IBM System Storage 存储概念入门I.ppt

1、IBM System Storage 存储概念: 入门I,数据与磁盘,数据可以从磁盘写入或则读取 典型地通过一个本地应用或是服务器应用 应用/ 文件系统采用数据块级别的 I/O 数据的收发是通过I/O 块 用户采用的是文件级别的I/O 收发的是数据文件,0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1,主机,HBA,光纤通道,以太网到客户工作站,两个独立控制器 带自动失效切换以获得持续的高可用性以防止一控制器或光纤通道失效,HBA,光纤通道,Controller,Controller,Fibre Channel,Fibre Channel,光纤子系统 DS

2、3000 and DS4000,RAID,Part I结束时:,Part II 结束时:,Switch,Switch,Switch,Switch,N A S,N A S,N A S,RAID,存储区域网络 (SAN),Storage subsystem,Servers,Servers,网络附加存储 (NAS),自测问题:,什么是存储? 什么是 DAS? SCSI 和SAS是什么和其用途? 什么是JBOD? 为什么我们需要使用RAID? 我是否理解 光纤通道Fibre Channel的优势?,过去对于信息的观点,小测验,什么是DAS的定义 ? Dual Asynchronous Storage

3、双异步存储 Data Archival Software 数据存档软件 Direct Altered Storage 直接汇聚存储 Direct Attached Storage 直接连接存储,测验答案,DAS的定义是 ? - - - Direct Attached Storage 直连存储,直连存储,DAS Device,DAS Device,存储直接连接到一台服务器上 SCSI, SAS, iSCSI, FC 块级别 I/O 内部磁盘 具备/不具备RAID保护 外部磁盘 存储系统 基于控制器的RAID引擎,直连存储 (DAS),内部 DAS,Motherboard,Motherboard,

4、内部磁盘 无RAID,ROC,内部磁盘 主板集成RAID (ROC),Motherboard,HA,内部磁盘 RAID 主机卡,Motherboard,SW,内部磁盘 软件 RAID,Application Server,Application Server,Application Server,Application Server,外部DAS,Motherboard,HA,通过主机连接卡连接的外部存储系统 基于控制器的 RAID,Controllers,ApplicationServer,外部DAS 优势,成本低 驱动器通常在服务器内部 使用迅速 具备一些数据保护,内部DAS 优势,比将数据

5、存储在客户端更好 增加的可靠性和性能 RAID保护 增强的特性和功能性 可扩展性,DAS缺点,每台服务器都有其自己的存储部件 ($) 管理困难 降低了生产效率 备份很昂贵 浪费的存储空间 难于共享数据,共享的DAS,存储直接连接到一台单独的服务器 SAS, iSCSI, FC 存储系统包括RAID控制器和磁盘柜 RAID引擎是基于控制器的,SCSI是什么?,微型计算机系统接口(SCSI) Pronounced “skuzzy”,SAS 是什么?,串联 SCSI,SCSI接口.started it all!,工业标准 I/O 总线 Standard connectors are the same

6、 on each device All devices share a common bus,8-bit data bus,16-bit data bus,哪些设备使用 SCSI?,Disk Drives Tape Drives Removable Media Drives (Zip) CD-ROM Drives CD-R/CD-RW Drives Optical Memory Drives Media Changers,小测验,SAS 是什么? Silicon Attached SCSI 硅连接SCSI Serial Attached SCSI 串联SCSI SCSI Attached St

7、orage SCSI附加存储 Storage Attached Systems存储附加系统,测验答案,SAS 是什么? - Serial Attached SCSI 串联SCSI - -,What is SAS?,串联 SCSI (SAS) 是并口SCSI的终结者 新的工业标准,提供了非凡的性能提升 3-Gbps SAS x4 “宽” 端口提供累计高达12-Gbps的带宽 主机连接以及扩展,理解SAS “宽” 端口,每SAS 线缆是3-Gbps 到驱动器是独立线缆 “x4 宽” 在一个接口中包括4根线缆 2, 3 ,4 线缆仅在当前 I/Os 超出1号线缆通道性能情况下使用,理解SAS “宽”

8、 端口,每SAS 线缆是3-Gbps 到驱动器是独立线缆 “x4 宽” 在一个接口中包括4根线缆 2, 3 ,4 线缆仅在当前 I/Os 超出1号线缆通道性能情况下使用,理解SAS “宽” 端口,每SAS 线缆是3-Gbps 到驱动器是独立线缆 “x4 宽” 在一个接口中包括4根线缆 2, 3 ,4 线缆仅在当前 I/Os 超出1号线缆通道性能情况下使用,Server,SAS HBA or SCSI adapter,RAID sub-system,SCSI or SAS,Ethernet to Client workstations,Dual Controller RAID with only

9、 one controller in use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.,SCSI 与SAS 适用于哪里?,Logical Unit Number 逻辑单元号(LUN),LUN是一种被SAS和SCSI支持的子地址编码 LUNs 是通过编码确认信息来选择,Host Adapter,ID 7,Controller,ID 1,Disk Drive,LUN 0,Disk Drive,LUN 1,Controller,ID 2,Disk D

10、rive,LUN 0,Disk Drive,LUN 1,小测验,LUN 是: Lower Unit Number 低单元编码 A type of sub-addressing 一种子地址编码 The SCSI initiation number SCSI初始号 A subnet mask 一个子网掩码,测验答案,LUN是: - A type of sub-addressing 一种子地址编码 - -,直连存储,通过SAS或SCSI连接到服务器 可以是 JBOD 或 RAID,Server,SCSI or SAS,小测验,JBOD 是什么? Just buy old drives 只购买老磁盘

11、Java basic operating drive 基于JAVA的操作盘 Just boot every day 每日引导 Just a bunch of disks 一堆磁盘,测验答案,JBOD是什么? - - - Just a bunch of disks 一堆磁盘,小测验,JBOD指的是什么? Redundant hard drives 冗余的磁盘 A virtual SCSI subsystem虚拟的SCSI子系统 SCSI disks that may be shared by multiple hosts 可以被多个主机所共享的SCSI磁盘 A group of hard dri

12、ves in a common enclosure e)在同一磁盘柜内的一组磁盘,测验答案,JBOD指的是什么? - - - A group of hard drives in a common enclosure 在同一磁盘柜内的一组磁盘,JBOD,在一个外部通用单元中的一组磁盘 不能提供容错 相对使用独立驱动器而言性能没有得到提升,RAID,更好的选择; RAID,小测验,RAID是什么? Redundant and independent disks冗余独立的磁盘 Real and imaginary disks真实可见的磁盘 Redundant Array of Independent

13、 Disks 独立磁盘冗余阵列 Remote abstract independent disks 远程抽象独立磁盘,测验答案,RAID是什么? - - Redundant Array of Independent Disks独立磁盘冗余阵列 -,小测验,下面哪一个正确描述RAID? Redundant hard drives 冗余磁盘 A virtual SCSI subsystem一个虚拟SCSI子系统 Independent disks with data striped across them数据条带化分布的独立磁盘 A group of hard drives in a common

14、 enclosure 在同一盘柜内的一组磁盘,测验答案,下面哪一个正确描述RAID? - - Independent disks with data striped across them 数据条带化分布的独立磁盘 -,RAID,条带化是RAID中的一个基本概念 是一种将多个驱动器划归到一个逻辑存储单元的组合方式 多种级别 每种级别都具备不同的成本/性能/容错优势 可以通过硬件或软件进行实施 硬件对于整个系统的性能是最佳的方案,RAID Level 0 条带化,优点 高数据传输速率 低成本,缺点 当磁盘失效时无冗余 数据会丢失,RAID Level 1 镜像,优点 可靠性 可用性 当出现错误时

15、无需数据重建,缺点 额外磁盘所带来的高成本,RAID Level 3 校验盘,优点 高数据传输速率 适用长的顺序数据 可靠性 可用性,缺点 对短数据不适合 对随机I/O不适合,RAID Level 5 分布校验盘,优点 短数据记录或随机I/O 众多并发I/O 可靠性 可用性,缺点 不适用于大记录,其他 RAID级别,RAID 1+0: implemented as striped subsystem whose segments are RAID 1 subsystems,IBM RAID 总结,RAID 0: 最快和最有效的级别但不提供容错 RAID 1: 性能至上, 容错的环境下, 但需要

16、2倍存储空间 RAID 3: Data intensive environments which access long sequential records, does not allow multiple I/O operations to be overlapped RAID 5: 对于多用户大量读取少量写入环境下的最佳选择. RAID 1+0: 高性能但需要2倍的磁盘以用于数据镜象,知识测验,对于一个主要是随机I/O并需要容错的应用你将选用哪种RAID 级别? RAID 1 RAID 3 RAID 5,测验答案,对于一个主要是随机I/O并需要容错的应用你将选用哪种RAID 级别? -

17、- RAID 5,直连存储,考虑 有限的距离,Server,SCSI or SAS,RAID,直连存储,考虑 有限的距离 有限的设备数量(SCSI) 有限的冗余,Server,SCSI or SAS,RAID,SCSI与SAS vs. 光纤通道,224,* Up to total 12Gb/s throughput with wide ports,知识测验,什么是 光纤通道? Transport mechanism for multiple protocols 多种协议的传输方式 The FDDI specification 采用FDDI规范 Storage Area Network存储区域网

18、络 A network protocol一个网络协议,测验答案,什么是 光纤通道? Transport mechanism for multiple protocols多种协议的传输方式 - - -,什么是光纤通道?,一个适用多协议的传输方式 SCSI-3 与SAS Internet Protocol (IP) 其它,为什么使用光纤通道?,Serial Transmission序列传输 更小的接口 消除并口传输带来的SKEW问题 高带宽 1, 2 和 4 gigabits per second (Gb/s) 大写“B” 和 小写 b Megabit 使用的是 小写 b (Mb) Megabyt

19、e使用的是大写B (MB),为什么使用光纤通道?,可扩展性 非常多的设备 更远的距离 多种传输协议的方式,为什么使用光纤通道?,采用交换 避免共享介质或带宽所带来的问题 允许不同的速率 自适应的4 Gb/s 允许向下兼容到 1Gb/s and 2Gb/s 多种传输协议的方式,连接性,处理器,内存,I/O Bus,计算机,N_Port0,桥,TX,RX,RX,TX,存储子系统,100 MB/s,100 MB/s,全双工 (FC example): 4Gbps + 4Gbps = 8Gbps 理论值),N_Port1,点对点,知识测验,光纤通道可传输 SCSI block dataSCSI块数据

20、TCP 包 Parallel data packets串口数据包 All network protocols所有网络协议,测验答案,光纤通道可传输 SCSI block data SCSI块数据 - - -,Input to fiber,Output from fiber,Multiple path-lengths, or modes, permitted by the fiber smear the shape of the pulse,多模光纤,150 meters,Single path-length, or mode, imposed by the fiber preserves the shape of the pulse,Input to fiber,Output from fiber,单模光纤,Server,HBA,RAID sub-system,Fibre Channel,Ethernet to Client workstations,Dual Co