存儲背景知識培訓(xùn)主要內(nèi)容1.存儲基礎(chǔ)2.存儲的基本架構(gòu)3.傳統(tǒng)存儲應(yīng)對服務(wù)器虛擬化的問題主要內(nèi)容1.存儲基礎(chǔ)2.存儲的基本架構(gòu)3.傳統(tǒng)存儲應(yīng)對服務(wù)器虛擬化的問題塊塊（Block）的含義：磁盤的最小操作單位是扇區(qū)（sector），扇區(qū)是磁盤磁道的一段圓弧，大小是512個字節(jié)或者4K字節(jié)。block由整數(shù)倍個扇區(qū)組成。塊級數(shù)據(jù)的讀寫，是面向最底層的物理層，數(shù)據(jù)操作基于起始扇區(qū)編號、操作碼(讀、寫等)、連續(xù)扇區(qū)數(shù)量等。LunRAID5RAID1RAID0RAID5RAID1LUN1LUN0LUN2LUN7LUN6LUN3LUN4LUN5RAID控制器01234567SpareSpare邏輯卷RAID組由幾個硬盤組成，從整體上看相當(dāng)于一個硬盤，通過LUN（LogicUnitNumber）來標(biāo)識。RAID的介紹-RAID0要點:RAID0通過條帶把數(shù)據(jù)分布在組內(nèi)所有硬盤上，從而可以并發(fā)的讀寫而提升性能優(yōu)點:利用率高缺點:一個盤故障將導(dǎo)致全部數(shù)據(jù)丟失DHLCGKBFJABCDEFGH數(shù)據(jù)……AEIRAID的介紹-RAID1EDCBAEDCBAABCDE……=數(shù)據(jù)要點:RAID1又稱鏡像（Mirror），數(shù)據(jù)同時一致寫到主硬盤和鏡像硬盤優(yōu)點:可靠性高缺點:相對于單個硬盤，無法提高寫性能RAID組合級別——RAID10，RAID50

將鏡像和條帶進(jìn)行兩級組合的RAID級別，第一級是RAID1鏡像對，第二級為RAID0。RAID10也是一種應(yīng)用比較廣泛的RAID級別

將RAID5和RAID0進(jìn)行兩級組合的RAID級別，最低一級是RAID5，第二級為RAID0RAID10RAID50RAID5RAID5RAID0P13F1A2P02A1A0B2B1P01B0P03C1C0P00A0B0D0E0A1C0D1F0B1……C1D2P12D1D0E2E1P11E0F0P10硬盤0硬盤1硬盤2硬盤3硬盤4硬盤5異或運算RAID1RAID1RAID0ABCDEFGHFDBFDBECAECARAID的介紹-RAID5RAID5采用校驗數(shù)據(jù)均勻分布在各數(shù)據(jù)硬盤上，RAID成員硬盤上同時保存數(shù)據(jù)和校驗信息，數(shù)據(jù)塊和對應(yīng)的校驗信息保存在不同硬盤上。磁盤利用率(n-1)/n.raid5有寫放大的問題（每次寫都需要寫一次校驗盤）?！璓4A3A2A1A0B4P3B2B1B0C4C3P2C1C0D4D3D2P1D0E4E3E2E1P0異或運算A0B0C0D0A1B1C1E1A2B2D2校驗信息Px分布式存儲常見RAID級別的比較RAID級別RAID0RAID1RAID5RAID10可靠性最低高較高高冗余類型無鏡像冗余校驗冗余鏡像冗余可用空間100%50%（N-1)/N50%性能最高最低較高高NAS(NetworkAttachedStorage)時間：90年代初背景：網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展，大量數(shù)據(jù)需要共享和交換出現(xiàn)專用的NAS存儲設(shè)備，成為數(shù)據(jù)共享與交換的核心訪問方式：多臺前端服務(wù)器共享后端存儲設(shè)備，后端NAS設(shè)備上的存儲空間通過CIFS（window系統(tǒng)）、NFS（Linux系統(tǒng)）協(xié)議共享給前端主機，可同時對同一目錄或文件進(jìn)行并發(fā)讀寫文件系統(tǒng)位于后端存儲設(shè)備鏈路速率：1Gbps、10GbpsNAS應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)NFS,CIFS專用IP存儲網(wǎng)絡(luò)RAID文件系統(tǒng)NAS存儲設(shè)備NAS起源（網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享與交換需求）NFSNFSCIFSFCSAN（FiberChannelStorageAreaNetwork）時間：90年代中后期背景：為解決DAS擴展性差的問題，將存儲設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，可以同時連接上百臺服務(wù)器連接方式：FC光纖，使用專用的FC交換機訪問方式：后端一臺存儲設(shè)備的存儲空間可以劃分為多個LUN，每一個LUN只能屬于一臺前端服務(wù)器鏈路速率：2Gbps、4Gbps提供快照、容災(zāi)等高級數(shù)據(jù)保護(hù)功能FC鏈路磁盤陣列FCSAN控制器FC交換機服務(wù)器FCSAN起源（由DAS到FCSAN）IP鏈路磁盤陣列iSCSI存儲控制器以太網(wǎng)交換機服務(wù)器IPSAN起源（由FCSAN到IPSAN）IPSAN（IPStorageAreaNetwork）時間：2001年背景：為解決FC-SAN在價格及管理上的諸多門坎而產(chǎn)生連接方式：采用以太網(wǎng)作為連接鏈路，以太網(wǎng)交換機訪問方式：后端一臺存儲設(shè)備的存儲空間可以劃分為多個LUN，每一個LUN只能屬于一臺前端服務(wù)器鏈路速率：1Gbps、10Gbps提供快照、容災(zāi)等高級數(shù)據(jù)保護(hù)功能iSCSI被看好的原因可以采用非常成熟的IP網(wǎng)絡(luò)管理工具和基礎(chǔ)建設(shè)IP網(wǎng)絡(luò)使用普遍，可為企業(yè)節(jié)省大筆建設(shè)、管理及人事成本通俗的角度來總結(jié)一下Server中間無網(wǎng)絡(luò)，可以是存儲連接線纜硬盤盤陣網(wǎng)絡(luò)鏈路連接硬盤盤陣“文件夾”NAS的處理主機端主機端ServerSAN網(wǎng)絡(luò)硬盤盤陣SAN處理主機端Server“磁盤”“磁盤”DASNASSAN三種存儲組網(wǎng)，各有優(yōu)劣SAN與NAS并不是兩種互相競爭的技術(shù)，二者通常相互補充以提供對不同類型數(shù)據(jù)的訪問。SAN針對海量的面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸，而NAS則提供文件級的數(shù)據(jù)訪問和共享服務(wù)。越來越多的數(shù)據(jù)中心采用SAN+NAS的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、高性能訪問以及文件共享服務(wù)。DASNASSANFC-SANIP-SAN傳輸類型SCSI、FC、SASIPFCIP數(shù)據(jù)類型塊級文件級塊級塊級典型應(yīng)用任何文件服務(wù)器數(shù)據(jù)庫應(yīng)用視頻監(jiān)控優(yōu)點易于理解兼容性好易于安裝成本低高擴展性、高性能高可用性高擴展性成本低缺點難管理，擴展性有限存儲空間利用率不高性能較低對某些應(yīng)用不適合較昂貴，配置復(fù)雜互操作性問題性能較低GE/10GEFCoEFCCIFSNFS塊DatabasesDigitalmediaApplicationsFileservices文件FTPHTTPNAS和SAN的融合——統(tǒng)一存儲SAN、NAS、iSCSI控制器時間：21世紀(jì)初背景：為解決多種存儲架構(gòu)帶來的管理、高TCO問題，支持多種傳輸協(xié)議，同時滿足不同需求的統(tǒng)一存儲設(shè)備應(yīng)運而生同時支持不同傳輸協(xié)議，以單一系統(tǒng)滿足企業(yè)各式各樣的存儲需求統(tǒng)一的管理界面，簡化系統(tǒng)管理模塊化的架構(gòu)，靈活配置，輕松擴容，降低整體TCO統(tǒng)一存儲：一種網(wǎng)絡(luò)存儲架構(gòu)，它既支持基于文件的NAS存儲，又支持基于塊的SAN存儲。磁盤陣列SATASASNL-SASSSD主流轉(zhuǎn)速（RPM）7,20015,000/10,0007200NA串行/并行串行串行串行串行主流容量（TB）1T,2T,4T,6T0.9T2T/3T/4T128,240,480GMTBF(h）1,200,0001,600,0001,200,0002,000,000備注由ATA硬盤發(fā)展而來，采用串行方式傳輸，SATA2.0支持300MB/s,SATA3.0實現(xiàn)600MB/s最高數(shù)據(jù)傳輸率.SATA硬盤年故障率大約2%。SAS專為滿足高性能企業(yè)需求而設(shè)計，并且兼容SATA硬盤。能夠提供3.0Gb/s到6.0Gb/s的傳輸率，未來規(guī)劃到12.0Gb/s。SAS硬盤年故障率小于2%。帶有SAS接口的“企業(yè)級SATA驅(qū)動器”。適用于在一個此盤陣列系統(tǒng)中實現(xiàn)分級存儲，簡化了磁盤陣列系統(tǒng)的設(shè)計。NL-SAS硬盤年故障率大約2%。固態(tài)硬盤（SolidStateDisk）用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。硬盤接口是硬盤與主機系統(tǒng)間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。不同的硬盤接口決定著硬盤與計算機之間的連接速度，接影響著程序運行快慢和系統(tǒng)性能好壞。主流硬盤類型硬盤關(guān)鍵指標(biāo)硬盤容量（Volume）

容量的單位為兆字節(jié)（MB）或千兆字節(jié)（GB）。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數(shù)量。轉(zhuǎn)速（Rotationalspeed）

硬盤的轉(zhuǎn)速指硬盤盤片每分鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位為RPM（RotationPerMinute）。一般硬盤的轉(zhuǎn)速都達(dá)到5400RPM/7200RPM。SCSI接口硬盤轉(zhuǎn)速可達(dá)10000－15000RPM。平均訪問時間*（AverageAccessTime）＝平均尋道時間＋平均等待時間。數(shù)據(jù)傳輸率（DateTransferRate）

硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位為兆字節(jié)每秒（MB/s）。硬盤數(shù)據(jù)傳輸率包括內(nèi)部傳輸率和外部傳輸率兩個指標(biāo)。IOPS(Input/OutputPerSecond)

即每秒的輸入輸出量(或讀寫次數(shù))，是衡量磁盤性能的主要指標(biāo)之一。隨機讀寫頻繁的應(yīng)用，如OLTP(OnlineTransactionProcessing)，IOPS是關(guān)鍵衡量指標(biāo)。另一個重要指標(biāo)是數(shù)據(jù)吞吐量(Throughput)，指單位時間內(nèi)可以成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量。對于大量順序讀寫的應(yīng)用，如電視臺的視頻編輯，視頻點播等則更關(guān)注吞吐量指標(biāo)。存儲分類存儲類型文件存儲對象存儲直接附加存儲DAS塊存儲存儲域網(wǎng)絡(luò)SANIPSANFCSAN網(wǎng)絡(luò)附加存儲NAS分布式文件系統(tǒng)百度云盤AmazonS3HDFSCEPHGl