存儲(chǔ)入門1

1、IBM System Storage ? 存儲(chǔ)概念: 入門I,數(shù)據(jù)與磁盤,數(shù)據(jù)可以從磁盤寫入或則讀取典型地通過一個(gè)本地應(yīng)用或是服務(wù)器應(yīng)用應(yīng)用/ 文件系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)塊級(jí)別的 I/O數(shù)據(jù)的收發(fā)是通過I/O 塊用戶采用的是文件級(jí)別的I/O收發(fā)的是數(shù)據(jù)文件,0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1,,,,,主機(jī),,HBA,,光纖通道,,以太網(wǎng)到客戶工作站,兩個(gè)獨(dú)立控制器 帶自動(dòng)失效切

2、換以獲得持續(xù)的高可用性以防止一控制器或光纖通道失效,,HBA,,光纖通道,,,,,,,Controller,,,,Controller,,,,Fibre Channel,Fibre Channel,光纖子系統(tǒng) – DS3000 and DS4000,RAID,,Part I結(jié)束時(shí):,Part II 結(jié)束時(shí):,,Switch,,,,,,,,Switch,Switch,,,,,,,,Switch,,,,,,,NAS,NAS,NA

3、S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,RAID,,,,,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (SAN),Storage subsystem,Servers,Servers,網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ) (NAS),自測(cè)問題:,什么是存儲(chǔ)?什么是 DAS? SCSI 和SAS是什么和其用途?什么是JBOD? 為什么我們需要使用RAID?我是否理解 光纖

4、通道Fibre Channel的優(yōu)勢(shì)?,過去對(duì)于信息的觀點(diǎn),,小測(cè)驗(yàn),什么是DAS的定義 ?Dual Asynchronous Storage 雙異步存儲(chǔ)Data Archival Software 數(shù)據(jù)存檔軟件Direct Altered Storage 直接匯聚存儲(chǔ)Direct Attached Storage 直接連接存儲(chǔ),,測(cè)驗(yàn)答案,DAS的定義是 ?-- -Direct Attached Storage 直連

5、存儲(chǔ),直連存儲(chǔ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,DAS Device,,,,,,,,,,,,,,,,,,DAS Device,存儲(chǔ)直接連接到一臺(tái)服務(wù)器上SCSI, SAS, iSCSI, FC塊級(jí)別 I/O內(nèi)部磁盤具備/不具備RAID保護(hù)外部磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)基于

6、控制器的RAID引擎,直連存儲(chǔ) (DAS),,,內(nèi)部 DAS,Motherboard,,Motherboard,,,,,,,,內(nèi)部磁盤 無RAID,ROC,內(nèi)部磁盤 主板集成RAID (ROC),Motherboard,,,,,HA,內(nèi)部磁盤 RAID 主機(jī)卡,Motherboard,,,,,SW,內(nèi)部磁盤 軟件 RAID,Application Server,Application Server,Ap

7、plication Server,Application Server,外部DAS,,Motherboard,HA,,,,,通過主機(jī)連接卡連接的外部存儲(chǔ)系統(tǒng) 基于控制器的 RAID,Controllers,ApplicationServer,,外部DAS 優(yōu)勢(shì),成本低驅(qū)動(dòng)器通常在服務(wù)器內(nèi)部使用迅速具備一些數(shù)據(jù)保護(hù),內(nèi)部DAS 優(yōu)勢(shì),比將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在客戶端更好增加的可靠性和性能RAID保護(hù)增強(qiáng)的特性和功能性 可擴(kuò)展性

8、,DAS缺點(diǎn),每臺(tái)服務(wù)器都有其自己的存儲(chǔ)部件 ($$)管理困難降低了生產(chǎn)效率備份很昂貴浪費(fèi)的存儲(chǔ)空間難于共享數(shù)據(jù),,,共享的DAS,存儲(chǔ)直接連接到一臺(tái)單獨(dú)的服務(wù)器SAS, iSCSI, FC存儲(chǔ)系統(tǒng)包括RAID控制器和磁盤柜RAID引擎是基于控制器的,SCSI是什么?,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)Pronounced “skuzzy”,SAS 是什么?,串聯(lián) SCSI,SCSI接口….started it all!,

9、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) I/O 總線Standard connectors are the same on each deviceAll devices share a common bus,,,,,,8-bit data bus,16-bit data bus,哪些設(shè)備使用 SCSI?,Disk Drives Tape DrivesRemovable Media Drives (Zip)CD-ROM DrivesCD-R/CD-RW D

10、rivesOptical Memory DrivesMedia Changers,,小測(cè)驗(yàn),SAS 是什么?Silicon Attached SCSI 硅連接SCSISerial Attached SCSI 串聯(lián)SCSISCSI Attached Storage SCSI附加存儲(chǔ)Storage Attached Systems存儲(chǔ)附加系統(tǒng),,測(cè)驗(yàn)答案,SAS 是什么?-Serial Attached SCSI 串聯(lián)SC

11、SI--,What is SAS?,串聯(lián) SCSI (SAS) 是并口SCSI的終結(jié)者新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提供了非凡的性能提升3-Gbps SAS x4 “寬” 端口提供累計(jì)高達(dá)12-Gbps的帶寬 主機(jī)連接以及擴(kuò)展,理解SAS “寬” 端口,每SAS 線纜是3-Gbps到驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立線纜“x4 寬” 在一個(gè)接口中包括4根線纜2, 3 ,4 線纜僅在當(dāng)前 I/Os 超出1號(hào)線纜通道性能情況下使用,,,,,,,理解SAS “寬”

12、端口,,,,,,,每SAS 線纜是3-Gbps到驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立線纜“x4 寬” 在一個(gè)接口中包括4根線纜2, 3 ,4 線纜僅在當(dāng)前 I/Os 超出1號(hào)線纜通道性能情況下使用,理解SAS “寬” 端口,,,,,,,每SAS 線纜是3-Gbps到驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立線纜“x4 寬” 在一個(gè)接口中包括4根線纜2, 3 ,4 線纜僅在當(dāng)前 I/Os 超出1號(hào)線纜通道性能情況下使用,,,,Server,SAS HBA or SCSI adap

13、ter,RAID sub-system,SCSI or SAS,,Ethernet to Clientworkstations,Dual Controller RAID with only one controllerin use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.,,,,,

14、,,,,,,,,,,,,,SCSI 與SAS 適用于哪里?,,Logical Unit Number 邏輯單元號(hào)(LUN),LUN是一種被SAS和SCSI支持的子地址編碼LUNs 是通過編碼確認(rèn)信息來選擇,,Host Adapter,ID 7,,Controller,ID 1,,Disk Drive,LUN 0,,Disk Drive,LUN 1,,,,,,Controller,ID 2,,Disk Drive,LUN 0,,Disk

15、 Drive,LUN 1,,,,,,小測(cè)驗(yàn),LUN 是:Lower Unit Number 低單元編碼A type of sub-addressing 一種子地址編碼The SCSI initiation number SCSI初始號(hào)A subnet mask 一個(gè)子網(wǎng)掩碼,,測(cè)驗(yàn)答案,LUN是:-A type of sub-addressing 一種子地址編碼--,直連存儲(chǔ),通過SAS或SCSI連接到服務(wù)器可以是

16、 JBOD 或 RAID,,,Server,SCSI or SAS,,小測(cè)驗(yàn),JBOD 是什么?Just buy old drives 只購買老磁盤Java basic operating drive 基于JAVA的操作盤Just boot every day 每日引導(dǎo)Just a bunch of disks 一堆磁盤,,測(cè)驗(yàn)答案,JBOD是什么?- --Just a bunch of disks 一堆磁盤,,小測(cè)驗(yàn),

17、JBOD指的是什么?Redundant hard drives 冗余的磁盤 A virtual SCSI subsystem虛擬的SCSI子系統(tǒng)SCSI disks that may be shared by multiple hosts可以被多個(gè)主機(jī)所共享的SCSI磁盤A group of hard drives in a common enclosure e)在同一磁盤柜內(nèi)的一組磁盤,,測(cè)驗(yàn)答案,JBOD指的是什么?-

18、 --A group of hard drives in a common enclosure在同一磁盤柜內(nèi)的一組磁盤,,,,,,,JBOD,在一個(gè)外部通用單元中的一組磁盤不能提供容錯(cuò)相對(duì)使用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器而言性能沒有得到提升,,,,,,,,,,,,,RAID,更好的選擇; RAID,,,,,,小測(cè)驗(yàn),RAID是什么?Redundant and independent disks冗余獨(dú)立的磁盤Real and imagina

19、ry disks真實(shí)可見的磁盤Redundant Array of Independent Disks獨(dú)立磁盤冗余陣列Remote abstract independent disks 遠(yuǎn)程抽象獨(dú)立磁盤,,測(cè)驗(yàn)答案,RAID是什么?--Redundant Array of Independent Disks獨(dú)立磁盤冗余陣列-,,小測(cè)驗(yàn),下面哪一個(gè)正確描述RAID?Redundant hard drives 冗余磁盤A

20、virtual SCSI subsystem一個(gè)虛擬SCSI子系統(tǒng)Independent disks with data striped across them數(shù)據(jù)條帶化分布的獨(dú)立磁盤A group of hard drives in a common enclosure 　在同一盤柜內(nèi)的一組磁盤,,測(cè)驗(yàn)答案,下面哪一個(gè)正確描述RAID?--Independent disks with data striped across

21、 them　數(shù)據(jù)條帶化分布的獨(dú)立磁盤-,RAID,條帶化是RAID中的一個(gè)基本概念是一種將多個(gè)驅(qū)動(dòng)器劃歸到一個(gè)邏輯存儲(chǔ)單元的組合方式多種級(jí)別每種級(jí)別都具備不同的成本/性能/容錯(cuò)優(yōu)勢(shì)可以通過硬件或軟件進(jìn)行實(shí)施硬件對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的性能是最佳的方案,RAID Level 0 – 條帶化,優(yōu)點(diǎn)高數(shù)據(jù)傳輸速率低成本,缺點(diǎn)當(dāng)磁盤失效時(shí)無冗余數(shù)據(jù)會(huì)丟失,,,,RAID Level 1 – 鏡像,優(yōu)點(diǎn) 可靠性 可用性 當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)

22、誤時(shí)無需數(shù)據(jù)重建,缺點(diǎn)額外磁盤所帶來的高成本,,RAID Level 3 – 校驗(yàn)盤,優(yōu)點(diǎn)高數(shù)據(jù)傳輸速率 適用長的順序數(shù)據(jù) 可靠性 可用性,缺點(diǎn)對(duì)短數(shù)據(jù)不適合對(duì)隨機(jī)I/O不適合,RAID Level 5 – 分布校驗(yàn)盤,優(yōu)點(diǎn)短數(shù)據(jù)記錄或隨機(jī)I/O眾多并發(fā)I/O可靠性可用性,缺點(diǎn) 不適用于大記錄,其他 RAID級(jí)別,RAID 1+0: implemented as striped subsystem whose

23、segments are RAID 1 subsystems,IBM RAID 總結(jié),RAID 0: 最快和最有效的級(jí)別但不提供容錯(cuò)RAID 1: 性能至上, 容錯(cuò)的環(huán)境下, 但需要2倍存儲(chǔ)空間RAID 3: Data intensive environments which access long sequential records, does not allow multiple I/O operations to be ov

24、erlappedRAID 5: 對(duì)于多用戶大量讀取少量寫入環(huán)境下的最佳選擇.RAID 1+0: 高性能但需要2倍的磁盤以用于數(shù)據(jù)鏡象,,知識(shí)測(cè)驗(yàn),對(duì)于一個(gè)主要是隨機(jī)I/O并需要容錯(cuò)的應(yīng)用你將選用哪種RAID 級(jí)別?RAID 1RAID 3RAID 5,,測(cè)驗(yàn)答案,對(duì)于一個(gè)主要是隨機(jī)I/O并需要容錯(cuò)的應(yīng)用你將選用哪種RAID 級(jí)別?--RAID 5,直連存儲(chǔ),考慮有限的距離,,,Server,SCSI or SAS,R

25、AID,直連存儲(chǔ),考慮有限的距離有限的設(shè)備數(shù)量(SCSI)有限的冗余,,,Server,SCSI or SAS,,RAID,SCSI與SAS vs. 光纖通道,224,* Up to total 12Gb/s throughput with wide ports,,知識(shí)測(cè)驗(yàn),什么是 光纖通道? Transport mechanism for multiple protocols 　多種協(xié)議的傳輸方式The FDDI spe

26、cification 采用FDDI規(guī)范Storage Area Network　存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)A network protocol　一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,,測(cè)驗(yàn)答案,什么是 光纖通道? Transport mechanism for multiple protocols多種協(xié)議的傳輸方式---,什么是光纖通道?,一個(gè)適用多協(xié)議的傳輸方式SCSI-3 與SASInternet Protocol (IP)其它,為什么使用光纖通

27、道?,Serial Transmission序列傳輸更小的接口消除并口傳輸帶來的SKEW問題高帶寬1, 2 和 4 gigabits per second (Gb/s)大寫“B” 和 小寫 "b" Megabit 使用的是 小寫 b (Mb) Megabyte使用的是大寫B(tài) (MB),為什么使用光纖通道?,可擴(kuò)展性非常多的設(shè)備更遠(yuǎn)的距離多種傳輸協(xié)議的方式,為什么使用光纖通道?,采用交換避免共享介

28、質(zhì)或帶寬所帶來的問題允許不同的速率自適應(yīng)的4 Gb/s 允許向下兼容到 1Gb/s and 2Gb/s多種傳輸協(xié)議的方式,連接性,,,,處理器,,內(nèi)存,I/O Bus,,,,,,,,,,,計(jì)算機(jī),,,N_Port0,,,橋,TX,RX,,,RX,TX,,,存儲(chǔ)子系統(tǒng),100 MB/s,100 MB/s,全雙工 (FC example): 4Gbps + 4Gbps = 8Gbps 理論值),N_Port1,,,,,,,,點(diǎn)對(duì)點(diǎn),

29、,知識(shí)測(cè)驗(yàn),光纖通道可傳輸 SCSI block data　SCSI塊數(shù)據(jù)TCP 包Parallel data packets　串口數(shù)據(jù)包All network protocols　所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,,測(cè)驗(yàn)答案,光纖通道可傳輸SCSI block data 　SCSI塊數(shù)據(jù)---,Input to fiber,Output from fiber,Multiple path-lengths, or modes, permi

30、tted by the fiber smear the shape of the pulse,多模光纖,150 meters,Single path-length, or mode, imposed by the fiber preserves the shape of the pulse,Input to fiber,Output from fiber,單模光纖,,,,Server,HBA,RAID sub-system,Fibre

31、Channel,,Ethernet to Clientworkstations,Dual Controller RAID with only one controllerin use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.,基本配置,,,,,,Server,RAID sub-sy

32、stem,HBA,Fibre Channel,,Ethernet to Clientworkstations,Dual independent controllers with automatic fail-over for continuous availability in case one controller or one fiber link fails.,,HBA,Fibre Channel,,,,,,,,,,,,,,,

33、,,,,,,Controller,,,Sample SCSI/SAS subsystem,雙控配置,,,,,,Server,,HBA,FC/SAS,,Ethernet to Clientworkstations,Dual independent controllers with automatic fail-over for continuous availability in case one controller or one