专题8《磁盘阵列技术基础培训》(V1.0)(精)

磁盘阵列技术基础培训1、磁盘阵列发展历史2、磁盘阵列基础技术3、磁盘阵列术语概念4、磁盘阵列系统架构5、磁盘阵列的分类6、磁盘阵列主流厂商

磁盘阵列发展历史-为什么需要磁盘阵列随着服务器性能的提高，如下三个问题逐渐成为制约因:(1)硬件存储容量的更新虽然日新月异，但是仍然无法满足几何级娄存储容量要求D-如何满足数据存储容量需求？(2)硬件存储容量记录在不断的刷新，但是由于数据的读写动作是一百的坦玄号其利印1^中n土土木知如培士土木岩舁的生鹿为下吐港『磁盘阵列发展历史-什么是磁盘阵列把磁盘的存储空间整合起来，形成大的连续的存储空间219GB逻辑盘组219GB逻辑盘组

(3x73)511GB逻辑盘组

(7x73)磁盘阵列发展历史-磁盘阵列发展历程5MB/S传输速度的SCSI-1SCSI磁盘阵列160MB/s传输速度的Ultra16目录1、磁盘阵列发展历史2、磁盘阵列基础技术3、磁盘阵列术语概念4、磁盘阵列系统架构5、磁盘阵列的分类6、磁盘阵列主流厂商磁盘阵列基础技术A数据跨盘(Spanning)技术ARAID组技术-RAID0/1/3/5/6/10/30/50等A可靠性和可用性技术A虚拟磁盘(VirtualDisk)技术磁盘阵列基础技术-数据跨盘技术定义90000011999994

磁盘阵列基础技术-RAID技术RAID：RAID>RedundantArrayofInexpensiveDisks的稣提高的磁盘可靠性和性能，视用户的操作环境(opers及应用(application)而定，与level的高低没有必»多种级别磁盘阵列基础技术-硬盘条带(DiskStrip!硬盘条带的方法把数据同时写到多个硬盘，而不是只写到一，D杷kDi5kABCD£D杷kDi5kABCD£__1_“磁盘阵歹（1基础技术一硬盘镜像（RAID1）硬盘镜像（RAIDI）是容错磁盘阵列技术最传统的一种形式,百分之百的数据冗余。磁盘阵列基础技术一条带加专用奇偶校验使用一个专用的磁盘存放所有的校验数据，其它磁盘条带的数数据的冗余和提供高容错性能。同

同磁盘阵歹Ij基础技术一分布奇偶校验（RAIDRAID5把奇偶位信息分散分布在硬盘子系统的所有硬盘上。（而不是使用专用的校验盘）It/】IProware55fiOFCT&Server?TOC\o"1-5"\h\z1।口。史［L~|ni5k"卸卬而㈣一1T&Server?1丁丁育育育磁盘阵列基础技术一条带加镜像（RAID10数据从控制器分出两路，首先把数据做条带化，随后分出来£两路，做Mirroring操作，即互做镜像.磁盘阵列基础技术一条带加专用奇偶校验ftnware59即Canfrcller磁盘阵列基础技术一条带加分布奇偶校验X。聊四5边风也ftnware59即Canfrcller磁盘阵列基础技术一条带加分布奇偶校验X。聊四5边风也13)磁盘阵列基础技术-异或逻辑运算基本原理异或逻辑运算(XOR,exclusiveOR)A与B值就代表了两个位，A与B一样时，XOR结果为0,法结果就是1,而且知道XOR结果和A与B中的任何一个数值.个数值。比如A为］,XOR结果为1,那么B肯定为0,如果:肯定为1。［旨礴.OR结鼠磁盘阵列基础技术-可靠性可靠性：指的是硬盘在给定条件下发生故障的概率磁盘阵列可以改善硬盘系统的可靠性。因为某一硬盘中的数数据中重新产生出来（例如RA1D1/3/5/10等）,所以很少会统失效口硬盘子系统的可靠性因而大大改善了。馒盘子系统馒盘数时间平均故障时间申,单个硬盘1:303000小时30UID0（分段）53ao。。小时63RAID1(镜像：23ao00小时49SAID5（分段加奇偶码）530,000小时4S

磁盘阵列基础技术-硬盘故障恢复技术硬盘故障恢复技术：通过镜像和RAID从硬盘故障中恢复不用立即进行，因为系统可以在一个硬盘有故障的情况.从镜像盘恢复数据软p前低£

DiiskAfrajCor^rwIIlM磁盘阵列基础技术-可靠性和可用性技术RAID3/5/30/50RAID组中，故障硬盘通过无故障硬盘一码信息来重建数据从奇偶盘恢复数据SleptRemoveAIIHRemoveAIIH酰喃SkpZ磁盘阵列基础技术-可用性可用性：指的是硬盘在某种用途中可能用的时间/冗余磁盘阵列允许单个硬盘出错，而继续正常工作。/RAID组技术保证硬盘故障后的系统恢复时间也大大缩丸/电源冗余/捽制器冗余磁盘阵列基础技术-多路径端口链路Fail。，

磁盘阵列基础技术—虚拟磁盘（VirtualDis卷的三个层次：物理磁盘、虚拟磁盘和逻辑卷。要建立卷，首先要根据不同的RAID策略，采用一块或者多磁盘，然后在虚拟磁盘之上划出需要的空间建立卷。磁盘阵列基础技术-热备盘技术如果其中的一个磁盘失效了，那么系统立刻自动采用^失效磁盘，进行镜像数据重构，这种机制称之为磁盘热Stfip1TcStn/ir2To-Server1碣西g陆Stfip1TcStn/ir2To-Server1碣西g陆5痴心%hftravSvnlrolHir磁盘阵列基础技术—写cache技术（一）写操作处理模式有两种：WriteBeck模式和WriteThroWriteBeck模式：停电、写入时硬盘故障等将导致数据不完整性能较大提升数据写入速度停电、写入时硬盘故障等将导致数据不完整性能较大提升数据写入速度磁盘阵列基础技术—写cache技术（二）WriteThrough模式：数据不易丢失数据写入速度相比Write-Back较慢

目录磁盘阵列发展历史2、目录磁盘阵列发展历史2、磁盘阵列基础技术3、磁盘阵列术语概念4、磁盘阵列系统架构磁盘阵列术语概念>JBODA逻辑盘>CacheMirroring»双控(Duplexing)A主机适配器(HostAdapter)>LogicalUnitNumber(LUN)>WorldWideName(WWN)

磁盘阵列术语概念-JBODJBOD（JustBundleOfDisks）”简学磁盘捆绑”，通常又称为Span,.别Span是在逻辑上把几个物理磁盘,个接一个串联到起，从而」。）在磁盘柜里包含了若干块磁盘b）无法提供磁盘故障冗余C）由独立的磁盘组成，不能有效提磁盘阵列术语概念-逻辑盘（一）什么是系统逻辑盘?511GB逻辑盘组逻辑盘“0”（20I逻辑盘^1"511GB逻辑盘组逻辑盘“0”（20I逻辑盘^1"（20空闲的盘（111,磁盘阵列术语概念-逻辑盘（二）多种逻辑盘并存一个盘组每个逻辑布:都有唯•的RAID等级在一个盘组里，有分别不等RAID等级的逻辑盘磁盘阵列术语概念-CacheMirroringHOST

pDriveTray1磁盘阵列术语概念-双控(Duplexing)这里指的是用二个控制器来控制一台磁盘阵列。其中一个控另一个控制器马上接管。并可实现同时工作。在图中，黑色给A控制器，由A控制器负责管理安装在服务器或工作站PCI插槽上，与磁盘阵列连接,磁盘阵歹IJ术语榔［念-pDriveTray1磁盘阵列术语概念-双控(Duplexing)这里指的是用二个控制器来控制一台磁盘阵列。其中一个控另一个控制器马上接管。并可实现同时工作。在图中，黑色给A控制器，由A控制器负责管理安装在服务器或工作站PCI插槽上，与磁盘阵列连接,磁盘阵歹IJ术语榔［念-主机适配器(HostAciSCSI磁盘SCSI磁盘FCHBACard*FC磁盘区千兆网线光纤线缆iSCSIHBACardSCSI线缆SCSIHBACard.rControllerTrayOl=l磁盘阵列术语概念—LogicalUnitNumber（SCSI通过LUNs来进行设备的寻址ControllerController|ID2|ID1磁盘阵列术语概念-WorldWideName（W每一个设备的唯一标示就是WorldWideName（就像一个人的身份证

光纤存储系统上的逻辑卷通过主机上的HBA卡（光纤通道卡）WWN-Soo：oo：6o：生产厂商选择的16进制字符粒Kg”方注山♦使用的设备：交换机，磁,（Brocade选择1）PortWWN:2|o：ooL|oo：6o：69|:|oo：6ol

PortWWN:1、磁盘阵列发展历史2、磁盘阵列基础技术3、磁盘阵列术语概念4、磁盘阵列系统架构磁盘阵列系统架构（二）常见的磁盘阵列组成部分：控制罂和磁盘柜分离lUB+=控制器磁盘扩展柜控制器和磁盘柜一体

磁盘阵列系统架构（二）磁盘阵列组成部分：控制器和磁盘柜分离控制模组提制器磁盘接口MiniHub通讯/风.磁盘接口MiniHub通讯/风.磁盘阵列系统架构（三）磁盘阵列系统架构（三）磁盘阵列组成部分:控制器和磁盘柜分离磁盘阵列组成部分:控制器和磁盘柜分离控制模组-控制器主机通道MiniHub控制器息控制模组-控制器主机通道MiniHub控制器息

控制器E

控制器A

・控制器B以太同接口RJ45主机1主机2主机M主机1主机2主机M主机4।—ii—ii—।1―P—!匚1r®b-i।।।日日密磁盘阵列系统架构（四）磁盘阵列组成部分：控制器和磁盘柜分离磁盘模组-扩展柜磁盘阵列系统架构（五）磁盘阵列组成部分：控制器和磁盘柜一体控制器灌风扇控制器A控制器B风扇1JMIB.I磁盘阵列扩展连接架构图扩展连接的时候，通过橙色的光纤线缆，控制EMCCX500的整机硬件架构硬盘背板磁盘阵列扩展连接架构图扩展连接的时候，通过橙色的光纤线缆，控制EMCCX500的整机硬件架构硬盘背板磁盘阵列系统架构（六）蓝线代表连接示意橙线代表光纤线缆磁盘阵列系统架构（七）举例—

磁盘阵列系统架构（八）EMCCX500存储控制器结构磁盘阵列系统架构（九）HDS中低端存储控制器结构主处理器Powe?fPC磁盘阵列系统架构（十）磁盘阵列系统架构（十）Batter/BackupPRISMSMB-PCtPRISMSMB-PCITachyonPCI-FCTachyonPCI-FCTachyonPCI-FCTadiyonPCI-FCTwo2Batter/BackupPRISMSMB-PCtPRISMSMB-PCITachyonPCI-FCTachyonPCI-FCTachyonPCI-FCTadiyonPCI-FCTwo2FCFInterfiFour1FCCIBM中低端存