网络存储导论part1课件

网络存储导论

Part_01基础知识日期:2023/4/32023/4/31Author:NKJiang第1章RAID与大容量存储本章目的：了解海量存储的基础知识；掌握RAID及RAID分级的概念2023/4/32Author:NKJiangRAID概念RAID的全称为RedundantArrayofInexpensive/IndependentDisks，而不是某些词典中所说的RedundantAccessIndependentDisks，它的中文名称为廉价（独立）磁盘冗余阵列。RAID等级磁盘阵列针对不同的应用使用不同的技术，称为RAID等级，每一等级代表一种技术2023/4/33Author:NKJiangRAID-1等级RAID-1的定义是MirroringandDuplexing（相互镜像）结构如图1-2所示2023/4/35Author:NKJiangRAID-2等级RAID2是目前最为复杂的RAID系统等级之一RAID2之所以复杂是因为它采用了早期的错误检测与修正技术——汉明码（HammingCode）校验技术图1-4RAID-2结构图解2023/4/36Author:NKJiangRAID-3等级RAID3的定义是ParallelTransferwithParity(并行传输及校验）图1-5RAID-3结构图解2023/4/37Author:NKJiangRAID-5等级RAID-5和RAID-4相似，但避免了RAID-4的瓶颈，方法是不用校验磁盘而将校验数据以循环的方式放在每一个磁盘中2023/4/39Author:NKJiangRAID-6和RAID-7等级RAID-6（IndependentDataDiskswithTwoIndependentDistributedParitySchemes，带有2个独立分布式校验方案的独立数据硬盘）等级是在RAID5基础上，为了进一步加强数据保护而设计的一种RAID方式，实际上是一种扩展RAID5等级RAID-7不仅仅是一种技术，还是一种存储计算机（storagecomputer）。RAID7存储计算机操作系统（storagecomputeroperatingsystem）是一套实时事件驱动操作系统，主要用来进行系统初始化和安排RAID7磁盘阵列的所有数据传输，并把它们转换到相应的物理存储驱动器上2023/4/310Author:NKJiang第2章磁盘存储阵列容错和性能介绍本章目的：理解磁盘阵列的容错功能；掌握磁盘阵列在一些不同应用背景下的性能2023/4/311Author:NKJiang磁盘阵列的额外容错功能多数据流对磁盘阵列系统性能的影响单主机连接情况下的磁盘阵列存储系统性能多主机同时访问时系统性能变化来自不同主机的多个数据流对小规模磁盘阵列存储系统性能的影响来自不同主机的多个数据流对大规模磁盘阵列存储系统性能的影响来自不同主机的多个数据流对NAS存储系统性能的影响产品举例分析 2023/4/313Author:NKJiang相关磁盘阵列存储术语SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口）ATA(ATAttachment，AT嵌入式接口)即俗称的IDE（IntegratedDriveElectronics）SerialATA（串行ATA,SATA）采用的是串行数据传输方式NAS（NetworkAttachedStorage，网络连接存储DAS（DirectAttachedStorage，直连式存储）SAN（StorageAreaNetwork，存储区域网络）Array磁盘阵列模式是把几个磁盘的存储空间整合起来，形成一个大的、单一连续的存储空间ArraySpanning(阵列跨越)2023/4/314Author:NKJiang第3章存储网络技术本章目的：介绍与存储有关的网络技术；介绍存储网路体系结构；讨论新一代多层智能化存储网络；讨论存储网路的发展趋势；2023/4/315Author:NKJiang存储体系结构直连式存储（DAS）在直连式存储（DirectAttachedStorage，DAS）方式中，存储设备是通过电缆（通常是SCSI接口电缆）直接连到服务器的，输入输出（I/O）请求直接发送到存储设备DAS结构如图3-1所示2023/4/317Author:NKJiang存储体系结构网络连接存储（NAS）网络连接存储(NetworkAttachedStorage,NAS)，即将存储设备连接到现有的网络上，提供数据和文件服务结构如图3-2所示2023/4/318Author:NKJiang存储体系结构存储区域网络（SAN）存储区域网络(StorageAreaNetworks,SAN)是一个用在服务器和存储资源之间的、专用的、高性能的网络体系，为实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化SAN与NAS的区别和联系技术上是互补SAN是以数据为中心的，而NAS是以网络为中心的2023/4/319Author:NKJiang存储网络的未来发展多层智能化存储网络用一种层次化的方式来实现网络和存储智能，为存储网络的发展开辟了一个新的纪元存储管理的自动化与智能化提高存储效率减少总体拥有成本，增加投资回报2023/4/321Author:NKJiang如何建造企业SAN系统怎样才能找到建设存储环境的最佳构件？从目前的标准来衡量，最佳构件即是由其最终建成的基础设施能给予应用系统充分支持，并能随业务需要灵活扩展。SAN应用系统评估包括以下5项1.应用要求2.数据存储要求3.备份和灾难恢复战略4.网络连接要求5.服务器连接要求2023/4/322Author:NKJiang1.应用要求1）宕机冗余2）性能3）增长2023/4/323Author:NKJiang3.备份和灾难恢复战略集中式、离网、少服务器备份是促使企业实施SAN的主要因素。关于备份如何生成的评估也是必要的，因为它将决定连接范围和吞吐量大小。集中式备份战略要求设计完备的SAN。为了使战略成功，从备份设备到每一个存储设备之间都应该有一条高速、高可用性的数据路径2023/4/325Author:NKJiang4.网络连接要求1）端口计数要求评估支持现有和未来增长所需网络连接数十分重要。如果在部署初期没有考虑增长因素，事后不断追加网络规模和重新配置会浪费大量资源，并增加宕机时间。在最初设计中，如果没有包括完备的扩展战略，在实际应用中不断扩展的网络会出现传输量不平衡的现象，并最终影响整个网络的性能和可用性。2）网络传输模式为统一存储而实施的SAN与为少服务器备份应用而实施的SAN的传输模式有很大不同。服务器和存储设备之间的新连接需要考虑额外的端口计量。如果忽略了这一点，SAN没有为传输量的增长做好准备，当数据在全网范围内传输时，很有可能产生“瓶颈”。3）带宽要求2023/4/326Author:NKJiang不同类型Switch比较1）可用性可用性用于衡量Switch正常运行时间，也用于衡量满足应用系统和基础网络需要的能力2）性能无论是只安装一台Switch，还是要建立完整网络，性能问题都不能回避。Switch的性能取决于Switch的结构。结构性能实际上取决于整体网络设计和网络内的传输模式3）扩展性扩展性指的是SAN能以对业务损害最小的方式增大规模4）成本在采购网络基础设施时，成本是最重要的考虑因素2023/4/329Author:NKJiang企业存储网络系统管理网络的不断扩展，管理重点从Switch转移到网络，管理问题变得重要起来SAN交换机管理侧重Switch配置和流量监控。该功能有助于用户评估端口的应用情况和Switch的总容量网络管理则侧重于全网运行，而非某个Switch网络故障隔离和恢复也是网络管理的重点在多供应商网络中，用户要管理异构SAN，要使用多种管理工具，导致管理变得更加复杂，成本也更高2023/4/330Author:NKJiang第4章备份带库本章目的：引入磁带库的概念；介绍磁带库的发展史；介绍磁带库的评估指标及其重要性2023/4/331Author:NKJiang磁带库基础磁带存储还是由于其本身固有的特质确保青春不老主要概念1.磁带库的机械手2.磁带库分区3.磁带库连接4.广泛兼容的连接性5.多类型磁带机支持6.海纳百川的容量7.稳步提高的性能8.逐渐进步的可靠性9.磁带库的分类2023/4/332Author:NKJiang磁带库备份工作原理图4-1是磁带库备份工作原2023/4/333Author:NKJiang图4-2典型SAN拓扑图2023/4/334Author:NKJiang4.2磁带库的发展1.虚拟磁带库虚拟磁带库将磁盘空间模拟成磁带，在传统的磁带备份系统中，数据直接从应用系统传输到磁带中，使用虚拟磁带库以后，数据首先备份到虚拟磁带库即磁盘中，然后由虚拟磁带库再备份到磁带上特点2.磁带库的智能化磁带库的智能化就是充分发挥软件的功能，加强磁带库的管理以及连接性能，使得数据备份更安全更可靠3.WORM(WriteOnceReadMany,一写多读)技术是通过软件和硬件设备相结合的控制，使存储介质只能写入一次数