存儲基本知識介紹通俗進階版

1、浙江宇視科技有限公司存儲是什么？存儲基礎學習Step by Step 日期：密級：對內(nèi)公開2目錄認識存儲01存儲控制器與RAID02網(wǎng)絡存儲概念03幾點技術043認識存儲當我們想到存儲磁帶光盤軟盤U盤移動硬盤存儲卡硬盤4認識存儲那么，讓我們來看看我們平時怎么使用存儲一段場景: 以筆記本使用移動硬盤的過程為例:插上移動硬盤的USB線（畫面暫停，線路閃爍，出現(xiàn)文字：連接，筆記本屏幕顯示：“找到新硬件”、“安裝驅(qū)動”、“硬件可以使用”隨后打開我的電腦，看到新增加的“D盤”。此時，鼠標點擊D盤，屏幕彈出“未格式化，無法訪問”5格式化是什么意思？為什么需要做完格式化才能使用硬盤？解釋： 每個操作系統(tǒng)都會

2、支持一個或多個文件系統(tǒng)。不同的文件系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)按不同的格式進行組織和存取。格式化就是選擇一種文件系統(tǒng)格式，對硬盤進行劃分和組織。這樣，操作系統(tǒng)就能根據(jù)硬盤的文件系統(tǒng)格式對硬盤進行數(shù)據(jù)存取了。沒有用文件系統(tǒng)格式化的硬盤，我們稱為“裸硬盤”或“裸設備”。認識存儲6認識存儲“在了解文件系統(tǒng)之前，讓我們先來看看硬盤是什么怎么存放數(shù)據(jù)的”硬盤的Sector、Byte、Bit樹形結(jié)構(gòu)。每個Sector（扇區(qū)）是512個字節(jié)，硬盤就是以sector為單位進行數(shù)據(jù)的存取。一塊普通的40GB硬盤，一共有近8千萬個這樣的sector，硬盤就像一個巨大的圖書館，每個Sector就是一個書架，每一個bit就是一本書。

3、“ 我們?nèi)匀豢梢杂脠D書館來做類比。如果我們在存放圖書的時候，既不登記，也不標記，就隨便往一個書架上一扔，其結(jié)果肯定是在需要取這本書的時候根本無法找到” 所以，圖書館一個最主要的職能就是編目、分類和索引，對書架位置、書架類別進行編排，對存入圖書館的每一本書進行登記，建立索引。這樣在我們?nèi)臅r候，根據(jù)書的編號就可以很快找出我們需要的書。編目7文件系統(tǒng)就是相當于一個圖書館的管理系統(tǒng)，硬盤就是存放書的書庫。而格式化的過程，就是按照管理系統(tǒng)的要求，對書庫進行編號、分類、建立索引的過程。當然，不同的文件系統(tǒng)就像不同國家的圖書館，編號、分類和建立索引的方法是不一樣的。所以，我們一定要在使用硬盤之前，選擇一

4、種特定的文件系統(tǒng)格式來對硬盤進行“格式化”認識存儲8認識存儲我們來看一個文件 “我愛北京天安門.txt”寫入文件系統(tǒng)的過程。文件分區(qū)表數(shù)據(jù)區(qū)我愛北京天安門.txt文件地址分配文件地址寫入數(shù)據(jù)9認識存儲我們再來看從文件系統(tǒng)讀取文件 “我愛北京天安門.txt” 的過程。文件分區(qū)表數(shù)據(jù)區(qū)我愛北京天安門.txt文件地址找到文件地址找到數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)10 剛才我們演示了一個簡單的文件系統(tǒng)，也就是咱們windows常說的FAT32格式。NTFS分區(qū)的存取方法比FAT32要復雜一些，但容量大、存取效率也比較高。(NTFS是新技術文件系統(tǒng)的縮寫。微軟推出NTFS文件系統(tǒng)就是為了彌補FAT文件系統(tǒng)的一些不足，其中

5、最大的改進是容錯性和安全性能。) 了解了文件系統(tǒng)，我們可以來格式化這個硬盤啦。 我們可以在windows下做一個實驗，右鍵點硬盤，在菜單中選擇“格式化”，在彈出的屏幕中選擇“NTFS”格式，選擇快速格式化， “快速格式化”就是不檢查硬盤的磁道好壞，直接建立NTFS文件系統(tǒng)，所以速度較快。硬盤格式化完畢，嘗試打開并拷貝、讀出數(shù)據(jù)。好了，到現(xiàn)在，我們已經(jīng)完成了一個“裸硬盤”變成一塊可使用的存儲空間的過程。認識存儲11認識存儲“讓咱們來回顧一下使用的過程，做一個小結(jié)”咱們在使用這個硬盤時，有這么幾個步驟：連接：使用一種接口標準（USB和USB轉(zhuǎn)IDE接口）找到新硬件：操作系統(tǒng)掃描發(fā)現(xiàn)硬件（確定硬盤連

6、接的位置和硬件地址）安裝驅(qū)動程序：操作系統(tǒng)安裝接口驅(qū)動程序選擇文件系統(tǒng)對硬盤進行組織劃分（NTFS）實際上，不管是Windows PC、Linux服務器還是IBM、SUN、HP的UNIX小型機，大家使用存儲的基本過程都是一樣的。Unix服務器的硬盤使用過程：連接：使用一種接口標準（SCSI、FC、SATA、SAS）找到新硬件：操作系統(tǒng)掃描發(fā)現(xiàn)硬件安裝驅(qū)動程序：操作系統(tǒng)安裝接口驅(qū)動程序格式化：選擇文件系統(tǒng)格式對硬盤數(shù)據(jù)塊進行組織劃分（IBM AIX一般是JFS，SUN Solaris是UFS或VxFS，HP是HFS等）12認識存儲“我們知道了計算機怎么使用硬盤，再來看看下面的幾個小實驗”“這是我

7、們剛才用NTFS格式化了的硬盤，我們寫一個我愛北京天安門.txt到這個硬盤中。然后把設備中止，刪除設備。這個時候Windows彈出對話框你可以安全地斷開該設備了”“為什么我們需要中止設備才能安全地斷開設備呢？”“這里需要給大家介紹一個重要的概念文件系統(tǒng)的Buffer（緩存）機制”“文件系統(tǒng)為了能夠快速響應操作系統(tǒng)的讀寫操作，并不需要每次寫入數(shù)據(jù)時都是“真實”地寫到硬盤上，而是內(nèi)部設立了一個叫Buffer（緩存)的機制，取用內(nèi)存或硬盤中的一些連續(xù)空間作為“緩存”，這樣在硬盤寫數(shù)據(jù)的時候，可以迅速地寫到Buffer中，文件系統(tǒng)再適時將Buffer中的內(nèi)容寫到硬盤上去”。操作系統(tǒng)硬盤緩存寫操作讀操作

8、寫操作讀操作Write back 與 Write through13認識存儲這就像圖書館并不是每次把讀者的還書都直接送回書庫，而是在接待臺這里先辦理完手續(xù)，等累積到一定數(shù)量，再成批送回書庫。“Buffer機制是所有文件系統(tǒng)都普遍使用的一種提高文件系統(tǒng)性能的方法，但存在一種危險：即如果突然斷電、或者存儲突然斷開連接，有可能Buffer中的數(shù)據(jù)就來不及寫到硬盤上，導致一部分數(shù)據(jù)丟失，嚴重的甚至導致文件系統(tǒng)損壞，整個空間無法讀寫。大家都有系統(tǒng)死機或突然斷電的經(jīng)歷，重新啟動后Windows往往需要Checkdisk，這個 Checkdisk就是在Buffer數(shù)據(jù)丟失后，文件系統(tǒng)自我修復的方法。這樣，大

9、家就很容易理解為什么斷開U盤、外置硬盤這樣的外置存儲設備時，最好先“停用設備”，這個時候，文件系統(tǒng)實際上是自動在后臺做了一個將buffer數(shù)據(jù)“刷”到硬盤上的操作，這樣就保證了文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)完整和正確。14目錄認識存儲01存儲控制器與RAID02網(wǎng)絡存儲概念03幾點技術0415存儲控制器與RAID在存儲設備中，存儲控制器是一個非常重要的概念。在介紹“存儲控制器”在存儲系統(tǒng)中的功能之前，我們先簡單介紹一下與存儲控制器誕生緊密相關的另一個概念RAID事實上，人們對數(shù)據(jù)安全和可靠性的關注，遠遠早于網(wǎng)絡存儲的誕生。早在xxxx年，即使人們僅僅在以DAS，甚至只是簡單實用服務器內(nèi)部的硬盤作為存

10、儲的時候，由于擔心硬盤損壞導致的數(shù)據(jù)丟失，人們開發(fā)了一種叫做RAID的技術，英文全稱是 “Redundancy Array of Inexpensive Disks” 翻譯為“廉價磁盤冗余陣列”。 大家可能會想，一個技術里面怎么會出現(xiàn)“廉價”這樣的字樣？這是因為在此之前，有過其他一些非常昂貴的磁盤容錯技術，但因其實現(xiàn)成本高昂，影響了技術的普及使用。人們在尋找一種不通過磁盤本身的昂貴改造，而是直接利用市場上的普通“廉價”硬盤，也能夠提供不錯的硬盤數(shù)據(jù)保護的方法。16存儲控制器與RAID 從根本上來說，RAID技術就是通過多塊硬盤，以某種方式形成一定的數(shù)據(jù)冗余。這樣，當一塊或多塊硬盤損壞時，數(shù)據(jù)還

11、能夠依靠這樣的冗余保存下來，不至于丟失。 大家可能都經(jīng)常聽說過RAID0、RAID1、RAID5，RAID10，偶爾聽到RAID2、3、4甚至RAID6的應用。不同的RAID級別，就是不同的冗余方法。 RAID0并不是一種真正的RAID技術，因為它并不提供數(shù)據(jù)冗余，只是一種把整塊數(shù)據(jù)分成若干小塊，分散在多塊硬盤上保存的方法（這種方法叫Stripe，條帶化），目的是在讀寫時可以同時讀寫多塊硬盤，提高讀寫性能。 RAID1就是用一塊硬盤和另一塊硬盤建立鏡像關系，始終保持兩塊盤數(shù)據(jù)完全一致，這樣當一塊硬盤損壞后，數(shù)據(jù)仍然保留在另一塊硬盤中。RAID10就是用一組盤做成RAID0后與另一組盤做鏡像。

12、RAID5的做法是在條帶化的時候，同時將條帶的奇偶校驗結(jié)果寫到另一個位置。這樣，數(shù)據(jù)校驗作為數(shù)據(jù)的冗余信息就被記錄下來。如果一塊硬盤損壞，可以通過其他硬盤上的校驗信息“反算”出丟失部分的數(shù)據(jù)。其他RAID技術基本原理都比較接近，只是具體處理方法上有些差異。17舉例:硬盤故障時數(shù)據(jù)讀寫過程Parity1part1Disk1數(shù)據(jù)位校驗位Parity2part2Parity3part3Parity4part4Parity5part5一次寫操作一次讀操作Disk2Disk3Disk4Disk5讀操作時，根據(jù)校驗位Parity1-Parity4，按照算法可計算出Part5的值18舉例:硬盤故障,RAID

13、5重建過程Parity1part1Disk1數(shù)據(jù)位校驗位Parity2part2Parity3part3Parity4part4Parity5part5Disk2Disk3Disk4Disk5Parity5part5根據(jù)Disk1Disk4的校驗位進行計算后重建Disk5的數(shù)據(jù)19存儲控制器與RAIDRAID技術不僅帶來了數(shù)據(jù)安全性的提高，還意外地帶來了性能的提高，因為“條帶化”使得數(shù)據(jù)的讀寫可以同時對多塊盤進行，大大提高了數(shù)據(jù)的讀寫效率。由于RAID技術很好地在成本、安全性、性能各方面取得了很好的平衡，推出之后迅速成為了業(yè)界標準，并成為存儲設備的基礎技術。因為RAID需要在讀寫數(shù)據(jù)時進行計算

14、（尤其是RAID5），尤其當硬盤損壞時，計算工作量更加巨大。因此，雖然大部分主機操作系統(tǒng)也提供軟件的RAID功能（比如Windows NT/2000/2003 Server），但為了不占用寶貴的主機CPU計算資源，往往都是通過在存儲端設計專用于RAID計算的功能模塊，這就使存儲控制器的最初來源。到今天仍然有很多人把它稱之為RAID控制器。20LUN(卷)在硬盤都采用RAID方式管理之后，控制器的另一個作用就是將RAID組“虛擬”成一塊邏輯硬盤提供給主機，這樣，主機就不需要關心硬盤RAID的細節(jié)，只要把這塊邏輯硬盤當成一塊普通硬盤進行讀寫，數(shù)據(jù)就得到了RAID保護，同時也提高了性能。當然，由于R

15、AID組是把多塊硬盤組合成一個組，形成了一個很大的容量。在實際管理中，往往并不是一個RAID組提供成為一塊硬盤。存儲控制器提供了將一個RAID組任意切分成不同大小分配給主機是用的功能。這些在RAID組上切出來分配給主機的空間，我們一般稱之為LUN (Logical UNit），中文一般也稱之為“卷”。從主機的角度來看，分配給自己的LUN，實際就是完全把它當成一塊硬盤。21LUN的切割分配和主機端操作Disk1Disk2Disk3Disk4對四塊磁盤做RaidRAID服務器 1服務器 2服務器 3LUN 1LUN 2LUN 2SANSAN22存儲控制器的功能存儲控制器的功能RAID組管理、LUN

16、的劃分是一個存儲控制器最基本的功能。除此之外，存儲控制器還有幾個非常重要的功能：1、配置1個或多個連接端口，提供足夠的前端服務器訪問帶寬支持。2、因為主機的I/O速度，一般要快于后端硬盤的讀寫速度。同時優(yōu)化讀寫過程，將前端不同大小的I/O數(shù)據(jù)塊批量寫到硬盤。需要在存儲控制器中設置緩存(Cache）來進行I/O流量的調(diào)節(jié)，達到性能優(yōu)化的目的。3、隨著網(wǎng)絡存儲的發(fā)展，今天的存儲控制器的功能越來越豐富，針對各種應用需要，很多產(chǎn)品增加了象“數(shù)據(jù)快照”、“遠程復制”等多種多樣的功能。23目錄認識存儲01存儲控制器與RAID02網(wǎng)絡存儲概念03幾點技術0424什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？我們已經(jīng)了解了

17、計算機使用硬盤過程、文件系統(tǒng)、文件系統(tǒng)的Buffer機制、RAID、LUN、存儲控制器等概念?，F(xiàn)在咱們進入一個奇妙的世界網(wǎng)絡存儲。在介紹網(wǎng)絡存儲之前，咱們再做兩個小實驗，對象仍然是咱們前面寫了“我愛北京天安門.txt”的這塊硬盤。實驗1、這個時候，另一臺筆記本想要讀取這個文件。我們把移動硬盤重新連接到這一臺筆記本上，我們再次看到“發(fā)現(xiàn)硬件”、“安裝驅(qū)動”這個熟悉的過程。這個時候，“我的電腦”里出現(xiàn)了D盤。我們再去嘗試用鼠標點擊這個硬盤。提醒一下大家，上一次我們第一次使用這個硬盤的時候，點擊沒成功，提示我們要建立文件系統(tǒng)。那么這一次呢？雙擊后打開了D盤，雙擊文件，打開了文件。為什么我們這一次不需

18、要再“格式化”或“建立文件系統(tǒng)”了呢？因為上一次，我們已經(jīng)把按照NTFS文件系統(tǒng)的格式要求，把硬盤“格式化”成了NTFS文件存儲格式，新的PC如果也同樣使用NTFS文件系統(tǒng)，就可以馬上識別出硬盤的數(shù)據(jù)格式。如果再格式化，就會把這個文件清掉了。25什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？實驗2、現(xiàn)在又有另一個計算機需要使用“我愛北京天安門.txt”文件，這次不同的是，整個計算機不是使用的windows2000或者windows xp操作系統(tǒng)，而是用的Windows98。我們再試一次，將U盤插入PC，系統(tǒng)找到硬盤，雙擊D盤，系統(tǒng)提示“不能識別的系統(tǒng)格式”，不能讀取。為什么這次又讀取不成功呢？因為很簡單，W

19、indows98不支持NTFS文件系統(tǒng)，因此無法識別硬盤上的文件格式。聰明的聽眾此時可能會想到：在windows之間、在windows和UNIX之間、在不同廠商的UNIX之間，如果大家不使用同一種文件系統(tǒng)，那么即使把硬盤連接上來，也是不能夠在主機間分享數(shù)據(jù)文件的。那么有沒有一種文件系統(tǒng)是大家都共同使用的呢？答案是很可惜，由于廠商競爭原因，并沒有一種得到普遍支持和廣泛應用的本地文件系統(tǒng)在現(xiàn)實世界里使用，仍然是各行其是，各做各的。26什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？從剛才的實驗中，我們還看到，總是把硬盤拔來拔去，一般PC的移動硬盤還可以，但如果是服務器應用，不能隨便中斷的數(shù)據(jù)庫，我們就不能再這么做

20、了。同時，USB硬盤也無法允許多個PC同時連接和使用。因此，人們就希望采用某些協(xié)議和連接方式，使得多個服務器都能訪問到同一個數(shù)據(jù)設備。這個想法，從上世紀80年代就變成了商品，那時候使用的是SCSI協(xié)議。SCSI在應用層，采用SCSI指令集（讀/寫/鎖定）等，作為操作系統(tǒng)和應用系統(tǒng)操作存儲的接口，底層采用并行SCSI協(xié)議，用類似于環(huán)路的方式連接硬盤。動畫圖示主機連接一個SCSI總線，然后陸續(xù)掛上硬盤，最后終結(jié)?！坝捎诃h(huán)路上可以有主機，也可以有硬盤，每個SCSI通道，也就是一個SCSI環(huán)路可以最多支持16個設備，因此可以多臺主機（一般最多4臺）共同訪問SCSI盤的環(huán)路”后來大家發(fā)現(xiàn)SCSI環(huán)路的擴

21、展限制、并行協(xié)議的距離和維護性缺陷，在90年代，開發(fā)了一個專用協(xié)議FC (Fibre Channel）協(xié)議。27什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？FC協(xié)議是一個串行協(xié)議，夠支持更遠的傳輸距離和更多的連接設備。同時FC協(xié)議不僅能夠以環(huán)路的方式工作，還能夠以叫做Fabric，也就是交換式的方式進行工作。這樣，存儲設備的擴展能力、最大容量和能夠連接的主機數(shù)量就大大提高了。從理論上來說，一條光纖環(huán)路最多可以掛255個設備。而Fabric最大設備數(shù)可以達到1600萬個。到這里，大家可能會問：為什么不使用以太網(wǎng)這個天生的網(wǎng)絡協(xié)議呢？這是由歷史發(fā)展的過程造成的，在90年代中期，人們面臨需要共享數(shù)據(jù)設備要求的時

22、候，以太網(wǎng)還停留在MB和10MB時代，而從大量服務器共享存儲設備的要求來說，這個帶寬能力是遠遠不能滿足需要的。因此FC第一代協(xié)議在1997年FC第一代協(xié)議和產(chǎn)品面市的時候，就是1Gbps的標準，大大高于當時以太網(wǎng)主流的10Mbps/100Mbps標準。28什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？ 有了新的協(xié)議和連接標準，人們就可以把多個服務器連接到一個或多個存儲設備上啦。 用SCSI總線把兩臺主機和8塊硬盤連接到一起。這樣的方式我們并不稱之為“網(wǎng)絡存儲”，因為連接能力和擴展能力的限制，存儲還只能以“環(huán)路”的方式進行簡單連接。SCSI陣列29什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？右圖是用Fibre Chann

23、el的Fabric方式，通過網(wǎng)絡連接大量主機和存儲設備。我們提到網(wǎng)絡，通常是指在服務器前端的局域網(wǎng)或WAN廣域網(wǎng)。而這個在服務器后端新構(gòu)建的網(wǎng)絡，是完全為服務器集中使用存儲設備構(gòu)建的，我們把它取名為“Storage Area Network”SAN，“存儲區(qū)域網(wǎng)”服務器服務器服務器服務器服務器服務器FC交換機交換機磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列30什么是網(wǎng)絡存儲？什么是網(wǎng)絡存儲？ 今天，構(gòu)建存域網(wǎng)SAN的方式一般有兩種，一種是用傳統(tǒng)的Fibre Channel協(xié)議，叫做FC-SAN，目前主要工作在2Gbps速率上，2006年將逐步升級到4Gbps。另一種是在以太網(wǎng)基礎上，使用

24、基于TCP/IP的iSCSI協(xié)議，叫做IP-SAN，目前主要工作在1Gbps速率，明年將全面升級到10Gbps.Tip: IP-SAN并不需要使用專門的iSCSI交換機，服務器端和存儲端的軟件或硬件協(xié)議將SCSI指令打包裝入TCP/IP包，普通LAN-Switch即可傳輸存儲陣列存儲陣列服務器服務器31主機是如何使用主機是如何使用SAN?下一步，讓我們來看一看主機在連接到SAN中，如何使用存儲設備。請大家回憶一下前面PC使用外置硬盤的過程，包括我們已經(jīng)建立的“文件系統(tǒng)”、“格式化”、“Buffer”的概念。右圖，一臺主機連接到SAN網(wǎng)絡中，后臺有若干個邏輯磁盤。主機使用SAN中磁盤的過程和前面

25、我們學習的那個過程是完全一致的。服務器服務器服務器服務器服務器服務器交換機交換機磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列磁盤陣列1、發(fā)現(xiàn)一塊硬盤2、格式化，在UNIX環(huán)境中一般叫做MakeFS，即Make Filesystem建立文件系統(tǒng)，實際上是用文件系統(tǒng)格式去格式化硬盤32主機是如何使用SAN? 這里請大家注意，不是只要以FC或者iSCSI方式進行主機和存儲連接，就稱之為SAN。SAN的核心在于通過網(wǎng)絡方式進行多主機與多存儲間的整合和統(tǒng)一訪問。如果僅僅是每臺主機各自單獨連接獨立的存儲設備，我們把這種方式稱之為DAS (Direct Attached Storage）財務系統(tǒng)DELL/NTF

26、C電子郵件WEB系統(tǒng)SUN/SolarisIBM/LinuxUltra SCSI/LVD內(nèi)部文檔HP/NTIDE交易系統(tǒng)Ultra SCSI-3IBM/AIX33為什么要用網(wǎng)絡存儲為什么要用網(wǎng)絡存儲現(xiàn)在，我們已經(jīng)解決了如何把多個存儲設備和多臺主機間連接起來的問題。我們來看一看，從實際應用的需要，我們究竟為什么要把存儲設備都通過網(wǎng)絡聯(lián)系起來？為什么不能每臺主機后面掛一個存儲設備就解決問題？DAS最大的問題在于，分散的存儲設備，一般都是隨著業(yè)務擴展逐年購買的，往往來自于不同的廠商，使用不同的協(xié)議（閃爍FC、SCSI、Ultra SCSI、IDE），管理方式各不一樣，而且一般受技術和成本的限制，每個

27、存儲設備的容量、功能、性能都非常有限。右圖是賽迪網(wǎng)在2001年給出的DAS成本和SAN成本TCO的差異。34為什么要用網(wǎng)絡存儲為什么要用網(wǎng)絡存儲隨著業(yè)務需求擴大、數(shù)據(jù)量膨脹，會導致設備管理、數(shù)據(jù)管理的大問題。設備的升級、擴容、調(diào)整、數(shù)據(jù)安全管理都非常困難，尤其是用戶的數(shù)據(jù)已經(jīng)放到存儲設備中之后，業(yè)務又不允許中斷。這樣的管理幾乎是不可能完成的任務。因此，當用戶的應用和數(shù)據(jù)量到達一定的水平，就必須考慮將分散在各種平臺上的數(shù)據(jù)整合(consolidate）到一個統(tǒng)一的平臺，進行統(tǒng)一管理。一方面提升數(shù)據(jù)和設備的使用效率，一方面大大降低維護和管理成本。35為什么要用網(wǎng)絡存儲容量不夠啦。容量又不夠啦。要上

28、新系統(tǒng)啦。容量又不夠啦。需要備份所有的數(shù)據(jù)啦。備份帶寬不夠啦。業(yè)務不能中斷啊，可不可以調(diào)配一下這些DAS的容量啊。容災怎么辦啊。又怎么啦。DAS怎么這么多毛病啊，累死了，還要不要人活啦。36網(wǎng)絡存儲的一些問題網(wǎng)絡存儲的一些問題SAN的使用，從根本上是要建立一個開放、高性能、高可靠、高可擴展性的存儲資源平臺，從而能夠應對快速的業(yè)務變化和數(shù)據(jù)增長。因此，存儲系統(tǒng)的應用，往往是和“數(shù)據(jù)集中”“數(shù)據(jù)整合”“服務器整合”等需求是緊密聯(lián)系在一起的。只有進行了數(shù)據(jù)集中，才有可能對數(shù)據(jù)進行有效管理，這是存儲的基本邏輯。當然，數(shù)據(jù)一旦集中之后,又會產(chǎn)生一些新的問題。我們來看下面的幾個例子。37財務系統(tǒng)Linux

29、電子郵件WEB系統(tǒng)SUN/SolarisWindows內(nèi)部文檔HP/NTJFS交易系統(tǒng)IBM/AIX網(wǎng)絡存儲的一些問題網(wǎng)絡存儲的一些問題SAN網(wǎng)絡提供一個卷給IBM服務器IBM機器將該卷格式化為JFS文件系統(tǒng)windows機器試圖訪問該卷上的JFS文件系統(tǒng)不認識該卷上的JFS文件系統(tǒng)，回去通知服務器吧不認識，認命吧這個實驗表明，在一個SAN環(huán)境中，有Windows、Linux、IBM AIX、SUN Solaris幾個主機，當一個邏輯硬盤被IBM AIX格式化為JFS文件系統(tǒng)格式后，Windows主機無法訪問這個硬盤。這個道理我們已經(jīng)很清楚，因為Windows不支持IBM AIX的JFS文件系

30、統(tǒng)，因此無法讀取JFS文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)。第一個實驗第一個實驗38NTFS財務系統(tǒng)Linux電子郵件WEB系統(tǒng)SUN/SolarisWindows B內(nèi)部文檔HP/NT交易系統(tǒng)Windows ASAN網(wǎng)絡提供一個卷給Windos A服務器Windows A機器將該卷格式化為NTFS文件系統(tǒng)認識該卷上的NTFS文件系統(tǒng)，回去通知服務器吧網(wǎng)絡存儲的一些問題網(wǎng)絡存儲的一些問題第二個實驗第二個實驗我也可以讀寫這個NTFS文件系統(tǒng)了。如果Windows A機器寫一個新文件到這個NTFS文件系統(tǒng)，我能看見嗎？我試試看能不能讀寫這個NTFS文件系統(tǒng)。我怎么看不見Windows A寫的那個文件呢？其實原因很簡單。我

31、們還是拿圖書館來類比。假設現(xiàn)在一個圖書館的書庫，也被另一個圖書館共享。A圖書館往書庫里存了10本書，這個時候，B圖書館并不知道A圖書館的這個動作，并未更新它的目錄，因此無法知道書庫里已經(jīng)多了這10本書。辦法只有一個，就是每次圖書館放入新書的時候，都發(fā)一個通知給其他圖書館，讓大家都更新自己的圖書目錄。遺憾的是，大家要注意一點，目前所有的商用文件系統(tǒng)，都沒有這種通知功能，也沒有明確這種通知機制和格式的標準。 所以大家還會想到，如果多個主機同時對一個邏輯硬盤進行讀寫，由于缺乏這種協(xié)調(diào)機制，就會造成嚴重的沖突，導致數(shù)據(jù)錯誤和不可用。不同主機的同一個操作系統(tǒng)還會出現(xiàn)這樣的問題，那么不同操作系統(tǒng)問題就更大

32、了。比如Windows喜歡在啟動的時候，對每一塊它看到的硬盤都寫一個“簽名”。如果這個簽名寫到UNIX的磁盤上，很可能會徹底破壞這個磁盤的文件格式，導致數(shù)據(jù)丟失。由此可見，多機讀寫，導致硬盤上數(shù)據(jù)一團糟。39網(wǎng)絡存儲的一些問題網(wǎng)絡存儲的一些問題那么怎么避免這樣的問題呢？在SAN領域有一個叫做 “LUN Masking” 的功能，直接翻譯就是LUN屏蔽。所謂LUN就是咱們剛才說的邏輯硬盤，至于邏輯硬盤和物理硬盤有什么區(qū)別，咱們在上一講“RAID技術”中已詳細介紹。在IP-SAN中，通過簡單的VLAN劃分，就能根據(jù)需要，讓主機只能訪問指定的硬盤，或者讓硬盤只能被指定的主機訪問。在FC-SAN中實現(xiàn)

33、這個功能要復雜一些，要么是要求存儲系統(tǒng)具備這個功能，能夠主動識別前端主機的FC卡地址WWN，要么需要在中間加入FC交換機來使用一個叫Zoning的功能實現(xiàn)。NTSolaris DisksHP-UXNTDisksHP-UXDisksSolarisZoning滿足SAN 任意連接的要求 真正支持異構(gòu)平臺的SAN40網(wǎng)絡存儲的一些問題下面我們討論網(wǎng)絡存儲中幾個非常重要的問題：、數(shù)據(jù)安全性通過網(wǎng)絡存儲將數(shù)據(jù)都集中之后，首先需要考慮的問題就是：數(shù)據(jù)都集中到一個或幾個海量存儲設備中之后，數(shù)據(jù)丟失將會帶來的損失也相應增大了很多。同時，存儲網(wǎng)絡支持著很多前端運用的運行，一旦出現(xiàn)故障，可能就會影響到多個運用中斷

34、。因此，從網(wǎng)絡存儲出現(xiàn)的第一天，數(shù)據(jù)安全性就是一個最重要的問題。不僅存儲設備需要做到高可靠、各種部件冗余、連接鏈路冗余，還需要配合一整套的數(shù)據(jù)備份恢復體系，對于要求嚴格的用戶，甚至還需要建立遠程備份恢復系統(tǒng)，來保障數(shù)據(jù)的安全性。41網(wǎng)絡存儲的一些問題2、性能數(shù)據(jù)集中后，整個存儲域網(wǎng)（SAN）和存儲設備，均需要支持來自不同應用服務器的數(shù)據(jù)存取需要。這對整個SAN和存儲設備都提出了很高的性能要求。3、擴展性建立存域網(wǎng)的一個重要原因，是需要克服DAS系統(tǒng)擴展困難，標準不一的問題。因此，存域網(wǎng)應該能夠提供非常方便的，從性能、功能、容量等各個方面的擴展能力，能夠動態(tài)地隨著用戶的業(yè)務需求而調(diào)整和擴展。4、

35、兼容性存域網(wǎng)既需要支持各種操作系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、文件系統(tǒng)。又需要支持各種類型的存儲系統(tǒng)，能夠把各種存儲設備集中到統(tǒng)一的平臺上進行管理。5、管理建立存域網(wǎng)的另一個非常重要的原因，就是要降低DAS系統(tǒng)管理維護成本高的弊病，因此需要搭建一個標準化、通用、易管理的平臺，來降低維護和管理的人員和專業(yè)技能的要求。42網(wǎng)絡存儲之夢數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊容量模塊數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊容量模塊復制模塊遠程啟動模塊復制模塊遠程

36、啟動模塊數(shù)據(jù)安全模塊數(shù)據(jù)快照模塊 數(shù)據(jù)安全模塊數(shù)據(jù)快照模塊備份模塊NAS模塊備份模塊NAS模塊容災模塊NAS模塊容災模塊鏡像模塊容災模塊鏡像模塊容量模塊網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)應用服務器應用網(wǎng)絡存儲網(wǎng)絡服務器增加,需要提升存儲系統(tǒng)的性能網(wǎng)絡連接模塊網(wǎng)絡連接模塊網(wǎng)絡連接模塊網(wǎng)絡連接模塊需要增加存儲容量應用發(fā)生變化時可動態(tài)增加各種功能模塊一個應用運行的情況因此，網(wǎng)絡存儲的目標，是要建立一個高可靠、高性能、高可擴展性、兼容性強、管理簡便的存儲資源平臺，從而能夠應對快速的業(yè)務變化和數(shù)據(jù)增長。從使用者的角度，也就是用戶需求的角度，都存有一個對網(wǎng)絡存儲的夢想：下圖將演示：一個堅固大存儲池，分成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)安全管理、

37、存儲容量等幾個層面。當主機增多時，簡單加入幾個數(shù)據(jù)處理模塊，即提高了系統(tǒng)性能；數(shù)據(jù)量增長時，簡單加入幾個容量模塊，即可，整體容量就得到擴展，數(shù)據(jù)嘩嘩進入；需要進行備份和遠程容災時，簡單加入數(shù)據(jù)安全管理模塊，就具備了將數(shù)據(jù)抽出，復制到遠端的功能。請注意，在完成各種調(diào)整的時候，應用主機是完全不需要知道后臺的變化，甚至不需要停機，就可以動態(tài)地獲得各種新的資源服務！這樣一個“透明的”“可以動態(tài)地擴展調(diào)整”“安全”的“存儲池”，用今天的IT語言描述，就是“存儲的資源化或存儲服務化”，把存儲變成一種可以隨時獲得的資源，具備隨時根據(jù)應用需求提供數(shù)據(jù)存取服務的能力。用戶從這種資源化中，可以以最低的采購、運行、

38、維護、管理成本，完全根據(jù)應用的需要來獲得適合的數(shù)據(jù)服務。43NAS是什么？是什么？ 現(xiàn)在咱們考慮一個問題：我們建立了SAN，將數(shù)據(jù)集中起來。為了避免服務器間的文件系統(tǒng)沖突和數(shù)據(jù)錯誤，通過LUN Masking的方式對LUN進行了隔離。然而，在某些應用中，的確需要多個主機共享數(shù)據(jù)，有時甚至是不同操作系統(tǒng)主機間需要進行共享。這個方面的一個典型例子是多臺Web服務器訪問同一個Web數(shù)據(jù)源。 大家也許立刻可以想到我們平時做數(shù)據(jù)共享的一種常用方式：文件共享。 在Windows主機上，通過建立共享文件夾，讓其他主機可以同時讀寫這個文件。第一個打開文件的主機可以寫，第二個用“只讀”方式打開。第一個寫完，其他

39、主機也可以寫回。 問題：為什么在這種情況下就不會出現(xiàn)文件系統(tǒng)的沖突和數(shù)據(jù)混亂呢？ 原因是：在使用這種“網(wǎng)絡共享”出來的文件夾或者磁盤的時候，并不需要我們來“格式化”硬盤。因為共享出來的空間已經(jīng)不是“硬盤設備”，是連接到這快存儲空間的主機已經(jīng)建立了文件系統(tǒng)之后共享出來的文件夾！44NAS是什么？是什么？讓我們來看一張圖：典型的SAN、NAS,文件系統(tǒng)在不同位置的圖。大家可能會問：是不是大家都訪問同一個文件系統(tǒng)，就解決了數(shù)據(jù)共享的問題了呢？答案是：其實在這種訪問機制中還有一個重要的“幕后英雄”。NFS和CIFS。我們前面說過，由于文件系統(tǒng)之間缺乏相互通知的機制和標準，導致了無法共享同一個硬盤設備。

40、但在通過網(wǎng)絡共享文件方面，卻存在兩個得到認可的標準協(xié)議：NFS和CIFS，NFS是用于訪問UNIX主機的，CIFS是用于訪問Windows主機的。相當于，不同的文件系統(tǒng)在通過網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)的時候，都先轉(zhuǎn)化成NFS或CIFS，通訊完成后再把接收到的文件轉(zhuǎn)化成主機自身的文件系統(tǒng)格式。這種文件系統(tǒng)僅僅可以用來做網(wǎng)絡文件共享，不能用來做硬盤的格式化管理。45NAS是什么？ 一張在SAN環(huán)境中，通過NAS網(wǎng)關的方式提供NAS服務的圖。一部分應用通過SAN來直接訪問硬盤塊設備，另一部分應用通過NAS來進行文件共享訪問。 這個圖也就是用NAS網(wǎng)關實現(xiàn)的“SAN+NAS”。但這還不是真正的體系和服務融合方式，僅

41、僅是簡單的疊加在一個網(wǎng)絡中。因為NAS僅僅只是接入到SAN中的一個文件服務器，并沒有融合到SAN的資源平臺中。另外需要提醒大家的是，無論NFS/CIFS，都是基于IP的應用層協(xié)議，必須通過IP網(wǎng)絡實現(xiàn)。46NAS是什么？因此，這種共享方式早在網(wǎng)絡存儲之前就已存在，一般稱之為“文件服務器”，通過設置一個專用的服務器，向外提供NFS/CIFS共享服務，接受來自各種主機的文件訪問。當然，我們也可以發(fā)現(xiàn)，由于NFS/CIFS方式是通過至少兩次文件格式轉(zhuǎn)換才完成數(shù)據(jù)的讀寫，而且只能以“文件”為單位，一定程度上影響了訪問效率和應用模式。一般適用于基于文件共享、文件級傳輸?shù)膽妙愋?，比如剛才提到的Web服務

42、等。而對于數(shù)據(jù)庫一類，以“塊”為單位數(shù)據(jù)讀取的應用，則有些不太適宜。所謂NAS，英文為Network Attached Storage，翻譯為“網(wǎng)絡附屬存儲”。事實上就是指提供NFS/CIFS服務功能的存儲設備。從結(jié)構(gòu)上來說，就是架在SAN或DAS存儲之上的一個專用服務器。（一般而言，NAS會針對文件共享這種應用，專門對文件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)進行優(yōu)化，使得文件訪問的效率大大高于普通服務器）。因此，目前市場上將SAN和NAS當成兩種不同存儲結(jié)構(gòu)和技術的看法是錯誤的,NAS嚴格意義上是存儲之上的一種應用服務。只是由于歷史上廠商競爭，各說各話，對市場產(chǎn)生的概念誤導。SAN和NAS之間完全不是相互排斥的技

43、術，而是處于不同層面的技術，完全可以統(tǒng)一在一個架構(gòu)之中。47FC-SAN FC-SAN從上個世紀末開始了存儲資源化的嘗試，希望在FC協(xié)議基礎上在服務器后端建立起網(wǎng)絡存儲平臺。 FC-SAN產(chǎn)品的大規(guī)模應用國際上是在98、99年，尤其是2000年問題測試和“.com”泡沫期間，高速成長了幾年，之后開始衰退。2003年，隨著IT行業(yè)的復蘇，又開始不斷增長。FC-SAN發(fā)展的根本動力，是Internet和電子商務應用帶來應用的變化和數(shù)據(jù)的高速膨脹，DAS方式完全不能適應這樣的變化，因此迅速被FC-SAN蠶食。 FC-SAN在設備整合、數(shù)據(jù)集中方面向前邁進了一大步，使IT用戶真正開始將存儲作為一個完整

44、的系統(tǒng)考慮，從過去存儲僅僅作為服務器的一個配件，開始將存儲系統(tǒng)作為IT基礎設施的重要組成部分來進行規(guī)劃。但在用戶在網(wǎng)絡存儲的夢想鼓舞下，開始大規(guī)模部署使用FC-SAN的時候，F(xiàn)C-SAN的一系列問題也逐步暴露出來。48FC-SAN圖示：一個大規(guī)模的FC-SAN應用環(huán)境FC-SAN的主要問題體現(xiàn)在：一、由于FC協(xié)議發(fā)展時間太短，參與開發(fā)和產(chǎn)品化的企業(yè)較少，導致產(chǎn)品在兼容性、互通性上出現(xiàn)了很大的困難。即使到今天，很少有FC-SAN的實施項目能夠在用戶系統(tǒng)中順利地安裝部署，接口卡、FC交換機、FC存儲系統(tǒng)、存儲管理軟件間的版本、協(xié)議實現(xiàn)、操作規(guī)范都相當不統(tǒng)一。這一點從各個FC廠商動輒幾百頁的兼容性列

45、表中可見一斑。最大的FC存儲系統(tǒng)廠商EMC號稱投資了10億美金建立測試實驗室進行兼容性測試就直接體現(xiàn)了由于協(xié)議不成熟帶來的困境。二、由于FC協(xié)議應用的局限性，一方面帶來系統(tǒng)的高昂成本，另一方面造成了FC-SAN維護管理人員的稀缺。用戶在采購FC-SAN之后，往往不得不長期求助于供應商提供專業(yè)服務。據(jù)統(tǒng)計，在國內(nèi)，用戶每年花在FC-SAN的系統(tǒng)保修服務的費用在3-5個億，占當年采購成本的15%左右。如果再算上系統(tǒng)安裝部署階段的專業(yè)服務費用支出，以5年計算，整個服務費用支出與系統(tǒng)采購達到1:1！SAN及數(shù)據(jù)管理SAN應用SAN信息基礎結(jié)構(gòu)WAN49FC-SAN三、從技術方面看，F(xiàn)C協(xié)議設計時為了追

46、求性能，大幅度簡省了協(xié)議管理功能和協(xié)議控制功能，基本上只能算一個二層協(xié)議。到今天也沒有形成哪怕一個得到普遍接受和使用的管理協(xié)議（類似IP中的SNMP、CHAP、RIP、MPLS等）。使得FC-SAN用戶真正面臨業(yè)務擴展延伸、多存儲平臺整合等問題時，要么只能整網(wǎng)使用個別廠商昂貴的私有協(xié)議設備，要么只能妥協(xié)業(yè)務要求。四、FC-SAN高昂的成本和協(xié)議封閉，使得產(chǎn)品的開發(fā)、升級、擴容代價高昂。從2000年以來，存儲市場中最大的中端部分就一直5年不變地維持著前端兩個存儲控制器，后端兩個（最多四個）光纖環(huán)路的結(jié)構(gòu)。不僅產(chǎn)品本身無法進行性能和處理能力擴展，產(chǎn)品型號向上的升級也是完全無法實現(xiàn)。沾到FC-SAN

47、的所有產(chǎn)品都身價高昂，無論是備份軟件的FC-SAN模塊，甚至SCSI硬盤簡單更換連接口成為FC硬盤，都要翻上幾倍的價錢。五、在存儲借助FC-SAN成為獨立系統(tǒng)的過程中，存儲產(chǎn)商紛紛在磁盤控制器中開發(fā)了各種各樣的數(shù)據(jù)管理功能（如卷管理、數(shù)據(jù)快照、遠程復制等）。同樣，由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)操作標準，各個廠商之間的功能完全無法互通，一旦用戶使用了兩家以上的存儲設備，又重新陷入和DAS系統(tǒng)一樣難以統(tǒng)一管理的泥潭之中。以上問題，使得用戶使用網(wǎng)絡存儲的目標產(chǎn)生了嚴重的偏離，很多用戶甚至開始質(zhì)疑為什么要放棄DAS而使用昂貴的FC-SAN.50FC-SAN我們來看幾個場景1、用戶在環(huán)境中高高興興買來一堆SAN設備

48、，開始部署使用。一會兒管理員報告：領導，咱們的卡的軟件版本和咱們存儲系統(tǒng)的軟件版本不兼容，恐怕要換一個。一會兒又報告：領導，咱們的備份軟件不支持咱們的數(shù)據(jù)快照功能。一會兒報告：領導：供應商說，如果要上容災備份，這個系統(tǒng)不支持，需要重新買另外一個系統(tǒng)。我們原來的數(shù)據(jù)如果要倒進新系統(tǒng)，需要購買“數(shù)據(jù)遷移”專業(yè)服務。用戶暈中2、用戶一怒之下，決定重新購買另一家的產(chǎn)品，現(xiàn)在環(huán)境中有了兩臺存儲設備。管理員匯報：領導，我們主機上裝的廠商甲的鏈路管理軟件和現(xiàn)在廠商乙的軟件沖突，不能在一個機器上用。用戶只好把新買的機器掛到另一個主機上去。一會兒管理員匯報。一會兒報告：領導，新機器運行Oracle數(shù)據(jù)庫特別慢，

49、供應商說我們應該購買他們的Oracle應用加速軟件和專業(yè)服務，一個License和配套服務大概50萬。用戶暈中3、最后一個場景，系統(tǒng)管理員來向用戶辭職，領導，和FC-SAN戰(zhàn)斗一年，我也變成存儲專家了，XX廠商給我出30萬年薪讓我去工作，看來存儲的錢真的好掙.51IP-SANIP網(wǎng)絡是一個開放，高性能，高可擴展，可靠性高的網(wǎng)絡平臺 IP網(wǎng)是國際互連網(wǎng)，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡的主要形式。經(jīng)過多年發(fā)展，IP網(wǎng)絡實現(xiàn)了最高的可管理性和互操作性。TCP/IP協(xié)議彈性強，適應網(wǎng)絡的各種變化，無需停止服務即可實網(wǎng)絡變更。1G的以太網(wǎng)已經(jīng)普及，2006年會擴展到10G。FC在2008年才能到4G。不同廠家的IP網(wǎng)設備

50、兼容性好。網(wǎng)絡設備采購成本低廉。以太網(wǎng)知識普及，以太網(wǎng)多年的發(fā)展培養(yǎng)了無數(shù)的網(wǎng)絡管理人員。IP SAN的基本想法是通過高速以太網(wǎng)絡連接服務器和后端存儲系統(tǒng)。將SCSI指令和數(shù)據(jù)塊經(jīng)過高速以太網(wǎng)傳輸，繼承以太網(wǎng)的優(yōu)點，實現(xiàn)建立一個開放、高性能、高可靠性，高可擴展的存儲資源平臺。52IP-SANIP-SAN優(yōu)點實現(xiàn)彈性擴展的存儲網(wǎng)絡，能自適應應用的改變。已經(jīng)驗證的傳輸設備保證運行的可靠性以太網(wǎng)從1G向10G及更高速過渡，只需通過簡單的升級便可得到極大的性能提升，并保護投資IP跨長距離擴展能力，輕松實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)復制和災難恢復大量熟悉的網(wǎng)絡技術和管理的人才減少培訓和人力成本將以太網(wǎng)的經(jīng)濟性引入存儲 降

51、低用戶總體擁有成本。53目錄認識存儲01存儲控制器與RAID02網(wǎng)絡存儲概念03幾點技術0454網(wǎng)絡存儲的主要協(xié)議和技術SCSI（Small Computer System Interface） 即小型計算機系統(tǒng)接口,可以劃分為SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3 Ultra320 SCSI傳輸速率可以達到320MB/sFC ( Fibre Channel )光纖信道，一種數(shù)據(jù)傳輸技術，用于計算機設備之間數(shù)據(jù)傳輸，傳輸率可以達到1或2 Gbps。光纖通道支持三種架構(gòu)：點對點、仲裁環(huán)和交換式架構(gòu)。但它的兼容性亦被詬病，這個主要是因為（就像早先的 SCSI技術）產(chǎn)商有時會以不同的方式解讀標準，

52、而且以多種方式實現(xiàn)。 iSCSI互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口,是一種在TCP/IP上進行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉藴?。iSCSI可以實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡上運行SCSI協(xié)議，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進行快速的數(shù)據(jù)存取備份操作。iSCSI繼承了兩大最傳統(tǒng)技術：SCSI和TCP/IP協(xié)議。55RAID技術技術RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)廉價冗余磁盤陣列RAID有從 RAID 0 到 5等6種明確標準級別的RAID 級別。RAID 0、1、2、3、4、5另外，其他還有6、7、10（RAID 1與RAID 0的組合）、01（RAID 0與RAID 1的組合）、3

53、0（RAID 3與RAID 0的組合）、50（RAID 0與RAID 5的組合）等。不同RAID 級別代表著不同的存儲性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲成本56RAID 0技術技術RAID 0也稱為條帶化（stripe），將數(shù)據(jù)分成一定的大小，順序地寫到陣列的磁盤里，并行I/O，速度最快,缺點是沒用冗余D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D1D5D9D2D6D10D3D7D11D4D8D1257RAID 1技術技術RAID1即為鏡像（mirror），它將數(shù)據(jù)完全一致地分別寫到工作磁盤和鏡像磁盤，RAID1提供了最佳的數(shù)據(jù)保護，一旦工作磁盤發(fā)生故障，系統(tǒng)自動從鏡像磁盤讀取數(shù)據(jù)，不會影響用戶

54、工作。RAID1應用于對數(shù)據(jù)保護極為重視的應用。58RAID 2技術技術RAID2稱為糾錯漢明碼磁盤陣列，陣列中序號為2N的磁盤（第1、2、4、6）作為校驗盤，其余的磁盤用于存放數(shù)據(jù)，磁盤數(shù)目越多，校驗盤所占比率越少。RAID2在大數(shù)據(jù)存儲額情況下性能很高，RAID2的實際應用很少。59RAID 3技術RAID3RAID3為單盤容錯并行傳輸陣列盤。它的特點是將檢驗盤減小為一個(RAID2校驗盤為多個，RAID1檢驗盤為1比1)，數(shù)據(jù)以位或字節(jié)的方式存于各盤(分散記錄在組內(nèi)相同扇區(qū)號的各個磁盤機上)。它的優(yōu)點是整個陣列的帶寬可以充分利用，使批量數(shù)據(jù)傳輸時間減??；其缺點是每次讀寫要牽動整個組，每次

55、只能完成一次I/O。60RAID 4技術技術RAID4是一種可獨立地對組內(nèi)各盤進行讀寫的陣列。其校驗盤也只有一個。RAID4和RAID3的區(qū)別是條帶化的方式不一樣， RAID3是按位或按字節(jié)交叉存取，而RAID4是按塊(扇區(qū))存取，可以單獨地對某個盤進行操作，它無需象RAID3那樣，那怕每一次小I/O操作也要涉及全組，只需涉及組中兩臺磁盤機(一臺數(shù)據(jù)盤，一臺檢驗盤)即可。從而提高了小量數(shù)據(jù)的I/O速率。但面對隨機的分散的寫操作，單一的校驗盤往往成為性能瓶頸。61RAID 5技術技術RAID5與RAID3的機制相似，但是數(shù)據(jù)校驗的信息被均勻的分散到的陣列的各個磁盤上，這樣就不存在并發(fā)寫操作時的校

56、驗盤性能瓶頸。陣列的磁盤上既有數(shù)據(jù)，也有數(shù)據(jù)校驗信息，數(shù)據(jù)塊和對應的校驗信息會存儲于不同的磁盤上，當一個數(shù)據(jù)盤損壞時，系統(tǒng)可以根據(jù)同一帶區(qū)的其他數(shù)據(jù)塊和對應的校驗信息來重構(gòu)損壞的數(shù)據(jù)。62RAID 6技術RAID6是一種雙奇偶校驗獨立存取的磁盤陣列。它的冗余的檢、糾錯信息均勻分布在所有磁盤上，而數(shù)據(jù)仍以大小可變的塊以交叉方式存于各盤。這類盤陣列可容許雙盤出錯。 RAID 6的實現(xiàn)代價最高，因為RAID 6不僅要支持數(shù)據(jù)的恢復，又要支持校驗的恢復，這使RAID 6控制器比其他級R A I D更復雜和更昂貴。63RAID 10技術RAID10是RAID1和RAID0的結(jié)合，先做鏡像然后做條帶化，既

57、提高了系統(tǒng)的讀寫性能，又提供了數(shù)據(jù)冗余保護，RAID10的磁盤空間利用率和RAID1是一樣的，為50。RAID10適用于既有大量的數(shù)據(jù)需要存儲，又對數(shù)據(jù)安全性有嚴格要求的領域，比如金融，證券等。64RAID 01技術RAID01也是RAID0和RAID1的結(jié)合，但它是對條帶化后的數(shù)據(jù)進行鏡像。但與RAID10 不同，一個磁盤的丟失等同于整個鏡像條帶的丟失，所以一旦鏡像盤失敗，則存儲系統(tǒng)成為一個RAID-0 系統(tǒng)（即只有條帶化）。RAID01的實際應用非常少。65主機系統(tǒng)高可用技術雙機熱備方式雙機互備方式群集并發(fā)存取方式66雙機熱備雙機熱備在雙機熱備份方式中，主服務器運行應用，備份服務器處于空閑

58、狀態(tài)，但實時監(jiān)測主服務器的運行狀態(tài)。一但主服務器出現(xiàn)異?；蚬收?，備份服務器立刻接管主服務器的應用。也就是目前通常所說的active/standby 方式，主要通過純軟件方式實現(xiàn)雙機容錯。當前應用最廣泛的雙機熱備份軟件主要有LifeKeeper,Rose HA, DataWare和MSCS。LANHeartBeatActiveStandbyAppADiskArray67雙機互備在這種方式中，沒有主服務器和備份服務器之分，兩臺主機互為備份。主機各自運行不同應用，同時還相互監(jiān)測對方狀況。當任一臺主機宕機時，另一臺主機立即接管它的應用，以保證業(yè)務的不間斷運行。也就是目前通常所說的Active/Active方式，主要通過純軟件方式實現(xiàn)雙機容錯。通常情況下,支持雙機熱備的軟件都可以支持雙機互備份方式,當前應用最廣泛的雙機互備軟件主要有LifeKeeper,Rose HA, DataWare和MSCS。68群集并發(fā)存取方式 在這種方式下，多臺主機一起工作，各自運行