存储基础知识_精简版

HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.华为赛门铁克售前工程师培训教材华为赛门铁克售前工程师培训教材－－存储产品存储产品HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.存储系列产品课程目录存储基础知识存储产品介绍123技术建议书的制作4配置报价介绍5存储产品综合解决方案6竞争分析page3HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.存储基础知识1.1存储组网形态1.2存储接口技术1.3RAID1.4磁盘的热备与重构1.5存储冗余1.6快照与复制1.7备份基础知识1.8远程容灾基础知识page4HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.传统计算机存储系统的问题CPUCPU硬盘硬盘RAMRAMServerServer计算机存储系统计算机存储系统传统计算机存储系统的局限性：z硬盘成为整个系统的性能瓶颈z有限的硬盘槽位，难满足大容量需求z单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证z存储空间利用率低z本地存储，数据分散传统计算机存储系统的局限性：z硬盘成为整个系统的性能瓶颈z有限的硬盘槽位，难满足大容量需求z单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证z存储空间利用率低z本地存储，数据分散page5HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.存储网络的产生SCSI电缆最长支持25米FC光纤连接距离可达10公里至100公里SCSI电缆最长支持25米FC光纤连接距离可达10公里至100公里ServerServerHBA卡HBA卡传统计算机存储系统的局限性：z硬盘成为整个系统的性能瓶颈z有限的硬盘槽位，难满足大容量需求z单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证z存储空间利用率低z本地存储，数据分散传统计算机存储系统的局限性：z硬盘成为整个系统的性能瓶颈z有限的硬盘槽位，难满足大容量需求z单个硬盘存放数据，数据可靠性难以保证z存储空间利用率低z本地存储，数据分散page6HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.存储网络的基本形态DAS(DirectAttachedStorage)NAS(NetworkAttachedStorage）SAN(StorageAreaNetwork)网络存储几种常见类型page7HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.存储网络的三种形态比较DASNASSAN传输类型SCSI、FCIPIP、FC、SAS数据类型数据块文件数据块典型应用任何文件服务器数据库应用优点磁盘与服务器分离，便于统一管理不占用应用服务器资源广泛支持操作系统扩展较容易即插即用，安装简单方便高扩展性高可用性数据集中，易管理缺点连接距离短数据分散，共享困难存储空间利用率不高扩展性有限不适合存储量大的块级应用数据备份及恢复占用网络带宽相比NAS成本较高安装和升级比NAS复杂page8HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.常见存储接口技术存储接口IDE/ATASATAFCSASSCSIpage9HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.磁盘阵列JBODRAID磁盘阵列page10HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.JBODD0FEDD0CBAA,B,C,D,E,F数据写入JBOD（JustaBunchofDisks）：是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个的串联在一起，其目的纯粹是为了增加磁盘的容量，并不提供数据安全保障。page11HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.RAIDRAID（RedundantArrayofIndependentDisks）：独立冗余磁盘阵列，简称磁盘阵列。RAID是按照一定的形式和方案组织起来的存储设备。它比单个存储设备在速度、稳定性和存储能力上都有很大提高，并且具备一定的数据安全保护能力。RAID更有效的数据组织数据安全保护功能page12HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.RAID的数据组织方式D7D4D1驱动器2D6D3D0驱动器1D8D5D2驱动器3条带2(strip)条带1(strip)条带0(strip)磁盘上的数据分块磁盘上的数据分块磁盘上的数据分块•分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分块。它是组成条带的元素。•条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是相同编号）的分块。page13HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.RAID0的工作原理D4D2D0驱动器1D6D5D3D1驱动器2D0,D1,D2,D3,D4,D5条带2条带1条带0各磁盘上的数据块各磁盘上的数据块无差错控制的条带化阵列D2D1D0D5D4D3D0逻辑磁盘page14HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.RAID1的工作原理镜像结构的阵列D2D1D0D2逻辑磁盘D2D1D0驱动器1驱动器2D0,D1,D2经过镜像器D2D1D0page15HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.RAID5的工作原理分布式奇偶校验码的独立磁盘结构D4P1D1驱动器2P2D2D0驱动器1D5D3P0驱动器3D0,D1,D2,D3,D4,D5page16HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.Q5D9RAID6P＋Q的工作原理P1D3D6D12D10Q1P2D7D13D11D0Q2P3D14P4D1D4Q3P5Q4D2D5D8驱动器1驱动器2驱动器3驱动器4驱动器5条带0条带1条带2条带3条带4RAID6P＋Q需要计算出两个校验数据P和Q，当有两个数据丢失时，根据P和Q恢复出丢失的数据。校验数据P和Q是由以下公式计算得来的：－P=D0⊕D1⊕D2……－Q=(α⊗D0)⊕(β⊗D1)⊕(γ⊗D2)……page17HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.RAID组合－RAID10D0D2D4D0D2D4D1D3D5D1D3D5磁盘镜像器磁盘镜像器D0,D1,D2,D3,D4,D5RAID10是将镜像和条带进行组合的RAID级别，先进行RAID1镜像然后再做RAID0。RAID10也是一种应用比较广泛的RAID级别。物理磁盘1物理磁盘2物理磁盘3物理磁盘4磁盘故障磁盘故障读取数据page18HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.S&K常见RAID级别的比较RAID级别RAID1RAID3RAID5RAID10RAID0容错性有有有有无冗余类型读性能随机写性能低低普通高连续写性能最少磁盘数2个3个3个4个2个可用空间50％*（N-1)/N（N-1)/N50％*100％应用场景传输带宽需求大的应用安全性要求较高的应用低镜像冗余校验冗余校验冗余镜像冗余无低高高普通高低低低普通高大文件、连续数据的应用读/写比率较高的应用安全性要求高的应用page19HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.常用的存储技术简介-HotSparez所谓热备份是在建立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。z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。z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。z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。page20HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.可靠性设计多通道软件（又称为Multipath/Failover软件）多通道软件（又称为Multipath/Failover软件）page21HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.多路径冗余连接控制器A控制器BST5600ServerHBAServerHBAFCSwitch控制器A控制器BST5600ServerHBAServerHBAFCSwitchpage22HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.逻辑卷快照(snapshot)DEACz基本概念：—BaseVolume：快照源卷—RepositoryVolume：快照仓储卷，保存快照源卷在快照过程中被修改以前的数据—SnapshotVolume：快照卷z某一个时间点的逻辑卷映像：—逻辑上相当于整个BaseVolume的拷贝—可将SanpshotVolume分配给任何一台主机—SnapshotVolume可读取、写入或拷贝z存储空间需求—需要相当于BaseVolume20%的额外空间z用途—文件、逻辑卷恢复—备份、测试、数据分析等page23HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.逻辑卷拷贝(VolumeCopy)生产主机测试主机z基本概念z将一个逻辑卷（Source）上的内容完全物理上拷贝到另一个逻辑卷（Target）z拷贝过程中源卷只读z在同一个存储系统内目标逻辑卷可以做另一个VolumeCopy的源卷z用途z目标逻辑卷可用来做经营分析、数据挖掘、测试、备份等z对目标卷的操作不影响源卷的性能z重新分配数据，使性能和容量分配达到最优化z将数据迁移到新的、更大的、更快的磁盘上z将逻辑卷迁移到更合适的逻辑卷组上page24HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.逻辑卷快照+逻辑卷拷贝通过快照获得BaseVolume的SnapshotVolume在SnapshotVolume被拷贝的过程中BaseVolume可被正常访问当拷贝结束时，可将Snapshot删除，留下一个完整的时点拷贝逻辑卷拷贝与逻辑卷快照相结合，实现此功能！如何在VolumeCopy过程中对源卷进行正常访问？page25HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.备份的定义z数据备份是将数据以某种方式加以保留，以便在系统遭受破坏或其他特定情况下重新加以利用的一个过程。z数据备份的核心是恢复，一个无法恢复的备份对于任何系统来说都是毫无意义的。z数据备份的意义不仅在于防范意外事件的破坏，而且还是历史数据保存归档的最佳方式。page26HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.备份系统的组成z备份客户端z备份服务器z备份存储单元z备份管理软件备份客户端备份服务器备份存储单元文件服务器数据库备份管理软件page27HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.数据备份的类型•全备份：备份系统中的所有数据—优点：恢复时间最短，最可靠，操作最方便—缺点：备份的数量大，备份所需时间长•增量备份：备份上一次备份以后更新的所有数据—优点：每次备份的数据少，占用空间少，备份时间短—缺点：恢复时需要全备份及多份增量备份•差量备份：备份上一次全备份以后更新的所有数据—优点：数据恢复时间短—缺点：备份时间长，恢复时需要全备份及差量备份•按需备份：根据临时需要有选择地进行备份page28HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.数据备份的方式zD2T（DisktoTape）：数据从磁盘阵列备份到磁带的方式zD2D（DisktoDisk）：数据从磁盘阵列备份到磁盘阵列的方式zD2D2T（DisktoDisktoTape）：数据从磁盘阵列备份到磁盘库到磁带的方式page29HuaweiSymantecTechnologiesCo.,Ltd.什么是灾难z自然灾难：地震、水灾、雷电等z社会