存储技术基本知识.ppt

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1、关于存储技术基本知识关于存储技术基本知识现在学习的是第1页，共52页什么是存储什么是存储 存储就是根据不同的应用环境通过存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将数采取合理、安全、有效的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效据保存到某些介质上并能保证有效的访问的访问 总的来讲可以包含两个方面的含总的来讲可以包含两个方面的含义：义：现在学习的是第2页，共52页一一.它是数据临时或长期它是数据临时或长期驻留的物理媒介驻留的物理媒介二二.它是保证数据完整安它是保证数据完整安全存放的方式或行为全存放的方式或行为现在学习的是第3页，共52页存储分类存储分类 为了减少企业对存储的为了减少企

2、业对存储的整体投入，通常对不同的整体投入，通常对不同的数据采取不同的存储方式数据采取不同的存储方式，因此在一个较大的存储，因此在一个较大的存储系统中存储设备会分成：系统中存储设备会分成：现在学习的是第4页，共52页存储分类存储分类 1 在线存储在线存储 2 离线存储离线存储现在学习的是第5页，共52页Raid（Redundant Array of Independent Disks）技术技术RAID 翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列，翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列，或简称磁盘阵列。或简称磁盘阵列。简单的说，简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同方式组

3、合起来形成一个硬盘组（理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同能和提供数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同方式成为方式成为RAID级。级。现在学习的是第6页，共52页冗余的概念冗余的概念 数据冗余的功能是在用数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后户数据一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使，利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复，从损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安而保障了用户数据的安全性。全性。现在学习的是第7页，共52页 Raid 技术技术 在用户看起来，组成的磁盘

4、组就像是一在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多，而且的存储性能要比单个硬盘高很多，而且可以提供数据冗余。可以提供数据冗余。现在学习的是第8页，共52页RAID级别级别RAID技术经过不断的发展，现在已拥有了技术经过不断的发展，现在已拥有了从从 RAID 0 到到 6 七种基本的七种基本的RAID 级别。级别。另外，还有一些基本另外，还有一些基本RAID级别的组合形级别

5、的组合形式，式，不同不同RAID 级别代表着不同的存储性能级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本。下面就针、数据安全性和存储成本。下面就针对一些最为常用的对一些最为常用的 RAID级别做简单介级别做简单介绍。绍。现在学习的是第9页，共52页 RAID 0：RAID 0是把所有的硬盘并是把所有的硬盘并联起来成为一个大的硬盘联起来成为一个大的硬盘组。其容量为所有属于这组。其容量为所有属于这个组的硬盘的总和。所有个组的硬盘的总和。所有数据的存取均以并行分割数据的存取均以并行分割方式进行。方式进行。现在学习的是第10页，共52页 RAID 0图解图解现在学习的是第11页，共52页 RAID 0

6、的特点的特点RAID 0的缺点安全系数低，是不提供数据冗的缺点安全系数低，是不提供数据冗余。余。RAID 0具有的优点，是特别适用于对性能具有的优点，是特别适用于对性能要求较高，而对数据安全不太在乎的领域要求较高，而对数据安全不太在乎的领域，如图形工作站等。，如图形工作站等。对于个人用户，对于个人用户，RAID 0也是提高硬盘存储也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。硬盘利用率性能的绝佳选择。硬盘利用率100%现在学习的是第12页，共52页 RAID 1：RAID 1是硬盘镜像备份操作。由两个是硬盘镜像备份操作。由两个硬盘所组成。其中一个是主硬盘而另硬盘所组成。其中一个是主硬盘而另外一个是镜像硬盘。

7、主硬盘的数据会外一个是镜像硬盘。主硬盘的数据会不停的被镜像到另外一个镜像硬盘上不停的被镜像到另外一个镜像硬盘上。如下图所示：如下图所示：现在学习的是第13页，共52页RAID 1 图解图解现在学习的是第14页，共52页 RAID 1特点特点 所有主硬盘的数据会不停地所有主硬盘的数据会不停地镜像到另外一个硬盘上，故镜像到另外一个硬盘上，故RAID 1具有很高的冗余能具有很高的冗余能力。达到最高的力。达到最高的100%。现在学习的是第15页，共52页 RAID 1特点特点 由于这个镜像做法不是以由于这个镜像做法不是以算法操作，故它的容量效算法操作，故它的容量效率非常的低，只有率非常的低，只有50%

8、。RAID 1只支持两个硬盘操只支持两个硬盘操作。容量非常有限，故一作。容量非常有限，故一般只用于操作系统中。般只用于操作系统中。现在学习的是第16页，共52页RAID 0+1：RAID 0+1是是RAID 0和和RAID 1的组合形的组合形式，也称为式，也称为RAID 10。现在学习的是第17页，共52页 RAID 0+1图解图解现在学习的是第18页，共52页RAID 0+1特点：特点：1.RAID 0+1即由两组即由两组RAID 0的硬盘作的硬盘作RAID 1的镜像容错。的镜像容错。2.RAID 0+1具备有具备有RAID 1的容错能力的容错能力和和RAID 0的容量性能。的容量性能。3.

9、RAID 0+1的容量效率还是与的容量效率还是与RAID 1一样只有一样只有50%，故同样地没有被普及，故同样地没有被普及使用。使用。现在学习的是第19页，共52页RAID 3 RAID 3在安全方面以在安全方面以奇偶校做错误校正及检奇偶校做错误校正及检测，有一个额外的校检测，有一个额外的校检磁盘。磁盘。现在学习的是第20页，共52页RAID 3图解图解现在学习的是第21页，共52页 RAID 5 RAID 5也是一种具容错能力的也是一种具容错能力的RAID 操作方式。操作方式。与与RAID 3不一样的是不一样的是RAID 5的容错方的容错方式不应用专用容错硬盘，容错信息是式不应用专用容错硬盘

10、，容错信息是平均的分布到所有硬盘上。当阵列中平均的分布到所有硬盘上。当阵列中有一个硬盘失效，磁盘阵列可以从其有一个硬盘失效，磁盘阵列可以从其他的几个硬的对应数据中算出已掉失他的几个硬的对应数据中算出已掉失的数据。的数据。现在学习的是第22页，共52页RAID 5图解图解现在学习的是第23页，共52页 RAID 5总容量为总容量为(N-1)x最低容量硬盘的容量最低容量硬盘的容量。从容量效率来讲，从容量效率来讲，RAID 5同样地消同样地消耗了一个硬盘的容量，当有一个硬盘耗了一个硬盘的容量，当有一个硬盘失效时，失效硬盘的数据可以从其他失效时，失效硬盘的数据可以从其他硬盘的容错信息中重建出来。硬盘的

11、容错信息中重建出来。现在学习的是第24页，共52页 RAID 6 1.是带有两种分布存储的奇偶校验码的是带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构独立磁盘结构 2.是对是对RAID5的扩展，主要是用于要的扩展，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合求数据绝对不能出错的场合 3.p0代表第代表第0带区的奇偶校验值，而带区的奇偶校验值，而pA代表数据块的奇偶校验值。代表数据块的奇偶校验值。现在学习的是第25页，共52页RAID 6图解图解现在学习的是第26页，共52页 RAID 6 RAID 6也是一种具容错能力的也是一种具容错能力的RAID 操作操作方式方式 它可以允许任意两块硬盘故障。它可以允许

12、任意两块硬盘故障。硬盘实用率为硬盘实用率为(N-2)x，。，。有和有和RAID5 相当的性能。为您的数据提供相当的性能。为您的数据提供更安全更可靠的保障更安全更可靠的保障现在学习的是第27页，共52页 RAID级别的对比级别的对比 级别级别 阵列容量阵列容量数据可靠性数据可靠性数据传输率数据传输率最少硬盘数最少硬盘数0 0D DISKD DISK低低最高最高2 21 1D/2 DISKD/2 DISK高高极高极高2 20+10+1D/2 DISKD/2 DISK极高极高低低4 43 3N-1 DISKN-1 DISK高高低低3 35 5N-1 DISKN-1 DISK高高极高极高3 36 6N

13、-2 DISKN-2 DISK极高极高极高极高4 4现在学习的是第28页，共52页 存储设备与服务器的连接方式存储设备与服务器的连接方式 .存储设备与服务器直接相连接，又存储设备与服务器直接相连接，又 称称为；为；.存储设备直接联入现有的的存储设备直接联入现有的的网络中，这种设备称为；网络中，这种设备称为；.将各种存储设备集中起来形成一个存储网将各种存储设备集中起来形成一个存储网络，以便于数据的集中管理，这样的网络称为络，以便于数据的集中管理，这样的网络称为。现在学习的是第29页，共52页 DAS（Direct Attached Storage）DAS（直接附加存储），它（直接附加存储），它被

14、定义为直接连接在各种服被定义为直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的务器或客户端扩展接口下的数据存储方式数据存储方式 现在学习的是第30页，共52页 主机与硬盘的接口方式主机与硬盘的接口方式主机接口：主机接口：FC SCSI硬盘接口：硬盘接口：FC SATA SCSI IDE 现在学习的是第31页，共52页 DAS 直连图直连图现在学习的是第32页，共52页 DAS 直连图直连图现在学习的是第33页，共52页 双机备原图双机备原图现在学习的是第34页，共52页 DAS 技术参数技术参数 SCSI 小型机接口小型机接口 它的传输速度：它的传输速度：80Mb/s 160Mb/s 320Mb/s

15、现在学习的是第35页，共52页 DAS 技术参数技术参数 SATA 串行的串行的IDE技术技术 它的传输速度：它的传输速度：150Mb/s 300Mb/s 现在学习的是第36页，共52页 DAS 主机与阵列是通过主机与阵列是通过SCSI连接方式连接的。连接方式连接的。当服务器读取数据的能力和当服务器读取数据的能力和CPU的数据处理的数据处理能力随着科技进步提升时，数据的吞吐能能力随着科技进步提升时，数据的吞吐能力力(Data I/O)已经证实成为一个系统性能已经证实成为一个系统性能的瓶颈。而且，随着这些系统的复杂性增的瓶颈。而且，随着这些系统的复杂性增高，管理和拥有这些系统的成本也大幅度高，管

16、理和拥有这些系统的成本也大幅度攀升。攀升。现在学习的是第37页，共52页 DAS的优势的优势1.被大多数的从业人员所熟悉被大多数的从业人员所熟悉2.技术比较成熟技术比较成熟3.有比网络存储要低的采购成本（除去相应有比网络存储要低的采购成本（除去相应服务器的采购成本）服务器的采购成本）4.拥有最多的成功案例拥有最多的成功案例5.多种连接方式（多种连接方式（SCSI、FC等）等）现在学习的是第38页，共52页 DAS的劣势的劣势1.不支持多协议客户端不支持多协议客户端2.分散式数据管理方式，分散式数据管理方式，不利于大量数据的管理不利于大量数据的管理3.存储容量增加时，这种存储容量增加时，这种方式

17、的扩展能力很差，同方式的扩展能力很差，同时相应管理软件也会升级时相应管理软件也会升级现在学习的是第39页，共52页 DAS的劣势的劣势4.高并发用户数条件下易高并发用户数条件下易造成数据堵塞，影响使用造成数据堵塞，影响使用5.较高的维护成本较高的维护成本6.市场发展状况堪忧，正市场发展状况堪忧，正逐渐被其它高性能的数据逐渐被其它高性能的数据存储解决方案所替代存储解决方案所替代现在学习的是第40页，共52页 NAS（Network AttachedStorage）网络存储服务器网络存储服务器,是一个专用是一个专用为提供高性能、低拥有成本为提供高性能、低拥有成本和高可靠性的数据保存和传和高可靠性的

18、数据保存和传送产品。送产品。现在学习的是第41页，共52页 NAS架构图架构图现在学习的是第42页，共52页 NAS的特点的特点 NAS是专门针对文件级数据存储应用而是专门针对文件级数据存储应用而设计的，将存储设备与服务器完全分设计的，将存储设备与服务器完全分离，从而将服务器端数据离，从而将服务器端数据I/O瓶颈彻底瓶颈彻底消除。消除。服务器不用在承担向用户传送数据的服务器不用在承担向用户传送数据的任务，更专注于网络中的其它应用，任务，更专注于网络中的其它应用，也提高了网络的整体性也提高了网络的整体性能。能。现在学习的是第43页，共52页SAN(Storage Area Network)SAN

19、 即存储区域网络即存储区域网络 它是一种通过光纤集线器、光它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。高速专用子网。现在学习的是第44页，共52页SAN的架构图的架构图现在学习的是第45页，共52页SAN技术参数技术参数SAN的传输速度的传输速度 1G/S 2G/S将来会有将来会有 4G/S现在学习的是第46页，共52页 SAN的特点的特点 1.可实现大容量存储设备数据共享可实现大容量存储设备数据共享 2.可实现高速计算机与高速存储设可实现高速

20、计算机与高速存储设 备备的高速互联的高速互联3.可实现灵活的存储设备配置要求可实现灵活的存储设备配置要求4.可实现数据快速备份可实现数据快速备份5.提高了数据的可靠性和安全性提高了数据的可靠性和安全性 现在学习的是第47页，共52页SAN与与NAS的共同的特点的共同的特点实现了数据的集中实现了数据的集中存储与集中管理存储与集中管理现在学习的是第48页，共52页 SAN与与NAS的差别的差别 NAS是独立的文件服务器，存储操是独立的文件服务器，存储操 作系作系统不在停留在通用服务器端统不在停留在通用服务器端.SAN中的数据是基于块级的传输，文件中的数据是基于块级的传输，文件系统仍在相应的服务器上

21、系统仍在相应的服务器上.现在学习的是第49页，共52页 SAN与与NAS的比较的比较 SAN存储网络系统是以块存储网络系统是以块(Block)级的级的方式操作。方式操作。NAS网络存储系统是以文件网络存储系统是以文件(File)级的级的方式表达。方式表达。现在学习的是第50页，共52页SAN与与NAS的比较的比较 基于基于SAN和和NAS的很大不同，很多人的很大不同，很多人将将NAS和和SAN绝对的对立起来，就目绝对的对立起来，就目前的发展观点来看，这一绝对的对立是前的发展观点来看，这一绝对的对立是不能被市场接受的，相反更多的数据存不能被市场接受的，相反更多的数据存储解决方案趋向于将储解决方案趋向于将NAS和和SAN进行进行融合融合现在学习的是第51页，共52页感谢大家观看现在学习的是第52页，共52页