1、 2007 Hitachi Data Systems存储基础知识介绍HDS中国区产品培训2 2007 Hitachi Data Systems主要内容主要内容相关基本概念 磁盘（IDE、ATA、SATA、SCSI、FC、SAS）磁盘阵列/存储系统的定义 存储方案的发展 傻瓜存储JBOD Just Box of Disk 中端存储Modular/Midrange/Distributed Storage 高端存储Frame/Highend Storage/Centralized Storage 存储平台(Storage Platform)存储系统接入方式 DAS SAN NAS备份和归档3 200
2、7 Hitachi Data Systems磁盘磁盘磁盘的构成 介质 磁头 接口 IDE（Integrated Dive Electronics集成驱动电路）ATA（AT attachment）SATA（Serial ATA）；SCSI FC SAS4 2007 Hitachi Data SystemsSAS是朝阳技术是朝阳技术上图为SAS外部接口图。这种端口名叫“四路宽端口”(4WL)，未来将很快发展为Small Form Factor接口更小，密度更高；目前SAS一路宽端口为6Gb，因此它可达到 12Gb的带宽，是目前最快的光纤通道技术的1.5倍；而目前SAS才是第一代技术，因此SAS是最
3、有发展前景的存储技术。5 2007 Hitachi Data SystemsSAS磁盘与FC磁盘在Seagate网站查到：型号为ST3146356SS的SAS磁盘，与型号为ST3146356FC的FC磁盘：数据传输带宽均为171MB/s-110MB/s；随机读写响应时间均为3.4和3.9msec。在Seagate网站查到：3.5寸SAS磁盘与FC磁盘的MTBF值均为1,600,000 hoursSAS磁盘与FC磁盘端口冗余性是一样的，都有第二个冗余端口。而且，在这两个SAS端口均具有独立的访问地址。一样的性能与可靠性！一样的性能与可靠性！6 2007 Hitachi Data SystemsS
4、AS与与SATA孪生性的兼容性孪生性的兼容性SAS与与SATA将并肩地成为未来企业市场的两大将并肩地成为未来企业市场的两大主流磁盘技术，覆盖客户不同的技术需求！主流磁盘技术，覆盖客户不同的技术需求！SAS拥有高品质、高性能、高扩展性；SATA拥有大容量、高性价比，低成本；二者共享连接，兼容协议。7SAS突出的可扩展性突出的可扩展性SAS连接模式是一个真正的交换结构整个交换结构称为一个域（Domain)，每个域有若干个expander组成，每个expander相当于一个交换机（可分为扇出fanout expander和边缘 edge expander）；每个expander可以连接128个逻辑端
5、口，每个域可以有128个expander，因此整个域可支持128*128=16384个设备连接，其中有效设备达16128个。8SAS的总结的总结性能、可靠性、可扩展性和成本是衡量一项新技术的性能、可靠性、可扩展性和成本是衡量一项新技术的4个主要指标；个主要指标；SAS是满足是满足4个指标的全才，因此可以期待在不长的时个指标的全才，因此可以期待在不长的时间里间里SAS将成为内置盘以及外部存储磁盘的主流将成为内置盘以及外部存储磁盘的主流SAS突出的特性：高带宽、良好的兼容性、突出的扩突出的特性：高带宽、良好的兼容性、突出的扩展性、简化的连接设计（散热效率高，提高系统密度）展性、简化的连接设计（散热
6、效率高，提高系统密度）9 2007 Hitachi Data Systems磁盘阵列磁盘阵列 存储系统存储系统由多个磁盘组成的一个集合，主机会将这个集合看成是一个单独的存储单元。通常所讲的磁盘阵列，基本上都是建立在RAID技术基础上。RAIDRedundant Array of Inexpensive Disks依据如何实现RAID技术，对磁盘阵列/存储系统进行细分10 2007 Hitachi Data SystemsJBOD基础存储整合基础存储整合2-节点集群节点集群Multipath 软件软件存储方案发展存储方案发展从前从前服务器直连服务器直连优点 低成本服务器内置存储扩展缺点 仅支持单
7、机利用率低无扩展性优点 入门级高可用性方案低成本降低管理成本2-节点集群的理想方案缺点 无扩展性连接的服务器数量有限Array高级存储整合高级存储整合理想的直连存储共享理想的直连存储共享支持冗余路径支持冗余路径传统中端存储：扩大化存储整合传统中端存储：扩大化存储整合共享存储共享存储支持冗余路径支持冗余路径优点 存储整合方案良好的性价比低管理成本双通路 2-节点集群缺点 扩展性极其有限优点 SAN存储整合良好的性价比极低的管理成本多节点，多集群方案的理想选择最多支持 数十台服务器初步的本地保护和远程保护缺点 无法适应大型存储虚拟化集中和容灾需要11 2007 Hitachi Data Syste
8、ms存储方案新特征存储方案新特征服务导向型中端存储平台服务导向型中端存储平台AMS2000AMS200/500/1000其他其他服务器应用程序OracleSAP ExchangeUNIXWindows Resource Manager 管理套件管理套件存储阵列管理存储阵列管理Flash Access用于加速数据访问性能用于加速数据访问性能ShadowImage、COW(QuickShadow)、TrueCopy用于备份、恢复和数据移动的用于备份、恢复和数据移动的应用程序应用程序Performance Monitor性能监控性能监控HDLM数据路径管理数据路径管理（失败切换和负载均衡）（失败切换
9、和负载均衡）Data Retention Utility用于数据深层保护的用于数据深层保护的应用程序应用程序NAS头头SAN应用优化：区分应用优化：区分QoS/可靠可靠/性能性能/集中集中/保护保护/容灾容灾12 2007 Hitachi Data Systems存储方案新特征存储方案新特征服务导向型高端存储平台服务导向型高端存储平台13 2007 Hitachi Data SystemsJBODJust Box of Disks简单硬盘集群在一个机架上将几个硬盘驱动器堆叠一起，作为单个附加设备添加到服务器或大型主机上即构成JBOD。JBOD上实现的RAID，均依靠服务器上的HBA（host
10、bus adapter）主要代表有：IBM 7133 HP Storage Enclosure Sun A5000等14 2007 Hitachi Data Systems中端存储中端存储有专门的存储控制器storage controller,RAID技术是在Storage Controller上实现的，不在服务器上的HBA上实现；Storage Controller负责响应服务器I/O请求，以及后端磁盘的管理，即有单独一个控制器来管理整个系统主要代表有：HDS AMS EMC Clarrion HP EVA IBM DS400015 2007 Hitachi Data Systems高端存储
11、高端存储高端存储有时也成企业存储、集中存储、存储平台等 系统有专门的前端控制器负责响应主机I/O请求；系统有专门的后端控制器负责磁盘的管理RAID技术就在后端控制器上实现；前端控制器/后端控制器/高速缓存构建一个系统架构，以协调工作，实现更高的可靠性和性能主要代表有 HDS USP EMC DMX IBM DS800016 2007 Hitachi Data Systems存储平台存储平台17 2007 Hitachi Data Systems存储与主机连接方式存储与主机连接方式NAS磁带库WindowsServesUNIXServersTCP/IP 网络CIFS DataAccessNFS
12、DataAccessHDS USP 100TCP/IP连接FC连接SANDAS18 2007 Hitachi Data SystemsDAS、SAN、NAS Direct Attached Storage直连存储 Storage Area Network存储区域网 Network Attached Storage网络附接存储 NAS实际上就是一个专门优化了的文件服务器，可分为：NAS整体系统：带有磁盘空间的NAS系统 NAS Gateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一个存储（DAS或者SAN）获得磁盘空间；NAS Blade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或一对卡、控
13、制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储空间19 2007 Hitachi Data Systems什么是什么是NASNetwork Attached Storage网络附接存储NAS实际上就是一个专门优化了的文件服务器按NAS产品的形态，可分为 NAS系统：带有磁盘空间的NAS系统 NAS Gateway：不带磁盘空间的NAS系统，但可以外接一个存储（DAS或者SAN）获得磁盘空间；NAS Blade：不带磁盘空间的NAS系统，且表现的形式为一个或一对卡、控制器模式，而必须插入存储系统，而获得电源和存储空间20 2007 Hitachi Data SystemsSANSAN是由服务器中
14、HBA卡、存储交换机以及存储系统构建而成的存储网络SAN的主要元素 HBA卡 存储交换机 存储子系统 随着技术演化，SAN现在分为：FC SAN(FC协议)IP SAN(iSCSI协议)存储交换机存储系统HBA卡21 2007 Hitachi Data SystemsHBA内部结构22 2007 Hitachi Data Systems 提供服务器内部IO总线(PCI/SBUS)与光纤网络的接口；HBA自身的RISC可以分担主机服务器CPU的IO管理工作；HBA有足够的缓存来存储IO的Context(最大2047个)，以此来提高交叉存取的性能。否则经常要向服务器请求中断，这样就会影响系统性能，
15、浪费许多CPU周期；其Coalescing(聚集)功能还可以通过并发处理节省IO的中断次数；HBA软件驱动为操作系统提供所须存储信息，对I/O进行操作，同时对正常请求进行控制HBA23 2007 Hitachi Data Systems 连接多个端口连接多个端口(8,16,32,64,128 Ports)支持交换支持交换Fabric和传统和传统loop设备设备 传输速率自适应传输速率自适应 全双工性能全双工性能,使用使用Cut-through路由算法路由算法 交换机间提供交换机间提供8 Gb/秒逻辑干线合并秒逻辑干线合并ISL 拓扑结构自动协调拓扑结构自动协调,自动配置自动配置(自恢复自恢复)
16、端到端性能监控端到端性能监控 高端高端Switch，有些厂商也成为，有些厂商也成为Director，几个厂商都，几个厂商都提供提供IP接口，以实现接口，以实现iSCSI或者或者FCIPSwitch24 2007 Hitachi Data Systems备份与归档备份与归档备份是与存储相关的，又相对独立的一个市场；归档则是与存储密切相关的，快速成长的另一个市场：法规遵从，数据保护解放生产系统，陈旧数据归档 邮件归档、数据库归档、ERP归档、PACS归档等等Home Grown ApplicationMedicalImagingFile System(HDPS)Document managemen
17、tEmail Server(HDPS)Discovery Module25 2007 Hitachi Data Systems存储领域的六个主要方向存储领域的六个主要方向业务连续性存储管理数据保护分级存储归档NASHDLMShadowImageTrueCopyQuickShadowFlashCopyDB DividerLVDDB ValidatorCopyCentralResource ManagerBOS/BOS VHSSMHiC Storage MgrHiC ChargebackHiC Apps ModuleHiC Proving MgrHiC Policy MgrHiC Protecti
18、on MgrHDPSHitachi e-CopyVERITAS NBUCommVaultVTLShadowImageQuickShadowUSP V/USP VMUVMVolume MigratorHTSMHCAPHDPSOpenTextHNASENAS26 2007 Hitachi Data Systems某数据中心某数据中心SAN结构图结构图3 x SUN 15K16 domains2xIBM P6902xIBM P680Enterprise Storage2 X SwitchSAN管理工作站LAN2 x SUN 10K8 domainsNASPC Ssrver48 ports68 por
19、tsTape libraryheterogenerousstorage7 x SW380027 2007 Hitachi Data Systems广东电信业务支撑中心虚拟化前示意图广东电信业务支撑中心虚拟化前示意图 由于历史原因，广东电信业务支撑中心各系统分别建设，形成了存储孤岛,各系统之间存储容量无法共享，存储资源利用率低，管理复杂、维护成本高，无统一的容灾策略。急需通用、灵活的平台来实现存储资源与业务目标紧密结合的面向服务的存储方法。28 2007 Hitachi Data Systems USP V虚拟化引擎和原有的DMX2000、CX500、9980V共同组成一个存储虚拟化异构整合平台
20、。广东电信核心业务系统的全部数据放置在被虚拟化的DMX2000等设备上运行。该存储架构实现了存储资源共享和统一管理功能。方案设计具有较高的稳定性与长远的规划，可满足广东电信业务支撑中心今后数年的业务发展对存储系统的要求。广东电信业务支撑中心广东电信业务支撑中心HDS存储虚拟化解决方案存储虚拟化解决方案29 2007 Hitachi Data Systems中国银联三点容灾系统架构，中国银联三点容灾系统架构，300TB，全，全国最大的多点远程容灾实施项目国最大的多点远程容灾实施项目上海浦东主生产中心上海浦东主生产中心上海浦西同城备份中心上海浦西同城备份中心Data Set II,III:Conf
21、ig/Security DBOperation DataData Set IV:History DBData Set I:LDAPOperation ServersLDAPServerRemoteOperation ServerHistory DB Rebuild ServerLDAPServer同城同步容灾50KMDWDMLDAP ServerMulti-MasterSync北京远程备份中心北京远程备份中心 His-DB Re-build超远程异步容灾1600KM，ATM30 2007 Hitachi Data Systems31 2007 Hitachi Data Systems存储系统在存储系统在IT系统的核心位置系统的核心位置 存储系统的稳定性将影响到整个业务系统的正常运营；存储系统的性能将影响到整个业务系统的效率；存储系统的无缝扩展将大大增强了整个业务系统的连续性。32 2007 Hitachi Data SystemsHitachi Data Systems
