飞鸟科技存储基本知识培训2014.7.23

Date：2014.7.23飞鸟科技存储基本知识培训诚信务实合作创新目录一．典型存储构成模型二．磁盘介绍三．RAID技术介绍四．存储体系结构介绍五．飞鸟常卖存储产品厂商介绍六．存储产品应用场景介绍七．一般存储高级功能介绍诚信务实合作创新3典型存储构成模型诚信务实合作创新4盘柜和控制器一体设备DellMD3200EMCVNX5100HPP2000诚信务实合作创新5盘柜和控制器分开设备HPEVA系列NetAppFAS3000以上其他：HP3PAR、EMC5600、DellCompellentSC8000等诚信务实合作创新存储各部件示意图板载千兆网口板载SAS端口扩展插槽电源前视图后视图磁盘诚信务实合作创新7硬盘介绍诚信务实合作创新8•磁盘接口：•1、SCSI/FC：早期用，成熟，现在较少•2、SAS：速度比较快，主流接口•3、SATA：速度较慢，价格低，用于有容量要求，没有速度要求的环境•4、SSD：速度极快，价格极高•磁盘基本参数：•1、转速：7200rpm，10Krpm，15Krpm•3、尺寸：2.5”、3.5”磁盘说明不同厂商存储磁盘不能通用诚信务实合作创新硬盘接口SATASCSI（已经被SAS接口取代）FC接口（已经被淘汰）诚信务实合作创新机械式硬盘结构主轴马达(SpindleMotor)磁头基座(BasePlate)磁头停放区(ParkingZone)盘片(Media)传动部件接口诚信务实合作创新容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字节为基本单位单碟容量：硬盘都是由一个或几个盘片组成的，单碟容量就是指包括正反两面在内的单个盘片的总容量转速：即主轴马达转动速度，单位为RPM（RoundPerMinute)，即每分钟盘片转动圈数缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片和外部接口之间的缓冲器机械式硬盘主要指标（一）诚信务实合作创新平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据所需的平均时间平均寻道时间：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：当磁头移动到数据所在的磁道后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间数据传输率：内部数据传输率：数据从盘片表面传输到硬盘的缓存的速率外部数据传输率：数据从硬盘的缓存读出到外部总线的速率机械式硬盘主要指标（二）诚信务实合作创新硬盘的读写速度同硬盘的转速成正比更高的转速可缩短硬盘的实际读写时间硬盘缓存的大小直接影响硬盘的整体性能转速和缓存对硬盘性能的影响诚信务实合作创新硬盘对比SAS磁盘、企业级SATA磁盘的性能对比硬盘类型转速平均寻道时间持续读写速率应用特点企业级SATA磁盘7200RPM8.5ms25~30MB/秒大容量、小吞吐量，高性价比SAS磁盘15000RPM3.5ms300~320MB/秒大容量、高可靠备注：1）15000转SAS硬盘目前最大容量为600GB2）10000转SAS硬盘目前最大容量为1.2TB2）SATA硬盘目前最大容量为4TB诚信务实合作创新固态硬盘的定义固态硬盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘,简单的说就是用固态电子存储芯片通过阵列的形式而够成的硬盘。其内部存储单元利用固态电子存储芯片阵列取代了传统HDD硬盘的磁碟组。固态硬盘的接口规范定义、功能及使用方法均与普通硬盘完全相同,在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致,包括3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸多种类型。诚信务实合作创新SSD基于DRAM基于FLASHMLCMulti-LevelCell多层单元NANDNORSLCSingleLayerCell单层单元固态硬盘的存储介质分为两种：采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质采用DRAM作为存储介质固态硬盘的类型诚信务实合作创新LC容量更高，而且更容易出错，速度慢，SLC更昂贵，但也更可靠，速度快，且写次数更高（只是容量小）。SLC和MLCSLC和MLC两者的差异在于每单元存储的数据量（密度），MLC的存储容量比SLC大，但是SLC更简单可靠，SLC读取和写入的速度都比MLC更快，而且SLC比MLC更耐用，MLC每单元可擦除1万次至5万次，而SLC可擦除10w次以上，所以，企业级的闪存产品一般都选用SLC，这也是为什么企业级产品比家用产品贵很多的原因。SSD单层单元与多层单元诚信务实合作创新1.数据存取速度快。固态硬盘没有传统硬盘复杂的机械结构，既没有磁碟，也不存在磁头，它无需花费较长的时间寻道，读取速度更不会受到转速的限制。2.防震抗摔。SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用。3.没有噪音，发热低。由于与传统硬盘物理结构不同，SSD固态硬盘不存在磁头臂寻道的声音和盘片高速旋转的噪音，也没有机械马达和风扇，工作噪音值为0分贝。固态硬盘优点诚信务实合作创新1.成本高。每单位容量价格是传统硬盘的5~10倍（基于闪存），甚至200~300倍（基于DRAM）。2.容量低。目前固态硬盘最大容量远低于传统硬盘。一般固态硬盘的容量是32、64、128G，256GB在目前的主流固态硬盘中处于高端。3.写入寿命有限（基于闪存）。SSD的寿命主要是闪存写入次数的限制。一般闪存写入寿命为1万到10万次，特制的可达100万到500万次，固态硬盘缺点诚信务实合作创新固态硬盘与传统硬盘优劣势对比诚信务实合作创新21RAID技术介绍诚信务实合作创新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诚信务实合作创新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。诚信务实合作创新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。诚信务实合作创新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。诚信务实合作创新RAID基本概念——物理卷和逻辑卷RAID10RAID5•RAID由几块硬盘（物理卷）组成•RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，便通过LUN（LogicUnitNumber）来标识。一个逻辑卷对于主机来说就是一块硬盘（物理卷）物理卷物理卷逻辑卷逻辑卷多个物理卷上创建1个逻辑卷多个物理卷上创建2个逻辑卷LUN1LUN2LUN3诚信务实合作创新RAID0•RAID0也成为条带化，将数据分成一定的大小，顺序的写到阵列的磁盘里•特点：1、速度2、利用率（100%）3、无冗余保护一般存储不用RAID0诚信务实合作创新RIAD1•RIAD1称为镜像。将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘中•特点1、利用率50%2、读性能高、写性能低3、提供最佳的数据保护诚信务实合作创新RAID3•RAID3采用一个硬盘作为校验盘，其余磁盘作为数据盘，数据按位或者字节的方式交叉存储到各个数据盘中•特点：1、最少需要3块磁盘2、读性能与RIAD0一致3、写性能大为下降4、数据容错能力5、允许1块磁盘损坏诚信务实合作创新RAID5•RAID5与RAID3原理类似，不同在于数据检验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上。•特点：不存校验盘写入瓶颈允许一块硬盘失效诚信务实合作创新RAID6•RAID6是在RAID5的基础上为进一步加强数据保护的RAID方式。•特点：1、高读取性2、更高容错能力3、支持2块硬盘同时失效诚信务实合作创新RIAD10•RIAD10是RIAD1和RIAD0D结合，先做镜像后做条带化•特点：1、高读写性能2、数据冗余保护100%3、利用率50%4、高成本诚信务实合作创新RAID级别比较项目RAID0RAID1RAID10RAID5、RAID3最小配置1243性能HighestLowestRAID5RAID10RAID0RAID1RAID5RAID10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更适合于顺序存取，RAID5更适合于随机存取。需要根据具体的应用情况决定使用那种RAID级别。诚信务实合作创新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