网络存储的基础知识培训幻灯片.ppt
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1、网络存储的基础知识培训网络存储的基础知识培训第1页,共44页,编辑于2022年,星期二存储网络的发展概述存储网络的发展概述存储网络基本概念存储网络基本概念几个关键问题和概念几个关键问题和概念存储市场介绍存储市场介绍第2页,共44页,编辑于2022年,星期二课程目标课程目标u掌握存储的技术过去和发展过程u了解存储的基本知识u对网络存储有一个基本认识u作为与客户交流的谈资课程题目:存储网络的发展概述课程题目:存储网络的发展概述学习完此课程,您将会:学习完此课程,您将会:第3页,共44页,编辑于2022年,星期二数据存储技术概述数据存储技术概述多媒体、大型数据库、网络、多媒体、大型数据库、网络、In
2、ternetInternet、电子商务等迅猛发展、电子商务等迅猛发展大型科学实验:生物、大气、高能物理等大型科学实验:生物、大气、高能物理等全球每年数据增长达到全球每年数据增长达到 50-100 50-100!人们越来越依赖数据人们越来越依赖数据1998199820032003Terabytes Storage Required 54 54 Million Million TBTB102030405060Cost of Data Management per GB/MonthRising Storage Rising Storage Mgmt CostMgmt Cost$20$40$60$80
3、$100$120200120012 per GB 2 per GB($20,000 per TB)($20,000 per TB)15 per GB数据爆炸性增长数据爆炸性增长第4页,共44页,编辑于2022年,星期二举例:假如有100T数据,买 100G大小的磁盘,需要1000个!如何把1000个磁盘连接起来?如果用一般的PC,需要250台!数据存放起来了,如何管理和使用?性能如何?常用的方案,用服务器连接磁盘阵列,这样可否解决问题?这种方案就是传统的数据存储技术。海量存储很多硬盘?海量存储很多硬盘?海量存储很多硬盘?海量存储很多硬盘?传统的数据存储技术传统的数据存储技术网络 客户机网络接口
4、 SCSI主机网络接口存储接口存储子系统虚框为服务器虚框为服务器SCSI 传统的客户服务器结构传统的客户服务器结构传统的客户服务器结构传统的客户服务器结构第5页,共44页,编辑于2022年,星期二传统计算机存储系统的问题传统计算机存储系统的问题CPU硬盘RAMServerServer计算机存储系统计算机存储系统可扩展性不够 -总线结构,而非网络结构 -可连接的设备受到限制 -增加容量时,需停机性能级别不够高数据难以共享传统计算机存储系统的局限性:传统计算机存储系统的局限性:具有高数据传输率、低延迟、高可靠性等特性,但有很多不足具有高数据传输率、低延迟、高可靠性等特性,但有很多不足;硬盘成为整个
5、系统的性能瓶颈 有限的硬盘槽位,难满足大容量需求 单个硬盘存放数据,数据可靠性难以保证 存储空间利用率低 本地存储,数据分散 第6页,共44页,编辑于2022年,星期二外部磁盘阵列的演变外部磁盘阵列的演变外部磁盘阵列的演变外部磁盘阵列的演变CPU硬盘RAMServerServer早期外部存储系统早期外部存储系统SCSISCSI卡卡SCSISCSI电缆电缆JBOD(Just Bound Of Disk)JBOD(Just Bound Of Disk)JBOD(Just Bound Of Disk)JBOD(Just Bound Of Disk)传统计算机存储系统的局限性:硬盘成为整个系统的性能瓶
6、颈 有限的硬盘槽位,难满足大容量需求 单个硬盘存放数据,数据可靠性难以保证 存储空间利用率低 本地存储,数据分散RAIDRAID功能功能RAID(Redundant Arrays of Inexpensive RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)Disks)CPU硬盘RAMServerServerSCSISCSI卡卡控制器控制器 SCSISCSI电缆电缆控制器中包含控制器中包含RAIDRAID功能、大容量功能、大容量CacheCache,同时使得磁盘阵列具同时使得磁盘阵列具有多种实用的功能,有多种实用的功能,配置专用管理软件进配置专用管理软件进
7、行配置管理行配置管理传统计算机存储系统的局限性:硬盘成为整个系统的性能瓶颈 有限的硬盘槽位,难满足大容量需求 单个硬盘存放数据,数据可靠性难以保证 存储空间利用率低 本地存储,数据分散演进第7页,共44页,编辑于2022年,星期二存储网络的产生存储网络的产生SCSISCSI电缆最长支持电缆最长支持2525米米FCFC光纤连接距离可达光纤连接距离可达1010公里至公里至100100公里公里传统计算机存储系统的局限性:硬盘成为整个系统的性能瓶颈 有限的硬盘槽位,难满足大容量需求 单个硬盘存放数据,数据可靠性难以保证 存储空间利用率低 本地存储,数据分散web servermail serverfi
8、le server30%99%ClientClientClientClient第8页,共44页,编辑于2022年,星期二存储网络的发展概述存储网络的发展概述存储网络基本概念存储网络基本概念几个关键问题和概念几个关键问题和概念存储市场介绍存储市场介绍第9页,共44页,编辑于2022年,星期二课程目标课程目标课程目标课程目标u掌握网络存储的基本概念u掌握网络存储的基本形态u了解RAID的基本形态u了解网络存储的功能形态课程题目:网络存储的基础概念课程题目:网络存储的基础概念学习完此课程,您将会:学习完此课程,您将会:第10页,共44页,编辑于2022年,星期二存储的基本概念存储的基本概念存储的基本
9、概念存储的基本概念总的来讲可以包含两个方面的含义:总的来讲可以包含两个方面的含义:总的来讲可以包含两个方面的含义:总的来讲可以包含两个方面的含义:存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将数据保存数据保存到某些介质上并能保证有效的访问有效的访问。u它是数据临时或长期驻留的物理媒介u它是保证数据完整安全存放的方式或行为存储的特征存储的特征存储的特征存储的特征第11页,共44页,编辑于2022年,星期二存储网络的基本形态存储网络的基本形态pDAS (Disk Attached Storage)pNAS (Network Attached Storage)pSAN (Storage
10、Area Network)网络存储几种常见类型网络存储几种常见类型网络存储几种常见类型网络存储几种常见类型第12页,共44页,编辑于2022年,星期二DAS(Direct Attached Storage)优点:优点:优点:优点:u存储设备(RAID系统、磁带机和磁带库、光盘库)直接连接到服务器;u传统的、最常见的连接方式,容易理解、规划和实施;缺点:缺点:缺点:缺点:uDAS没有独立操作系统,也不能提供跨平台的文件共享,各平台下数据需分别储存;u各DAS系统之间没有连接,数据只能分散管理;备份软件不能离开服务器支持;DAS的前期投资比较少。第13页,共44页,编辑于2022年,星期二NAS(
11、Network Attached Storage)NAS(Network Attached Storage)uNAS本身装有独立的OS,通过网络协议可以实现完全跨平台共享,支持WinNT、Linux、Unix等系统共享同一存储分区;NAS可以实现集中数据管理;一般集成本地备份软件,可以实现无服务器备份功能;NAS系统的前期投入相对较高。uNAS是在RAID的基础上增加了存储操作系统;NAS内每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统;NAS关注应用、用户和文件以及它们共享的数据上数据;磁盘I/O会占用业务网络带宽。第14页,共44页,编辑于2022年,星期二S
12、AN(Storage Area Network)u一种高可用性,高性能的专用存储网络,用于安全的连接服务器和存储设备并具备灵活性和可扩展性;SAN对于数据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势;SAN是一种非常安全的,快速传输、存储、保护、共享和恢复数据的方法。uSAN是独立出一个数据存储网络,网络内部的数据传输率很快,但操作系统仍停留在服务器端,用户不直接访问SAN的网络;SAN关注磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构;第15页,共44页,编辑于2022年,星期二存储网络的三种形态比较存储网络的三种形态比较SCSI/FCSCSI/FCGEGEGEGEFCFCFCFCDASDASNASNASS
13、ANSANDASNASSAN传输类型SCSI、FCIPFC数据类型块级文件级块级典型应用任何文件服务器数据库应用优点易于理解兼容性好易于安装成本低高扩展性高性能高可用性缺点难以管理扩展性有限存储空间利用率不高性能较低对某些应用不适合比较昂贵配置复杂互操作性问题FC SwitchFC SwitchLAN SwitchLAN SwitchSCSISCSI存储存储/FC/FC存储存储NASNAS存储存储FCFC存储存储ServerServer第16页,共44页,编辑于2022年,星期二存储的功能分类存储的功能分类存储的功能分类存储的功能分类 为了减少企业对存储的整体投入,通常不同的数据采取不同的存储
14、方式,因此在一个较大的存储系统中存储设备会分成:磁带/光盘库存储介质复制离线/脱机入库主存储数据镜像、远程复制保护数据快照近线存储数据 Raid 5 保护磁带备份在线关键数据在线关键数据近线近线/归档数据归档数据离线离线/归档数据归档数据失效数据失效数据时间时间数数据据对对业业务务影影响响第17页,共44页,编辑于2022年,星期二在线数据存储在线数据存储归档数据存储归档数据存储附加磁盘(暂存)附加磁盘(暂存)可移动介质可移动介质迁移迁移,归档归档减少减少归档存储归档存储空间空间随着数据价值的变化而改变存储位置随着数据价值的变化而改变存储位置随着数据价值的变化而改变存储位置随着数据价值的变化而
15、改变存储位置减少减少归档存储归档存储空间空间数据分级存储数据分级存储数据分级存储数据分级存储自动检索和管理数据以适应企业的变化和业务需要自动检索和管理数据以适应企业的变化和业务需要自动检索和管理数据以适应企业的变化和业务需要自动检索和管理数据以适应企业的变化和业务需要APP第18页,共44页,编辑于2022年,星期二Raid 技术技术技术技术RAID=Redundant Array of Independent DisksRAID=Redundant Array of Independent Disks RAID 翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列,或简称磁盘阵列。简单的说,RAID是一种把多块独
16、立的硬盘(物理硬盘)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能和提供数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级。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,磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多,而且可以提供数据冗余。SCSISCSI技术与技术与技术与技术与RAIDRAID技术技术技术技术(容易混淆的概念容易混淆的概念容易混淆的概念容易混淆的概念)SCSI是SmallComputerSystemInterface(小型计算机系统接口)的英文缩写。SCSI最早是一种并行
17、连接使用SCISI命令的计算机硬件接口。RedundantArrayofInexpensive(orIndependent)Drive。RAID是1988年由美国加州大学的Berkeley分校的DavidPatterson等几人提出来的。第19页,共44页,编辑于2022年,星期二RAIDRAID的存取模式的存取模式RAIDRAID条切条切条切条切“striped”striped”的存取模式的存取模式的存取模式的存取模式 在使用数据条切DataStripping的RAID系统之中,对成员磁盘驱动器的存取方式,可分为两种:u独立存取IndependentAccessu并行存储Paralleled
18、AccessRAID2和RAID3是采取并行存取模式。RAID0、RAID4、RAID5及RAID6则是采用独立存取模式 并行存取模式支持里,是把所有磁盘驱动器的主轴马达作精密的控制,使每个磁盘的位置都彼此同步,然后对每一个磁盘驱动器作一个很短的I/O数据传送,如此一来,从主机来的每一个I/O指令,都平均分布到每一个磁盘驱动器。为了达到并行存取的功能,RAID中的每一个磁盘驱动器,都必须具备几乎完全相同的规格:转速必须一样;磁头搜寻速度AccessTime必须相同;Buffer或Cache的容量和存取速度要一致;CPU处理指令的速度要相同;I/OChannel的速度也要一样。总而言之,要利用并
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