工级的的备份最最为原始始，也最最简单的的备份。。但如果果要用手手工方式式从头恢恢复所有有数据，，耗费的的时间恐恐怕会令令人难以以忍受。。数据备份份目的：：重新利利用，备备份工作作的核心心是恢复复恢复（Recovery）重新创建建整个应应用或计计算环境境过去的的操作状状态在应用或或计算环环境被破破坏或其其他原因因导致的的不能使使用后，，需要进进行恢复复恢复模式式：完全全恢复，，小颗粒粒恢复数据恢复复？FileServerDatabaseServerBackupServersTapeLibraryTapes数据快照照技术快照（Snapshot）为指定的的数据集创建一个个完全可可用的数数据副本本，它包包含了副副本在创创建时刻刻（时间间点）的的数据映映像快照实现现方法：：存储嵌入入式快照照：快照软件件运行在在网上的的存储设设备中基于主机机的快照照：快照软件件运行在在服务器器中，通通常驻留留在操作作系统级级别的逻逻辑卷中中什么是快快照？FileServerDatabaseServerBackupServersTapeLibraryTapes常见快照照技术分分类全拷贝快快照分离镜像像（Splittingamirror）差分快照照写即拷贝贝（CoW:CopyOnWrite)写即重定定向(RoW:RedirectOnWrite)随机写(WA:WriteAnywhere)分离镜像像的生命命周期写操作源镜像镜像卷源镜像原始数据据写操作分离镜像像读和备份份记录写操操作分离镜像像写操作1.分离镜像像2.从分离镜镜像备份份3.再同步镜像再同同步源镜像分离镜像像（Splittingamirror）全拷贝快快照的特特点空间占用用：每一次全全拷贝快快照需要要与源盘盘相同大大小的数数据空间间创建过程程：每一次全全拷贝快快照都需需要完全全数据同同步读写操作作影响源卷的读读操作不不受影响响源卷的写写操作受受数据同同步的影影响创建完成成后，快快照（卷卷）的读读写操作作保持最最优写即拷贝贝COW的实现p源盘快照前写写块1abcdefgh01234567i8SAN访问阵列源卷1.写操作（（‘p’写入块1）pCoW的实现p源盘快照快照前写写块1z快照后写块6apcdefgh01234567i8SAN访问阵列源卷快照索引和日志地址数据1.写操作（（‘p’写入块1）2.产生快照照3.快照后写写入‘z’到块6：不一次性性写入先将块6内容移入入日志‘z’写入源卷卷g66gzCoW的实现pz源盘快照快照前写写块1快照后写写块6gp读块6读块1apcdefzh6g01234567i8SAN访问阵列快照索引引和日志志源卷地址数据1.写操作（（‘p’写入块1）2.产生快照照3.快照后写写入‘z’到块6：不一次性性写入先将块6内容移入入日志‘z’写入源卷卷4.从快照读读时组合合索引/日志和源源卷1.如果快照照是可读读/写，快照照盘上的的写操作作直接更更新索引引和日志志CoW的特点源卷状态态：源卷保持持最新状状态写操作步步骤：当一个新新的写操操作执行行时：首先读出出写操作作将要覆覆盖地址址的当前前数据将读出数数据保存存至专用用空间并并建立索索引新的写操操作执行行（写入入目标地地址）读写路径径影响源卷的读读路径基基本无影影响源卷的写写操作受受拷贝影影响对快照（（卷）的的读写路路径都有有影响重复数据据技术技技术产品品背背景景：：存储储介介质质售售价价一一直直都都在在不不停停下下降降，，却却远远远远赶赶不不上上数数据据保保存存和和备备份份的的数数据据量量的的攀攀升升速速度度，，在在这这种种环环境境下下重重复复删删除除技技术术应应运运而而生生。。重复复数数据据删删除除是是一一种种数数据据缩缩减减技技术术，通通常常用用在在基基于于磁磁盘盘的的备备份份系系统统，，目目的的是是为为了了减少少存存储储系系统统中中使使用用的的存存储储容容量量。采采用用““重重复复删删除除””技技术术可可以以将将存存储储的的数数据据缩缩减减为为原原来来的的1/15，从从而而让让出出更更多多的的备备份份空空间间，，不不仅仅可可以以使使磁磁盘盘上上的的备备份份数数据据保保存存更更长长的的时时间间，，而而且且还还可可以以节约约离离线线存存储储时时所所需需的的大大量量的的带带宽宽。。用更更少少的的空空间间存存更更多多的的数数据据。。重复复数数据据删删除除依据据数数据据处处理理方方式式的的不不同同，，分分为为以以下下两两种种：：其一一是是在线线处处理理（（Inline），，DataDomain就是是这这一一技技术术的的代代表表厂厂商商，，这这一一方方式式中中，，数数据据在在读读进进来来之之后后，，在在存存到到磁磁盘盘之之前前就就已已经经进进行行了了重重复复数数据据删删除除；；其二二是是以以昆昆腾腾作作为为代代表表的的后处处理理（（Post-processing），，采用用这这一一方方式式的的话话，，数数据据在在存存到到磁磁盘盘上上后后，，才才会会进进行行重重复复数数据据删删除除，，在在存存到到磁磁盘盘前前，，数数据据没没有有减减少少。。重复复数数据据删删除除的的处处理理方方式式机械械硬硬盘盘机械械式式硬硬盘盘结结构构主轴轴马马达达(SpindleMotor)磁头头基座座(BasePlate)磁头停放区(ParkingZone)盘片(Media)传动部件接口容量：指硬盘能存储储的数据量大大小，以字节节为基本单位位单碟容量：硬盘都是由一一个或几个盘盘片组成的，，单碟容量就就是指包括正正反两面在内内的单个盘片片的总容量转速：即主轴马达转转动速度，单单位为RPM（RoundPerMinute)，即每分钟盘盘片转动圈数数缓存：是硬盘控制器器上的一块内内存芯片，具具有极快的存存取速度，它它是硬盘内部部盘片和外部部接口之间的的缓冲器机械式硬盘主主要指标（一一）平均访问时间间：硬盘磁头找到到目标数据所所需的平均时时间平均寻道时间间：磁头寻找目标数据所在磁道所需的平均时间平均潜伏时间间：当磁头移移动到数据所所在的磁道后后，等待指定定的数据扇区区转动到磁头头下方的时间间数据传输率：：内部数据传输输率：数据从从盘片表面传传输到硬盘的缓存的速率外部数据传输输率：数据从从硬盘的缓存存读出到外部部总线的速率率机械式硬盘主主要指标（二二）S.M.A.R.T：Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnology，自监测、分分析及报告技技术，监测硬硬件各部件，，然后根据得得到的关于各各部件运行情情况与历史记记录的数据进进行分析、比比较，根据需需要会自动向向用户发出警警告NCQ：NativeCommandQueuing，本机命令队队列，是SATAⅡⅡ规范支持的一一种新的功能能，支持NCQ的硬盘可以对对指令进行排排队（多达32条指令令），，重新新编排排指令令执行行次序序，也也可以以立即即执行行指令令，可可提高高硬盘盘的性性能，，减少少CPU占用率率DutyCycle：指硬盘盘的工工作负负荷，，定定义为为特定定时间间段内内硬盘盘工作作时间间占总总时间间的百百分比比。100%即表示示硬盘盘每天天24小时不不停在在进行行读写写操作作机械式式硬机械式式硬盘盘主要要技术术二二在存储储系统统中，，硬盘盘的耗耗电量量占整整个系系统用用电量量的30％。SpinDown技术就就是通通过降降低硬硬盘的的转速速甚至至是让让硬盘盘停转转，达达到降降低硬硬盘能能耗目目的的的。SpinDown技术是是硬盘盘本身身已经经具有有的功功能，，并不不是新新技术术。人人们经经常用用到的的笔记记本电电脑中中的硬硬盘就就具有有SpinDown功能。。”KeeWingWong表示，，“SpinDown是硬盘盘厂商商提供供的一一种技技术，，通过过HardDiskCommand使硬盘的的转速变变慢。硬盘的读读写速度度同硬盘盘的转速速成正比比更高的转转速可缩缩短硬盘盘的实际际读写时时间硬盘缓存存的大小小直接影影响硬盘盘的整体体性能转速和缓缓存对硬硬盘性能能的影响响硬盘接口口类型硬盘容量量发展容量FC硬盘

100GB

300GB

750GB

1000GB146GB300GBSAS硬盘250GB

400GB

500GB

750GB1000GBSATA硬盘73GB

300GB146GB

500GB73GB

300GB146GB

19982010SCSI硬盘73GB

2000GB2000GB600GB450GB450GB600GB硬盘对比比FC磁盘、SAS磁盘、企企业级SATA磁盘的性性能对比比硬盘类型转速MTBF平均寻道时间持续读写速率应用特点企业级SATA磁盘7200RPM120万小时8.5ms25~30MB/秒大容量、小吞吐量，高性价比SAS磁盘15000RPM160万小时3.5ms30~45MB/秒大容量、高可靠FC磁盘15000RPM160万小时3.5ms40~55MB/秒高可靠、负荷能力高、企业级应用ATA/IDE接口硬盘盘简介Power连接器主/从盘

跳线40-pin连接器ATA（AdvancedTechnologyAttachment）硬盘是传传统的桌桌面级硬硬盘，主主要应用用于个人人PC机，也经经常称为为IDE硬盘ATA接口为并并行ATA技术，下下一代的的产品是是串行ATA（SATA）最高速度度133M/S，已达性性能极性性。SATA接口硬盘盘介绍SATA：串行ATA(SerialAdvancedTechnology

Attachment)SATA硬盘采用用点对点点连接方方式，支支持热插插拔，即即插即用用SATA采用串行行方式进进行数据据传输，，第二代代（SATAⅡ）300MB/s接口硬盘盘目前仍仍是主流流，SATADⅢ目前已经经商用，，速率为为600MB/sSCSI接口硬SCSI(SmallComputerSystemInterface)小型计算算机系统统接口SCSI硬盘并发发处理性性能优异异，常应应用于企企业级存存储领域域SCSI硬盘采用用并行接接口，接接口速率率目前发发展到320MB/s，基本已80-pin公接头SAS接口硬盘盘介绍SAS(SerialAttachedSCSI)串行SCSI接口SAS是一种点点对点、、全双工工、双端端口的接接口SAS专为满足足高性能能企业需需求而设设计，并并且兼容容SATA硬盘，为企业业用户带来前前所未有的灵灵活性接口速率为300MB/S，600MB/S（SASⅡ）已经商用FC接口硬盘介绍绍FC-AL(fibrechannelarbitratedloop)是一种双端口口的串行存储储接口FC-AL利用类似SATA/SAS所用的4芯连接，提供供一种单环拓拓扑结构，一一个控制器能能访问126个硬盘4Gb/S的硬盘接口速速率，8Gb/S光纤主机接口口速率接口已已经商用Services固态硬盘SolidStateDisk固态硬盘的定定义固态硬盘，是是由控制单元和固态存储单元元（DRAM或FLASH芯片）组成的的硬盘,简单的说就是是用固态电子子存储芯片通通过阵列的形形式而够成的的硬盘。其内部存储单元元利用固态电电子存储芯片片阵列取代了了传统HDD硬盘的磁碟组组。固态硬盘的的接口规范定定义、功能及及使用方法均均与普通硬盘盘完全相同,在产品外形和和尺寸上也完完全与普通硬硬盘一致,包括3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸多种类型型。SSD基于DRAM基于FLASHMLCMulti-LevelCell多层单元NANDNORSLCSingleLayerCell单层单元固态硬盘的存存储介质分为为两种：采用闪存（FLASH芯片）作为存存储介质采用DRAM作为存储介质质固态硬盘的类类型LC容量更高，而而且更容易出出错，速度慢慢，SLC更昂贵，但也也更可靠，速速度快，且写写次数更高（（只是容量小小）。SLC和MLCSLC和MLC两者的差异在在于每单元存存储的数据量量（密度），，MLC的存储容量比比SLC大，但是SLC更简单可靠，，SLC读取和写入的的速度都比MLC更快，而且SLC比MLC更耐用，MLC每单元可擦除除1万次至5万次，而SLC可擦除10w次以上，所以以，企业级的的闪存产品一一般都选用SLC，这也是为什什么企业级产产品比家用产产品贵很多的的原因。SSD单层单元与多多层单元数据存取速度度快。固态硬盘没没有传统硬盘盘复杂的机械械结构，既没没有磁碟，也也不存在磁头头，它无需花花费较长的时时间寻道，读读取速度更不不会受到转速速的限制。防震抗摔。SSD固态硬盘内部部不存在任何何机械部件，，这样即使在在高速移动甚甚至伴随翻转转倾斜的情况况下也不会影影响到正常使使用。没有噪音，发发热低。由于与传统统硬盘物理结结构不同，SSD固态硬盘不存存在磁头臂寻寻道的声音和和盘片高速旋旋转的噪音，，也没有机械械马达和风扇扇，工作噪音音值为0分贝。固态硬盘优点点四．工作温度度范围大。机械硬盘只只能在5~55摄氏度范围内内工作，固态态硬盘的温度度范围可达-10~70摄氏度，一些些工业级固态态硬盘的工作作温度范围设设置达到了-4-~85摄氏度(军用）。五，SSD固态硬盘比常常规1.8英寸硬盘重量轻20到30克。可千万别别小看这些重重量，在笔记记本电脑、卫卫星定位仪等等随身移动产产品上，更小小的重最有利利于便携。此此外，重量的的减轻也使得得笔记本搭载载多块SSD固态硬盘成为为可能。成本本高高。每单单位位容容量量价价格格是是传传统统硬硬盘盘的的5~10倍（（基基于于闪闪存存）），，甚甚至至200~300倍（（基基于于DRAM）。。容量量低低。目前前固固态态硬硬盘盘最最大大容容量量远远低低于于传传统统硬硬盘盘。。一一般般固固态态硬硬盘盘的的容容量量是是32、64、128G，256GB在目目前前的的主主流流固固态态硬硬盘盘中中处处于于高高端端。。写入入寿寿命命有有限限（（基基于于闪闪存存））。SSD的寿寿命命主主要要是是闪闪存存写写入入次次数数的的限限制制。。一一般般闪闪存存写写入入寿寿命命为为1万到到10万次次，，特特制制的的可可达达100万到到500万次次，，固态态硬硬盘盘缺缺点点WearLeveling因为为SSD存在在““写写磨磨损损””的的问问题题，，当当某某个个单单元元长长时时间间被被反反复复擦擦写写时时，，不不仅仅会会造造成成写写入入的的性性能能问问题题，，而而且且会会大大大大缩缩短短SSD的使使用用寿寿命命，，所所以以必必须须设设计计一一个个均均衡衡负负载载的的算算法法来来保保证证SSD的每每个个单单元元能能够够被被均均衡衡的的使使用用，，这这就就是是wearleveling，称称为为损耗耗均均衡衡算算法法。。固态硬盘盘与传统统硬盘优优劣势对对比固态盘的的基本构构成与原原理ControllerLogicNon-VolatileSLCNANDFlashFirmwareInterfaceProtocolMediaManagementErrorDetection&CorrectionDual-PortedFCInterfaceEnd-to-EndMulti-bitErrorCorrectionDDRSDRAMw/SPSMultipleParallelI/OChannels固态盘的的技术优优势----低延时15Krpmdrives(8drives)EnterpriseFlashDrives(8drives)SATAdrives(8drives)CDP技术ContinuousDataProtection持续数据据保护是是一套方方法，CDP可以捕获获或跟踪踪数据的的变化，，并将其其独立存存放在生生产数据据之外，，以确保保数据可可以恢复复到过去去的任意意时间点点。持续续数据保保护系统统可以基基于块、、文件或或应用实实现，可可以为恢恢复对象象提供足足够细的的恢复粒粒度，实实现几乎乎无限多多的恢复复时间点点。”从数据保保护时间间上分为为：CDP技术分为为真CDP（TrueCDP）和准CDP（NearCDP）两类CDP技术简述述备份、快快照、复复制、CDP源文件归档后的文件

归档过程

移动,校验Archive(归档)将相对不不重要的的数据转转移到速速度较慢慢并且价价格便宜宜的存储储介质上上，是一一种最原原始却最最为有效效的节约约成本的的方式。。数据归归档集成成了数据据迁移、、管理、、收集、、保存以以及介质质管理等等功能，，主要要用于长长久保存存数据和和文件以以备日后后查询取取用。RTO(恢复时间间目标)—在业务中中断后的的某一个个时间点点，业务务的进程程或应用用服务必必须恢复复，确保保业务正正常进行行（你能能接受多多长的宕宕机时间间）RPO(恢复点目目标)—在已确定定的RTO内，应用用数据或或文件系系统信息息必须恢恢复到某某一个时时间顺序序点(你能接受受丢失多多少数据据）什么是RTO/RPO？数据保护护时间轴轴Failure出错时刻刻12hrs12hrs12hrs12hrs12hrs12hrsRecoveryPointObjectiveBUBURecoveryTimeObjectiveRecover什么是复复制？复制（Replication）通过网络络（LAN/WAN)把数据从从一个地地方传输输到另一一个地方方复制的种种类：数据块级级别复制制：文件级别别复制：字节级别别复制:复制模式式：同步复制制：要求每每一个写写入操作作在执行行下一个个操作处处理之前前，在这这两个地地点都能能完成。。处理过过程明显显变慢，，这种复复制不切切实际的的，会影影响生产产系统性性能，除除非第二二个系统统物理上上离主系系统比较较近。异步复复制：：在处理理下一一个操操作前前，不不等待待数据据在复复制目目标系系统中中被记记录。。这种种复制制性能能更好好、更更快。。复制实实现方方法：：存储嵌嵌入式式复制制：复制制软件件运行行在网网上的的存储储设备备中基于主主机的的复制制：复制制软件件运行行在服服务器器中，，通常常驻留留在文文件系系统或或在操操作系系统级级别的的逻辑辑卷中中在线、、近线线、离离线在线存存储是是指存存储设设备和和所存存储的的数据据时刻刻保持持“在在线””状态态，可可供用用户随随意读读取，，满足足计算算平台台对数数据访访问的的速度度要求求。在在线存存储设设备一一般为为磁盘盘和磁磁盘阵阵列等等存储储设备备，价价格相相对昂昂贵，，但性性能较较好。。离离线线存储储是对对在线线存储储数据据的备备份，，以防防范可可能发发生的的数据据灾难难。离离线存存储的的数据据不常常被调调用，，一般般也远远离系系统应应用，，所以以人们们用““离线线”来来生动动地描描述这这种存存储方方式。。近近线线存储储(NearStore)，主要要定位位于客客户在在线存存储和和离线线存储储之间间的应应用。。就是是指将将那些些并不不是经经常用用到，，或者者说数数据的的访问问量并并不大大的数数据存存放在在性能能较低低的存存储设设备上上。但但同时时对这这些的的设备备要求求是寻寻址迅迅速、、传输输率高高。集群技技术集群基基础知知识什么是是集群群技术术？所谓高可用集群（以减少服务器中断时间为目的的集群技术）高性能计算集群（以提高科学计算能力为目的的计算机集群技术）高扩展集群（带负载均衡策略的服务器群集）服务器Aactive服务器Bstandby心跳连接公用网络应用A磁盘阵列客户端PC集群技术：至少将两两个系统连连接到一起起，使两个个或者以上上的服务器器能够像一一台机器那那样工作或或者看起来来好像一台台机器。例例如，一个个有两台服服务器生成成的WEB服务器集群群系统，它它对每个终终端用户是是透明的，，而且完全全就像一台台服务器在在工作。集群概述服务器A服务器B镜像盘心跳线客户端PC公用网络1、在服务器器之间，通2、大数据量读写时，两台服务器会出现数据不同步3、镜像数据占用大量服务器资源，降低系统性能无磁盘阵列列有磁盘阵列列1、双机集群群的主流配配置方式2、采用了共共享存储，，消除数据据不同步的的现象，系系统性能不不会降低3、多服务器器集群常采采用NAS模式实现存存储共享服务器A服务器B磁盘阵列心跳线客户端PC公用网络集群的存储储系统双机热备磁盘阵列心跳连接公用网络客户端ActiveStandby服务器A服务器B应用双机热备是是指两台计计算机为某某一目的组组合在一起起的技术，，两台计算算机构成系系统的两个个节点，当当其中一个个节点不可可用或者不不能处理用用户请求的的时候，系系统自动将将该节点资资源转移到到另一个节节点处理。。双机互备磁盘阵列心跳连接公用网络客户端ActiveActive服务器A服务器B应用A应用B多路径基础础知识冗余路径管管理软件能能够解决哪哪些问题？？避免存储链链路单点故故障保证在磁盘盘阵列控制制器切换时时数据访问问的不间断断多链路负载载均衡提升升存储系统统访问性能能交换机磁盘阵列控制器1控制器2HBA01HBA02主机A主机BVTL什么是虚拟拟磁带库/VTL虚拟磁带库库是通过存储虚虚拟化技术术将现有的的磁盘存储储系统虚拟拟成传统的的磁带库系系统（包括磁带带库机械臂臂、磁带驱驱动器、插插槽），为为数据备份份系统提供供高可靠、、高性价比比的解决方方案。通过过固化了专专门软件的的控制器，，使磁盘（（阵列）对对主机或或应用软件件体现为常常规物理理磁带库，，也称作虚虚拟磁带库库。标准的SCSI、FC或iSCSI主机接口，采采用易用的管管理软件配置置、管理虚拟拟磁带库设备备。备份/归档存储方式式划分存储方式不同同备份—周期性备份、、循环使用备备份介质；归档—离线长久保存存；设备/介质选择不同同备份—磁带、磁盘。。廉价的磁盘盘正在取代磁磁带成为主流流备份介质-快速可靠的备备份/恢复能力；归档—磁带、CAS设备-大容量、廉价价、易用、易易保存，不易易更改；在线存储离线备份离线存档磁带库应用减减少磁盘阵列增多多增加备份性能能提高设备可用用性近线备份传统磁带：长期保存备查查异地容灾高性能的磁盘盘阵列高性能高可用性VTL应用市场VTL的三种类型磁盘阵列型（（DiskArrayBased）

应用服服务器型（VTLAppliance）

备份软软件型（BackupSoftware）磁盘阵列型顾名思义，它它是以磁盘阵阵列为基础发发展的虚拟磁磁带柜，透过过内建于磁盘盘阵列控制器器（RAIDController）内的虚拟软软件，将储存存空间仿真成成磁带柜具备备的所有特征征。这类型的的虚拟磁带柜柜用户以大磁盘阵列型应用服务器型型透过安装在PC服务器上的虚虚拟磁带软件件，将服务器器内的硬盘，，或是可被服服务器控制的的外接磁盘阵阵列，做为存存放备份数据据的虚拟磁带带空间。由于于软件架构在在标准的x86平台和Linux操作系统上，，成本相对较较便宜，而且且储存装置的的限制较低，，只要服务器器支持，可以以采用任何SCSI或光纤信道接接口的磁盘阵阵列，与备份份服务器端可可以藉由SCSI、iSCSI或光纤信道等等传输接口相相连，部署应应用上较有弹弹性。这类型型产品相当多多，国外有MaxxanSVT100、DiligentVTFOpen，国内也有精精业、耐特普普罗等系统整整合厂商推出出软硬件合一一的虚拟磁带带柜。应用服务器型型备份软件型直接将虚拟磁磁带功能整合合至备份软件件内，目前仅仅有BakboneNetVault支持这项功能能。由于纯粹粹是依靠软件件来达成仿真真磁带的目的的，运用上相相当具有弹性性，不但没有有最大容量限限制，可仿真真的磁带柜数数量、磁带数数量与每卷磁磁带容量也都都是无限的，，只要储存空空间足够，亦亦不限定需采采用何种厂牌牌的储存系统统，不过这类类方案的限制制是无法和其其它厂牌备份份软件搭配使使用。备份份软软件件型型备份份软软件件型型磁盘盘库库使使用用方方式式网络络数数据据备备份份应应用用应用用服服务务备份份服服务务器器磁盘盘库库归档档设设备备应用用服服务务器器备份份服服务务器器磁盘盘库库归档档设设备备SAN磁盘盘阵阵列列应用用服服务务器器备份份服服务务器器磁盘盘库库磁盘盘库库使使用用方方式式LAN-Free数据据备备份份应应用用容灾灾基基础础知知识识什么么是是灾灾难难及及容容灾灾？？灾难难：：是是指指已已经经发发生生，，并并导导致致系系统统中中止止运运行行、、业业务务中中断断，，给给企企业业和和客客户户造造成成重重大大影影响响的的事事件件或或事事故故。。容灾灾：：为为了了应对对灾灾难难对对信信息息系系统统的的破破坏坏所所采采取取的的一一系系列列措措施施。（（比比如如在在生生产产系系统统相相隔隔较较远远的的异异地地，，建建立立一一套套或或多多套套功功能能相相同同的的IT系统统，，互互相相之之间间可可以以进进行行健健康康状状态态监监视视和和功功能能切切换换，，当当一一处处系系统统因因意意外外(如火火灾灾、、地地震震等等)停止止工工作作时时，，整整个个应应用用系系统统可可以以切切换换到到另另一一处处，，使使得得该该系系统统功功能能可可以以继继续续正正常常工工作作。。业务务连连续续性性的的重重要要性性灾难来自自何方电源失效酸泄漏石棉炸弹危险炸弹爆炸断电爆裂的导管线缆切断化学物质溢出CO失效水蒸气建筑原因冷却剂泄漏冷却塔泄漏被破坏的数据柴油发电机地震短路流行