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IBM System Storage ™ 存储概念 : 入门 I

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IBM System Storage ™ 存储概念 : 入门 I - PowerPoint PPT Presentation


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IBM System Storage ™ 存储概念 : 入门 I. 数据与磁盘. 数据可以从磁盘写入或则读取 典型地通过一个本地应用或是服务器应用 应用 / 文件系统采用数据块级别的 I/O 数据的收发是通过 I/O 块 用户采用的是文件级别的 I/O 收发的是数据文件. 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1. Part I 结束时 :. 光纤子系统 – DS3000 and DS4000. Fibre Channel. 主机. 光纤通道. HBA. Controller.

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Presentation Transcript
slide2
数据与磁盘
  • 数据可以从磁盘写入或则读取
    • 典型地通过一个本地应用或是服务器应用
  • 应用/ 文件系统采用数据块级别的 I/O
    • 数据的收发是通过I/O 块
  • 用户采用的是文件级别的I/O
    • 收发的是数据文件

0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1

part i
Part I结束时:

光纤子系统 – DS3000 and DS4000

Fibre Channel

主机

光纤通道

HBA

Controller

Fibre Channel

光纤通道

HBA

RAID

Controller

两个独立控制器 带自动失效切换以获得持续的高可用性以防止一控制器或光纤通道失效

以太网到客户工作站

part ii

A B

A B

A B

A B

A B

A B

A B

Part II 结束时:

Servers

RAID

Switch

Switch

存储区域网络

(SAN)

Switch

Switch

Storage subsystem

N

A

S

N

A

S

N

A

S

Servers

网络附加存储

(NAS)

slide5
自测问题:
  • 什么是存储?
  • 什么是 DAS?
  • SCSI 和SAS是什么和其用途?
  • 什么是JBOD?
  • 为什么我们需要使用RAID?
  • 我是否理解 光纤通道Fibre Channel的优势?
slide7
小测验

什么是DAS的定义 ?

  • Dual Asynchronous Storage 双异步存储
  • Data Archival Software 数据存档软件
  • Direct Altered Storage 直接汇聚存储
  • Direct Attached Storage 直接连接存储
slide8
测验答案

DAS的定义是 ?

  • -
  • -
  • -
  • Direct Attached Storage 直连存储
slide9
直连存储

DAS Device

DAS Device

slide10
直连存储 (DAS)
  • 存储直接连接到一台服务器上
    • SCSI, SAS, iSCSI, FC
    • 块级别 I/O
  • 内部磁盘
    • 具备/不具备RAID保护
  • 外部磁盘
    • 存储系统
      • 基于控制器的RAID引擎
slide11
内部 DAS

Application Server

Application Server

Application Server

Application Server

Motherboard

Motherboard

Motherboard

Motherboard

SW

ROC

HA

  • 内部磁盘
  • 无RAID
  • 内部磁盘
  • 软件 RAID
  • 内部磁盘
  • 主板集成RAID (ROC)
  • 内部磁盘
  • RAID 主机卡
slide12
外部DAS

ApplicationServer

Motherboard

HA

Controllers

  • 通过主机连接卡连接的外部存储系统
  • 基于控制器的 RAID
slide13
外部DAS 优势

内部DAS 优势

  • 成本低
  • 驱动器通常在服务器内部
    • 使用迅速
  • 具备一些数据保护
  • 比将数据存储在客户端更好
  • 增加的可靠性和性能
    • RAID保护
  • 增强的特性和功能性
  • 可扩展性
slide14
DAS缺点
  • 每台服务器都有其自己的存储部件 ($$)
  • 管理困难
    • 降低了生产效率
  • 备份很昂贵
  • 浪费的存储空间
  • 难于共享数据
slide15
共享的DAS
  • 存储直接连接到一台单独的服务器
    • SAS, iSCSI, FC
  • 存储系统包括RAID控制器和磁盘柜
    • RAID引擎是基于控制器的
slide16
SCSI是什么?
  • 微型计算机系统接口(SCSI)
    • Pronounced “skuzzy”

SAS 是什么?

  • 串联 SCSI
scsi started it all
SCSI接口….started it all!
  • 工业标准 I/O 总线
  • Standard connectors are the same on each device
    • All devices share a common bus

8-bit data bus

16-bit data bus

slide18
哪些设备使用 SCSI?
  • Disk Drives
  • Tape Drives
  • Removable Media Drives (Zip)
  • CD-ROM Drives
  • CD-R/CD-RW Drives
  • Optical Memory Drives
  • Media Changers
slide19
小测验

SAS 是什么?

  • Silicon Attached SCSI 硅连接SCSI
  • Serial Attached SCSI 串联SCSI
  • SCSI Attached Storage SCSI附加存储
  • Storage Attached Systems存储附加系统
slide20
测验答案

SAS 是什么?

  • -
  • Serial Attached SCSI 串联SCSI
  • -
  • -
what is sas
串联 SCSI (SAS) 是并口SCSI的终结者

新的工业标准

提供了非凡的性能提升

3-Gbps SAS x4 “宽” 端口提供累计高达12-Gbps的带宽 主机连接以及扩展

What is SAS?
slide22
每SAS 线缆是3-Gbps

到驱动器是独立线缆

“x4 宽” 在一个接口中包括4根线缆

2, 3 ,4 线缆仅在当前 I/Os 超出1号线缆通道性能情况下使用

4

1

3

2

4

3

1

2

理解SAS “宽” 端口
slide23

4

1

3

2

4

3

1

2

理解SAS “宽” 端口
  • 每SAS 线缆是3-Gbps
    • 到驱动器是独立线缆
  • “x4 宽” 在一个接口中包括4根线缆
  • 2, 3 ,4 线缆仅在当前 I/Os 超出1号线缆通道性能情况下使用
slide24

4

1

3

2

4

3

1

2

理解SAS “宽” 端口
  • 每SAS 线缆是3-Gbps
    • 到驱动器是独立线缆
  • “x4 宽” 在一个接口中包括4根线缆
  • 2, 3 ,4 线缆仅在当前 I/Os 超出1号线缆通道性能情况下使用
scsi sas

SCSI/ SAS

Chip

SCSI/SAS

Chip

Controller

Controller

SCSI 与SAS 适用于哪里?

Server

SAS HBA or SCSI adapter

RAID sub-system

SCSI or SAS

Ethernet to Client

workstations

Dual Controller RAID with only one controller

in use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.

logical unit number lun
Logical Unit Number 逻辑单元号(LUN)
  • LUN是一种被SAS和SCSI支持的子地址编码
  • LUNs 是通过编码确认信息来选择

Controller

Controller

Host Adapter

ID 2

ID 1

ID 7

Disk Drive

Disk Drive

Disk Drive

Disk Drive

LUN 0

LUN 1

LUN 0

LUN 1

slide27
小测验

LUN 是:

  • Lower Unit Number 低单元编码
  • A type of sub-addressing 一种子地址编码
  • The SCSI initiation number SCSI初始号
  • A subnet mask 一个子网掩码
slide28
测验答案

LUN是:

  • -
  • A type of sub-addressing 一种子地址编码
  • -
  • -
slide29

DAS Device

直连存储
  • 通过SAS或SCSI连接到服务器
  • 可以是 JBOD 或 RAID

SCSI or SAS

Server

slide30
小测验

JBOD 是什么?

  • Just buy old drives 只购买老磁盘
  • Java basic operating drive 基于JAVA的操作盘
  • Just boot every day 每日引导
  • Just a bunch of disks 一堆磁盘
slide31
测验答案

JBOD是什么?

  • -
  • -
  • -
  • Just a bunch of disks 一堆磁盘
slide32
小测验

JBOD指的是什么?

  • Redundant hard drives 冗余的磁盘
  • A virtual SCSI subsystem虚拟的SCSI子系统
  • SCSI disks that may be shared by multiple hosts
  • 可以被多个主机所共享的SCSI磁盘
  • A group of hard drives in a common enclosure

e)在同一磁盘柜内的一组磁盘

slide33
测验答案

JBOD指的是什么?

  • -
  • -
  • -
  • A group of hard drives in a common enclosure

在同一磁盘柜内的一组磁盘

slide34
JBOD
  • 在一个外部通用单元中的一组磁盘
  • 不能提供容错
  • 相对使用独立驱动器而言性能没有得到提升
slide35
RAID
  • 更好的选择; RAID
slide36
小测验

RAID是什么?

  • Redundant and independent disks冗余独立的磁盘
  • Real and imaginary disks真实可见的磁盘
  • Redundant Array of Independent Disks
  • 独立磁盘冗余阵列
  • Remote abstract independent disks 远程抽象独立磁盘
slide37
测验答案

RAID是什么?

  • -
  • -
  • Redundant Array of Independent Disks独立磁盘冗余阵列
  • -
slide38
小测验

下面哪一个正确描述RAID?

  • Redundant hard drives 冗余磁盘
  • A virtual SCSI subsystem一个虚拟SCSI子系统
  • Independent disks with data striped across them数据条带化分布的独立磁盘
  • A group of hard drives in a common enclosure

 在同一盘柜内的一组磁盘

slide39
测验答案

下面哪一个正确描述RAID?

  • -
  • -
  • Independent disks with data striped across them

 数据条带化分布的独立磁盘

  • -
slide40
RAID
  • 条带化是RAID中的一个基本概念
    • 是一种将多个驱动器划归到一个逻辑存储单元的组合方式
  • 多种级别
    • 每种级别都具备不同的成本/性能/容错优势
  • 可以通过硬件或软件进行实施
    • 硬件对于整个系统的性能是最佳的方案
raid level 0
RAID Level 0 – 条带化
  • 优点
  • 高数据传输速率
  • 低成本
  • 缺点
  • 当磁盘失效时无冗余
  • 数据会丢失
raid level 1
RAID Level 1 – 镜像
  • 优点
  • 可靠性
  • 可用性
  • 当出现错误时无需数据重建
  • 缺点
  • 额外磁盘所带来的高成本
raid level 3
RAID Level 3 – 校验盘
  • 优点
  • 高数据传输速率
  • 适用长的顺序数据
  • 可靠性
  • 可用性
  • 缺点
  • 对短数据不适合
  • 对随机I/O不适合
raid level 5
RAID Level 5 – 分布校验盘
  • 优点
  • 短数据记录或随机I/O
  • 众多并发I/O
  • 可靠性
  • 可用性
  • 缺点
  • 不适用于大记录
ibm raid
IBM RAID 总结
  • RAID 0: 最快和最有效的级别但不提供容错
  • RAID 1: 性能至上, 容错的环境下, 但需要2倍存储空间
  • RAID 3: Data intensive environments which access long sequential records, does not allow multiple I/O operations to be overlapped
  • RAID 5: 对于多用户大量读取少量写入环境下的最佳选择.
  • RAID 1+0: 高性能但需要2倍的磁盘以用于数据镜象
slide47
知识测验

对于一个主要是随机I/O并需要容错的应用你将选用哪种RAID 级别?

  • RAID 1
  • RAID 3
  • RAID 5
slide48
测验答案

对于一个主要是随机I/O并需要容错的应用你将选用哪种RAID 级别?

  • -
  • -
  • RAID 5
slide49
直连存储
  • 考虑
    • 有限的距离

SCSI or SAS

Server

RAID

slide50
直连存储
  • 考虑
    • 有限的距离
    • 有限的设备数量(SCSI)
    • 有限的冗余

SCSI or SAS

Server

RAID

scsi sas vs
SCSI与SAS vs. 光纤通道

224

* Up to total 12Gb/s throughput with wide ports

slide52
知识测验

什么是 光纤通道?

  • Transport mechanism for multiple protocols

 多种协议的传输方式

  • The FDDI specification 采用FDDI规范
  • Storage Area Network 存储区域网络
  • A network protocol 一个网络协议
slide53
测验答案

什么是 光纤通道?

  • Transport mechanism for multiple protocols多种协议的传输方式
  • -
  • -
  • -
slide54
什么是光纤通道?
  • 一个适用多协议的传输方式
    • SCSI-3 与SAS
    • Internet Protocol (IP)
    • 其它
slide55
为什么使用光纤通道?
  • Serial Transmission序列传输
    • 更小的接口
    • 消除并口传输带来的SKEW问题
  • 高带宽
    • 1, 2 和 4 gigabits per second (Gb/s)
  • 大写“B” 和 小写 "b"
    • Megabit 使用的是 小写 b (Mb)
    • Megabyte使用的是大写B (MB)
slide56
为什么使用光纤通道?
  • 可扩展性
    • 非常多的设备
    • 更远的距离
    • 多种传输协议的方式
slide57
为什么使用光纤通道?
  • 采用交换
    • 避免共享介质或带宽所带来的问题
  • 允许不同的速率
    • 自适应的4 Gb/s 允许向下兼容到 1Gb/s and 2Gb/s
  • 多种传输协议的方式
slide59
点对点

存储子系统

计算机

内存

N_Port0

N_Port1

100 MB/s

TX

RX

RX

TX

处理器

100 MB/s

I/O Bus

全双工 (FC example): 4Gbps + 4Gbps = 8Gbps 理论值)

slide60
知识测验

光纤通道可传输

  • SCSI block dataSCSI块数据
  • TCP 包
  • Parallel data packets 串口数据包
  • All network protocols 所有网络协议
slide61
测验答案

光纤通道可传输

  • SCSI block data SCSI块数据
  • -
  • -
  • -
slide62
多模光纤

150 meters

Input to fiber

Output from fiber

Multiple path-lengths, or modes, permitted by the fiber smear the shape of the pulse

slide63
单模光纤

Input to fiber

Output from fiber

Single path-length, or mode, imposed by the fiber preserves the shape of the pulse

slide64

SCSI

Chip

SCSI

Chip

Controller

Controller

基本配置

Server

RAID sub-system

HBA

Fibre Channel

Ethernet to Client

workstations

Dual Controller RAID with only one controller

in use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.

slide65

SCSI

Chip

SCSI

Chip

Controller

双控配置

Sample SCSI/SAS subsystem

RAID sub-system

Server

HBA

Fibre Channel

HBA

Fibre Channel

Controller

Dual independent controllers with automatic fail-over for continuous availability in case one controller or one fiber link fails.

Ethernet to Client

workstations

part i1
Part I结束

光纤 或SAS 子系统 – DS3000 and DS4000

FC/SAS

Server

FC/SAS

HBA

Controller

FC/SAS

FC/SAS

HBA

RAID

Controller

Dual independent controllers with automatic fail-over for continuous availability in case one controller or one fiber link fails.

Ethernet to Client

workstations