华为赛门铁克HSCSAStorage认证培训网络课程存储基础知识vWord格式文档下载.docx
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当人们一直把眼光放在如何提升主机、网络的数据处理性能的时候,一部分人们却已经把注意力放在了数据的存储上。
由于种种历史原因,数据被分割成杂乱且分散的“数据孤岛”,人们需要的信息无法得到充分的利用,并且设备的充分利用和资源的共享也变得相当的困难。
存储系统也正是因为有了这样的需求而粉墨登场,存储系统的出现,从本质上解决了数据集中存储、共享和管理以及分布备份,为整个系统的可靠、便捷应用提供了坚实的基础。
越来越多的IT组织将存储看做是为其现有以及待建的应用系统赢得差别化竞争优势的战略性要素。
越来越多的IT组织都已经认识到了信息在企业中所发挥的关键性作用,并进而清晰的认识到,企业需要有牢不可破的存储基础设施来支持企业的信息管理。
由于这样的观点存在,在企业的IT设备采购中,更多的采购人员会把服务器的采购和存储设备的采购自然的区分开来,这样有助于确保存储解决方案不再被单纯的视为新建应用系统的附属品。
对于现代的企业而言,这将是一种革命,是一种最佳实践的开始。
而随着存储市场上技术、产品的日益成熟,越来越多的IT专业人员将深入的认识存储的价值,主动去掌握相关的技能,并努力的将这一潮流继续推进。
幻灯片7
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到某些介质上并能保证有效的访问,从而向客户提供一套数据存放解决方案。
幻灯片8
在计算机系统中存储分为外部存储和内部存储,在传统的计算机存储系统中,存储工作通常是由计算机内置的硬盘来完成,而采用这样的设计方式,硬盘本身的缺陷很容易成为整个系统的性能瓶颈,并且,由于机箱内有限的空间,限制了硬盘数量的扩展,并且同时也对机箱内的散热、供电等提出了严峻的挑战。
再加上不同的计算机各自为战,使用各自内置的硬盘,导致从总体看来存储空间的利用率较低,并且分散保存的数据也不利于数据的共享和备份工作。
而在传统的C/S架构中,无论使用的是何种协议,存储设备都直接与服务器相连接。
在这样的结构下,对存储设备上所保存的所有数据的任何读写操作,都必须由服务器来进行,这样的处理方式给服务器带来了沉重的负担。
外部存储系统的出现,彻底将服务器从繁琐的I/O操作中解放出来,使服务器更加专门化,使之仅仅承担应用数据的操作任务,以更充分的释放自身潜能。
幻灯片9
在计算机系统中存储分为外部存储和内部存储,存储网络建立了独立的基于网络的存储架构,增强了现有C/S的计算拓扑架构,从而从整体上改变了上述模型。
存储网络允许存储设备直接连接到现有网络上,也可以通过专门的存储网络进行连接,这一技术给传统的存储配置方案带来了两个重要的变化:
存储网络在存储设备、服务器以及客户机之间建立了更多的直接访问路径,从而使用户事务能够绕过大量的服务器I/O操作而直接与数据发生联系,从而避免了对服务器进行不必要的访问。
存储网络使得商务应用系统能够以更高的效率访问数据。
换言之,存储网络使得应用系统能够更方便地共享数据,并赋予服务器更为强大的数据连接能力。
幻灯片10
硬盘
寻址访问、数据存储速度快,成本高
适合做快速响应访问的场合
磁带
顺序读写、读写速度快、容量大、脱机存放容易、成本低
适合做长期保存、快速读写的场合
光盘
寻址访问、保存简单、可靠性高、低成本
适合做长期保留,对写速度要求不高的场合
幻灯片11
磁带机(TapeDrive)是传统数据存储备份中最常见的一种存储设备。
磁带机一般指单驱动器产品,通常由磁带驱动器和磁带构成,是一种经济、可靠、容量大、速度快的备份设备。
这种产品采用高纠错能力编码技术和写后即读通道技术,可以大大提高数据备份的可靠性。
磁带库是基于磁带的备份系统,磁带库由多个驱动器、多个槽、机械手臂组成,并可由机械手臂自动实现磁带的拆卸和装填。
它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能,但同时具有更先进的技术特点。
它可以多个驱动器并行工作,也可以几个驱动器指向不同的服务器来做备份,存储容量达到PB(1PB=100万GB)级,可实现连续备份、自动搜索磁带等功能,并可在管理软件的支持下实现智能恢复、实时监控和统计,是集中式网络数据备份的主要设备。
磁带库不仅数据存储量大得多,而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。
磁盘阵列(DiskArray)是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,在逻辑上对其进行整合,减少错误,增加效率和可靠度的技术。
虚拟磁带库(VTL)通常为一种专用的计算工具(Appliance),它可以仿真物理磁带库的驱动器和(并且)在磁盘上存储备份映像。
VTL允许使用现有的磁带备份软件,管理人员之所以对这些工具感兴趣是因为用于备份管理的经验与使用物理磁带机相同。
VTL由三部分组件构成:
计算机硬件,应用软件(用于仿真磁带库和磁带驱动器)和一组基于RAID技术的磁盘驱动器。
VTL允许客户配置虚拟磁带驱动器、虚拟磁带盒和指定磁带盒容量。
与物理磁带库不同,物理磁带库需要购买并安装额外的磁带驱动器,但对VTL来说通过改变软件配置即可增加虚拟磁带驱动器,而这不需要花费任何额外的硬件成本。
幻灯片12
当今的存储技术不是一个单独而孤立的技术,实际上,完整的存储系统应该是由一系列组件构成。
目前,人们就把存储系统分为了硬件架构部分、软件组件部分以及实际应用时的存储解决方案部分。
而硬件部分又分为外置的存储系统,主要是指人们实际的存储设备,比如磁盘阵列、磁带库等等,除此以外,还有存储连接设备用来连接存储设备和主机系统,以及用来对整个存储系统做管理用的存储管理设备,比如对硬盘框做管理用的控制框等。
因为软件组件的存在,使存储设备的可用性得到了大大的提高,数据的镜像、复制,自动的数据备份等等数据操作都可以通过对存储软件的控制来完成。
而一个设计良好的存储解决方案,是使人们数据存储工作更加简单易行的最佳保障,设计优秀的存储解决方案,不仅可以使存储系统实际部署的时候更简单容易,更可以降低客户的总体拥有成本(TCO),使客户的投资能得到良好的保护。
幻灯片13
外置存储系统包括:
硬盘柜、磁盘阵列、NAS、磁带库
存储连接设备:
SCSI卡、FC通道卡、SAS卡、RAID卡、FC交换机
幻灯片14
由于计算机技术不断向更便宜,更有效的方向发展,早期的主机式计算机也从大型的中心式系统演化为便捷的,企业级的服务器。
同时,网络技术也对计算机平台的演化产生了相应的影响。
随着这两项技术的逐渐成熟,以及对计算机处理能力和相关数据需求的不断增长,更快,可达性更好的存储技术将得到更多的市场驱动,存储网络也因此而到来。
在过去的10至15年中,商业的模式发生了重大的改变。
这其中,基于因特网的商业模式的爆炸性增长给信息的获取和存储技术带来了新的挑战。
不断增长的对存储能力的需求使许多IT组织不堪重负,因此,发展一种具有成本效益的和可管理的先进存储方式就成为必然。
幻灯片15
直接连接存储(DirectAttachedStorage,DAS):
由于早期的网路十分简单,所以直接连接存储得到发展。
随着计算能力、内存、存储密度和网络带宽的进一步增长,越来越多的数据被存储在个人计算机和工作站中。
分布式的计算和存储的增长对存储技术提出了更高的要求。
由于使用DAS,存储设备与主机的操作系统紧密相连,其典型的管理结构是基于SCSI的并行总线式结构。
存储共享是受限的,原因是存储是直接依附在服务器上的。
从另一方面看,系统也因此背上了沉重的负担,因为CPU必须同时完成磁盘存取和应用运行的双重任务,所以不利于CPU的指令周期的优化。
网络连接存储(NetworkAttachedStorage,NAS):
局域网在技术上得以广泛实施,在多个文件服务器之间实现了互联,为实现文件共享而建立一个统一的框架。
随着计算机的激增,大量的不兼容性导致数据的获取日趋复杂。
因此采用广泛使用的局域网加工作站族的方法就对文件共享,互操作性和节约成本有很大的意义。
NAS包括一个特殊的文件服务器和存储设备。
NAS服务器上采用优化的文件系统,并且安装有预配置的存储设备。
由于NAS是连接在局域网上的,所以客户端可以通过NAS系统,与存储设备交互数据。
另外,NAS直接运行文件系统协议,诸如NFS,CIFS等。
客户端系统可以通过磁盘映射和数据源建立虚拟连接。
存储区域网络(StorageAreaNetworks,SAN):
一个存储网络是一个用在服务器和存储资源之间的,专用的、高性能的网络体系。
它为了实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。
因此,可以把SAN看成是对SCSI协议在长距离应用上的扩展。
SAN使用的典型协议组是SCSI和FiberChannel。
FiberChannel特别适合这项应用,原因在于一方面它可以传输大块数据,另一方面它能够实现远距离传输。
SAN的市场主要集中在高端的,企业级的存储应用上。
这些应用对于性能,冗余度和数据的可获得性都有很高的要求。
幻灯片16
早期的资料存储方式大都是采用硬盘为主要的存储媒体,对于网络上的文件共享及资料的存取,都需要通过文件服务器(FileServer)来完成,这种数据储存架构被称之为直接连接存储(DirectAttachedStorage,DAS)架构。
这种架构当初发展的目的就是希望通过这种架构将数据资源共享给网络上的使用者,但这种方式的主要缺点在于目前使用的文件服务器都需要通过某种常用的操作系统来达到资源共享的目的,而通常操作系统的设计是为了多功能用途而规划的,并不是只针对数据的I/O部份去做最佳化处理,因此文件服务器这个角色,常常会因为不必要的驱动程序或服务占据了系统资源,而导致文件存取的效能大打折扣。
幻灯片17
为了解决扩充及效能的问题,网络连接存储(NetworkAttachedStorage,NAS)架构因运而生,这是一种通过网络连接的方式,以提供不同的计算机系统间进行文件的存取与共享的储存设备。
其设计理念主要是将NAS做成是一个只专门负责文件I/O的高效能存储设备,将不必要的服务程序、工具软件全部去除,并且针对文件I/O的存取功能做了最佳化的处理,使得对文件存取的效率上较传统的文件服务器大为提升。
对网络上的使用者而言,其实NAS就像是一个大型的文件服务器一样,其会以文件分享的形态在网络上出现,NAS是必须依附在网络上而运作的存储装置,企业将资料集中存放在NAS装置上,利用标准的网络传输协议(例如TCP/IP)来与网络上的服务器或工作站沟通,并将储存空间分配给网络上的服务器或客户机使用。
同时资料集中存放在NAS装置上,使得数据的控制和管理更加容易,并可提升IT人员的管理效率。
幻灯片18
存储区域网络(StorageAreaNetwork,SAN)是一个储存网络架构,其主要概念是将服务器与储存设备分开,然后利用高速
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