1、入门基础知识,系列培训之一,存储产品事业部 同有飞骥科技有限公司,主要内容,第一章：服务器技术基础 第二章：服务器部件技术 第三章：存储技术基础 第四章：存储部件技术,服务器技术基础,第一章：,主要内容,服务器定义 服务器分类 服务器与其它计算设备区别 服务器评价体系 服务器性能参数 网络计算模式,服务器概念,服务器是计算机的一种，它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，它在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。,IA架构服务器,IA（Intel A
2、rchitecture Server）架构服务器：既基于INTEL硬件架构的CISC服务器，使用Intel或与其兼容的处理器芯片的服务器。又称PC服务器,服务器分类按应用规模分类,入门级服务器 工作组级服务器 部门级服务器 企业级服务器,服务器分类入门级服务器,有一些基本硬件的冗余，如硬盘、电源、风扇等，但不是必须的； 通常采用SCSI接口硬盘，现在也有采用SATA串行接口的 部分部件支持热插拨，如硬盘和内存等，这些也不是必须的； 通常只有单路CPU； 内存容量也不会很大，一般在1GB以内。,服务器分类工作组级服务器,通常仅支持单或双CPU结构的应用服务器 可支持大容量的ECC内存和增强服务器
3、管理功能； 功能较全面、可管理性强，且易于维护； 采用Intel服务器CPU和Windows/Linux； 可以满足中小型网络用户的数据处理、文件共享、Internet接入及简单数据库应用的需求。,服务器分类部门级服务器,支持双CPU以上的对称处理器结构； 具备比较完全的硬件配置，如磁盘阵列等； 集成了大量的监测及管理电路，具有全面的服务器管理能力； 具有优良的系统扩展性，能够满足用户在业务量迅速增大时能够及时在线升级系统。,服务器分类企业级服务器,企业级IA服务器是高档服务器 普遍采用四个以上CPU结构 拥有独立的双PCI通道和内存扩展板设计，具有高内存带宽 大容量热插拔硬盘和热插拔电源，具
4、有超强的数据处理能力。 这类产品具有高度的容错能力及优良的扩展性能。,服务器分类按用途功能分类,文件服务器 只负责共享信息的管理、接收和发送，不帮助工作站对所求的信息进行处理 打印服务器 管理打印任务队列，并将网络上的多个打印机提供给客户机共享 通讯服务器 管理通讯设备，将其提供给客户机共享并完成各个“小网“之间的联接和管理 应用服务器 数据库管理服务器：管理多用户对数据库的访问、修改等操作，维护数据库系统的完整与安全； 集中运算服务器：利用服务器的数据处理能力，对某些用户进行集中处理； 网络管理服务器：对整个网络的应用情况进行检测、控制； 容错备份服务器：使服务器的个别硬件故障（如个别硬盘）
5、不会影响到整个网络的应用。 web或mail服务器等,服务器分类按外形分类：塔式&机架式,塔式（Tower）：立式放置的服务器机型； Tower机型在外观尺寸上要求没有Rack严格，可以根据外观需求来适度调整，而Tower机型中“U”的尺寸指的是机箱的宽度尺寸；,T168,T350,机架式 （Rack）：外观尺寸及装配尺寸符合标准尺寸，可以放在标准高度的机架中。如：我们通常所说的1U、2U机箱，“U”是个通用工业机架高度标准，1U1.75英寸=44.45mm,R520 2U机箱,R630 4U机箱,服务器分类按外形分类：刀片式,刀片式（ Blade）：更加紧密堆叠的服务器组，每一个刀片实际上就
6、是一台完整服务器，可以根据应用的增长添加新的刀片来提升性能。 适合进一步对空间要求严格的用户，如电信机房，数据中心，ISP接入中心，高性能计算等用户。 优点： 占用空间更少（比同等服务器数量的机架式机箱） 密度高，成本低，灵活度高 布线集成在机箱背板上，没有杂乱的线缆 缺点 各个厂商有不同的标准，产品间缺乏兼容性 单个刀片的性能低于普通服务器,IA服务器与PC区别,处理能力强 I/O性能强 管理能力强 可靠性强 可用性高 扩展能力强,IA服务器与小型机区别,采用了不同的体系架构 具有良好的工业标准 较高的性能价格比 良好的易用性 降低企业整体TCO,IA服务器与工作站区别,专注于数据吞吐能力
7、可用性与可靠性高 拥有更多的外接扩展设备 在图像处理方面性能较差,服务器性能参数,TPC基准测试 TPC-C测试系统每分钟处理的任务数，单位为tpm,(transactions per minute)。系统的总体价格（单位为美元）除以TPCC值，就可以衡量出系统的性价比（单位为/tpm） OASB测试 反映服务器在基于Oracle应用中的性能 SPECweb2005测试 反映服务器的Web性能,服务器部件技术,第二章：,主要内容,处理器技术 内存技术 总线技术 主板技术 硬盘技术 其它技术 OS技术,处理器技术英特尔双内核技术,什么是双内核处理器技术简而言之，双核处理器就在一颗CPU上集成了两
8、个完整的执行内核，可以同时进行两个整数或者两个浮点运算，这样极大的提高了系统的利用效率，从而推动了系统性能的提升。,处理器技术英特尔双内核技术,不支持超线程技术的双内核处理器,支持超线程技术的双内核处理器,处理器技术Intel处理器分类,IA-32 Desktop: Pentium 4 ： Willamette(.18)-Northwood(.13) -Prescott&Tejas(.09) Server： Xeon ： Foster DP(.18) -Prestonia(.13) -Nocona(.09) Xeon MP：Foster MP(.18)-Gallatin(.13) -Potom
9、ac(.09) IA-64 Itanium 2 ：Mcklinley(.18)-Deerfield(.13) -Madison(.13) -Montecito(.09),处理器技术Intel Pentium 4,Intel NetBurst 微架构 集成二级高速缓存体系结构 L1：执行跟踪高速缓存 L2：512KB高级传输高速缓存 系统前端总线频率800-MHz与533-MHz 频率从2GHz到3.2GHz到更大 支持的Chipset: Intel 875P, 865PE, 865G 支持超线程技术（注）,处理器技术Intel Xeon,英特尔至强处理器 （DEMPSEY） 拥有800MHz/
10、1066MHz的系统总线 使用65纳米制程工艺 采用双内核技术（Dual-Core） 64位英特尔内存扩展技术 （英特尔EM64T ） 1066前端总线 系统总线时钟为266 MHz 1066 MHz 是通过类似“四倍提升”处理器时钟来达到的 提供8.53 GBps的数据带宽,处理器技术Intel Xeon MP,Intel NetBurst微体系结构 集成三级高速缓存体系结构 L1：执行跟踪高速缓存 L2：512KB高级传输高速缓存 L3：512KB或1MB 系统前端总线频率400-MHz 频率从1.4GHz到2.8GHz 支持的Chipset：ServerWorks GC-HE 支持超线程
11、技术,内存技术内存的分类,内存,RDRAM,DDR,DDRII,Fully Buffered,内存技术内存的分类（缓冲）,按是否有缓冲分类 Unbuffered： Registered：,Unbuffered,Registered,Unbuffered,内存技术内存的分类（校验）,按是否有校验分类 Non-ECC ECC,Non-ECC,ECC,Non-ECC,内存技术Fully Buffered DIMM,FB-DIMM系统架构图，类似于PCI-Express的信号总线是其最大的亮点,总线技术总线概念,总线是计算机各模块间进行信息传输一组公共导线通道。它总是由数据总线(Data Bus)、地
12、址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)三部分共同组成,总线技术总线分类,连接上分类： 内部总线：包括 CPU总线和内存总线，用来交换CPU和内存数据。 系统总线：又称I/O通道总线，包括ISA总线、PCI总线和AGP总线。 外部总线：用于连接慢速设备，包括USB和IEEE 1394。,总线技术PCI总线,支持10台外设 总线时钟频率33.3MHz/66MHz 最大数据传输速率133MB/s 时钟同步方式 与CPU及时钟频率无关 总线宽度 32位（5V）/64位（3.3V） 能自动识别外设 特别适合与Intel的CPU协同工作,总线技术PCI-X总线,PCI-X总线
13、频率为133MHz 总线宽度为64bit PCI-X对传统PCI设备向后兼容，降频使用 在相同的频率下，PCI-X将能提供比PCI高14-35%的性能 工作频率随设备变化，4个设备时66MHz，总带宽533M/s；2个设备时100MHz，总带宽800M/s；1个设备133MHz，总带宽1066M/s。,串行信号架构支持更高的信号频率，支持理论最大速率10Gb/s。 相比于PCI提供了更大的性能增长空间 PCI Express X16的速度可以支持对性能要求更为严格的图形加速卡 完整的热插拔功能支持，减少系统裆机时间 I/O桥芯片与北桥芯片直接连接，减少数据延时,Source: Merrill
14、Lynch,PCI Express* Solution,总线技术PCI-Express总线,提供 x1，x4，x8，x16的不同速率和长度的接口 高速接口可以兼容低速设备(反之不行) 在带宽标准相同,PCIE比传统的PCI接口效率更高,更多用作客户机 I/O卡,更多用作服务器I/O卡,图形卡,接口尺寸,总线技术PCI-Express总线,总线技术外部总线,IEEE 1394总线 IEEE 1394是一种串行接口标准，这种接口标准允许把电脑、电脑外部设备、各种家电非常简单地连接在一起。IEEE 1394在一个端口上最多可以连接63个设备，设备间电缆的最大长度是4.5m，目前IEEE 1394规范
15、的传输速度为100400Mb/s。 USB总线 USB(Universal Serial Bus)称为通用串行总线，也是一种连接外围设备的机外总线。一个USB端口最多可连接127台设备。USB1.1传输速度为12Mb/s，用于连接低速的键盘、麦克风、软驱、电话等设备。2002年，USB2.0规范发布，传输速度进步到480Mb/s，USB2.0向下兼容USB1.0/USB1.1。,主板技术芯片组,Chipsets：芯片组 芯片组(chipsets)包括一组芯片。 芯片组体现了主板的主要特性和规范。 芯片组型号： Intel E7230 （T168 G3) Intel E7320（T220/270
16、 G5,R510 G5,R520 G4) Intel E7520（T/R350 G5) Intel E5000V (T/R280,R520 G6,R510 G6) Intel E5000P (T/R350 G6),主板技术Intel芯片组架构,Intel E5000P 芯片组 Intel高性能双路服务器芯片组 支持双核Intel Xeon 处理器，支持Intel扩展内存64位技术（EM64T） Intel E5000V 芯片组 Intel高性价比双路服务器芯片组 高度集成的双路芯片组，在产品特性和价格定位上取得均衡的高性价比解决方案 支持双核Intel Xeon 处理器，支持Intel扩展内存
17、64位技术（EM64T）,主板技术 Intel芯片组架构,增强的RASUM特性: 更高的系统和数据可靠性 更快的系统引导 增强的错误检测和报告 减少了系统退出时间 提升的系统性能和效率: 支持双核XEON和更快的处理器频率 支持多线程处理 提升了内存、存储和I/O数据吞吐量 提升了内存寻址能力 降低了数据瓶颈数量 对多种外部设备的高带宽连接 提升了供电效率,主板技术 Intel芯片组架构,灵活的系统扩展性: 支持系统总线为1066MHz的单/双Intel 双核Xeon 处理器 支持单通道或双通道内存 智能内存管理 强大的应用灵活性 支持灵活的PCI配置 增强的系统平台特性: 支持 PCI Ex
18、press* 支持 FBM(Fully Buffer DIMM)内存 支持系统总线为1066MHz的Intel 双核XEON处理器 全面兼容现存的IA架构软件 支持多数的主流操作系统 支持SATA和SAS,主板技术服务器芯片组定位,硬盘技术常见硬盘参数,主轴转速 IDE 54007200 SCSI 10K15K 平均寻道时间 数据传输率 MTBF（平均无故障时间） SMART （自监测、分析与报告技术）支持,硬盘技术Serial ATA,物理接口与连线 对软件透明 成本与IDE硬盘相当 信号电压降低并支持电源管理 接口速率达到150/300 /600 MB/s, 满足存储技术未来十年发展的需要
19、。 容量：80GB;120GB;160GB.,硬盘技术SATA 连线接口,硬盘技术SCSI硬盘,SCSI-Small Computer System Interface SCSI接口 宽度 突发传输速率 总线类型 终结 SCSI总线必须终结 SCSI ID 控制器默认为ID7, 磁带机默认为ID3 非热插拔SCSI硬盘需要跳线设置SCSI ID Ultr160与Ultra320 SCSI SCSI硬盘容量：18GB;36GB;73GB;146GB,硬盘技术SCSI 接口标准,磁带机主要使用的接口,SCSI硬盘主要使用的接口,硬盘技术SAS接口原理,Serial Attached SCSI,串行
20、SCSI,传输协议植根于SCSI并进行了精简,是U320 并行SCSI的继承者、 新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间。 SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口，此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行ATA (Serial ATA，缩写为SATA)的兼容性。,硬盘技术SAS和SATA物理接口比较,硬盘技术SAS接口优势,满足当前用户对并行SCSI提升到更高带宽的需求,点到点的技术减少了地址冲突以及传输速度的下降，为每个设备提供了专用的信号通路来保证 最大的带宽；
21、 全双工方式下的数据操作保证最有效的数据吞吐量； 同时兼容SATA配置,可使OEM厂商在同一平台上满足客户对SAS和SATA的不同需求； 更细的电缆搭配更小的连接器，提高系统的散热和通风能力，便于内部空间走线和系统升级扩展。,硬盘技术常见硬盘接口参数比较,硬盘技术选择硬盘的几点考虑,成本 SCSI 硬盘高于SATA， SATA略高于ATA MTBF SCSI 硬盘高于SATA和ATA，SATA和ATA相当 可扩展性 SCSI 扩展能力强，SATA和ATA较差 热插拔 SCSI和SATA支持 性能 SCSI 硬盘高于SATA，目前SATA与ATA相当，但将来SATA有性能提升的空间。,硬盘技术R
22、AID概念,RAID Redundant Array of Independent Disks RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列中。,硬盘技术RAID 0,硬盘技术RAID 1,硬盘技术RAID 3,硬盘技术RAID 5,硬盘技术RAID 10&50,硬盘技术RAID 6,硬盘技术 MegaRAID SCSI PCI,320-1,320-2,单通道 LSI 53C1020 Ultra320 SCSI Intel 80302 处理器64-bit, 66 MHz PCI 2.2 支持RAID 0, 1, 5, 10, 和 50 64MB 66
23、MHz ECC SDRAM FlexRAID在线扩容在线RAID级别迁移可选 BBU,双通道LSI 53C1030 U320 SCSIIntel 80303 处理器64-bit, 66 MHz PCI 2.2 支持RAID 0, 1, 5, 10, 和 50 64MB 66MHz ECC SDRAMMicrosoft Cluster Server (MSCS) FlexRAID在线扩容在线RAID级别迁移可选 TBBU 或 BBU,硬盘技术 MegaRAID SCSIPCI-X,320-2X,320-4X,双通道LSI 53C1030 U320 SCSI400MHz Intel 80321 处
24、理器64-bit, 133 MHz PCI-X 1.0128MB ECC SDRAM支持RAID 0, 1, 5, 10, 和 50Microsoft Cluster Server (MSCS)FlexRAID在线扩容在线RAID级别迁移可选 TBBU 或 BBU,四通道LSI 53C1030 U320 SCSI400MHz Intel 80321 处理器64-bit, 133 MHz PCI-X 1.0 128MB ECC SDRAM 带 TBBU支持RAID 0, 1, 5, 10, 和 50Microsoft Cluster Server (MSCS)FlexRAID在线扩容在线RAID
25、级别迁移,硬盘技术 MegaRAID SCSI 320-2E,双通道LSI 53C1030 U320 SCSIIntel Dobson I/O 处理器2.5GHz x8 PCI-Express 连接速率半长尺寸128M DDR SDRAM DIMM 带 iTBBU支持RAID 0, 1, 5, 10, 和 50支持EM64T 和 AMD 64 FlexRAID在线扩容在线RAID级别迁移,其它技术热插拔技术,热插拔风扇,热插拔电源,热插拔PCI,热插拔硬盘,其它技术电源技术：电源分类,电源分类： ATX PC 电源、Intel PC 电源标准 SSI EPS 服务器电源,Intel低端服务器电
26、源标准 SSI TPS 服务器电源，Intel服务器薄电源标准 SSI MPS 及SSI DPS 的高端电源,Intel中高端服务器电源标准,其它技术服务器电源与PC电源的区别,其它技术热插拔冗余电源特性,热插拔拔特性 热插拔的几种形式: 直流输出端与交流端同在插拔面,即交流电从背板上引入,拔出时，先断交流电,后断直流输出线;插入时相反,常用 不管交流电在哪一面,当拔出时电源模块的管理电路发出一触发信号使电源快速关断,输出端才拔开,插入时相反.台达电源用此方式.常用 热插拔时需要实现同步:一个模块插拔时,另一个模块不能宕机或停一下再起来,其它技术热插拔冗余电源特性（续）,冗余特性: 1+1,此
27、时每个模块承担50%的输出功率,当一个模块拔出时,另一个模块承担100%输出功率； 2+1,有三个模块,每个模块承担输出功率的1/3,当拔出一个模块,其余两个模块各承担50%的输出功率;(注1),其它技术监控系统,IPMI定义：由Intel，HP，NEC，Dell发起的一个规范，全称为智能平台管理接口Intelligent Plafform Management Interface。,其它技术常见操作系统,Microsoft Windows系列服务器操作系统 SCO OpenServer 5.0.5/6 SCO UnixWare 7.1.1/2/3 RedHat 6.X/7.X/8.X/9.X
28、 Turbo Linux Server 6.1/7.0 SUN Solaris 8.X/9.X,其它技术Windows 2000 Server,Windows 2000 Server系列操作系统，在Windows NT Server 4.0的良好基础上，设置了操作系统与Web、应用程序、网络通讯和基础设施服务之间良好集成的新标准。 Windows 2000服务器操作系统版本: Windows 2000 Server 支持4CPU/4G内存 Windows 2000 Advanced Server 支持8CPU/8G内存，2节点MSCS集群 Windows 2000 Datacenter Ser
29、ver 支持32CPU/64G内存，4节点MSCS集群,其它技术Windows Server 2003,Windows Server 2003是微软迄今最快、最可靠和最安全的服务器操作系统。 Windows Server 2003 主要优点 可靠性：8节点MSCS群集支持、NLB网络负载均衡、CLR软件引擎 高效性：活动目录、管理服务(SUS/组策略等)、存储管理、终端服务 连接性：XML Web服务、企业UDDI 服务、流媒体服务、网络和通信 经济性：产品和服务架构降低企业TCO(总体拥有成本) Windows Server 2003 版本 标准版：4CPU/4G(IA32) 企业版：8CP
30、U/32G(IA32) 8CPU/64G(IA64) 数据中心版: 32CPU/64G(IA32) 64CPU/512G(IA64) Web版：作为Web服务器使用，支持2CPU/2G。,其它技术RedHat Linux 7.x/8.x/9,用于个人和中小型部门的Linux操作系统，采用最新技术的稳定版Linux内核。主要用于个人桌面、工作站应用，以及小规模的网络服务应用，不能满足运行关键服务、关键应用的高可靠性要求。 特性： 均采用Linux 2.4内核的最新稳定版本内核。从RedHat Linux 8.0开始，可以正常运行在多处理器的计算机上。 采用X Window作为图形用户界面，提供大
31、量桌面应用软件，包括文字处理、多媒体应用，和基于图形的系统管理工具。 支持多种文件系统，包括绝大多数的Windows文件系统。支持软件RAID和逻辑卷管理。 提供大量的开发工具，和开发软件包。 支持绝大多数网络技术标准,支持绝大多数IA架构的总线技术。 缺点： 提供了较新的功能，但不能满足运行关键应用的高稳定性要求。 注意： RedHat公司已经停止了桌面版Linux的开发，后继版本的开发转移为一个开放源代码项目：Fedora。,其它技术RedHat Enterprise Linux,用于中小型企业的Linux系统。采用最稳定的Linux操作系统技术，根据用途不同分为WorkStation、E
32、nterpriseServer、Advance Server三类。最新版本为3.0。 特性： 均采用Linux 2.4内核的稳定版本。支持多种处理器，包括32位Intel处理器和64位Intel处理器。 支持对称多处理器(SMP)、超线程(Hyperthreading)和，可以基于Linux内核发挥硬件的最高性能。 WorkStation是与EnterpriseServer和AdvanceServer配套的桌面客户机环境，提供包括办公、开发、多媒体在内的多种桌面应用环境。EnterpriseServer为中小型企业的网络服务提供高性能、高稳定性的核心网络运行环境，可以提供包括文件服务、打印服务
33、、电子邮件服务、WWW服务和其它商业服务的应用。 AdvanceServer是RedHat公司提供的企业Linux解决方案的核心操作系统，提供了最大的服务器容量支持16个处理器和64GB主存，并提供最高级的技术支持。 每年发布一个新版本，不必频繁升级软件。,其它技术SCO OpenServer 5.0.5/6,用于中小型企业操作系统平台；关键业务应用(财务、医疗、制造、人力资源及其它行业) ；网络服务。 特性： 核心技术是AT&T SVR3.2,支持多处理器系统, swap空间的动态增长, ISA卡即插即用 文件系统引入HTFS、DTFS，文件系统最大容量达到1TB，改善了系统性能，并具有lo
34、g机制，大大增强了系统的可靠性 统一的、功能强大的管理界面SCOADMIN 支持标准化的网络技术 附加产品丰富:支持多媒体应用、网络应用、数据库、加密认证等 提供专门的软件开发版：SCO Openserver Development system 缺点： 因为推出时间较早，对现有的硬件支持不够,不能即使推出最新的驱动程序。,其它技术SCO UnixWare 7.1.1/2/3,是基于Intel和AMD处理器, 新一代面向网络计算模式的企业级高级的操作系统。 继承了UNIX一贯的稳定可靠的特征 保持了系统的连续性（兼容OpenSever及UnixWare 2) 同时在以下各个方面均有巨大的改进
35、操作系统核心SVR5 性能和可伸缩性 管理，软件许可 用户接口 网络 嵌入Java能力 邮件和信息服务,存储技术基础,第三章：,主要内容,存储系统架构 存储系统协议 SAN典型应用,什么是存储？,用于存放数据信息的设备或者系统 等同与计算机系统中的外部存储 存储是一个系统 是计算机技术发展的结果,为什么要了解存储技术？,因为存储变得越来越重要了！,这么多数据， 我该怎么办？,为什么要了解存储技术？,现代企业,用户希望数据在线使用,开始转向外置存储系统,数据在不断增长,缩短备份时间并 保留多个备份版本,我的笔记本硬盘现在几乎存满了照片 需要追加外接存储空间,于是我订购了一块80GB的USB硬盘$
36、 我将照片组织起来并分类存放以便日后查询 我喜欢自己的照片, 可以一旦我丢失了自己的笔记本怎么办? 我需要一套备份系统以免浪费时间!,存储系统中到底使用了什么技术？,SCSI/ATA FC/iSCSI RAID/JBOD DAS/NAS/SAN,SCSI/FC,DAS NAS SAN,RAID JBOD,服务器,SCSI ATA FC,存储系统架构三种架构介绍,DAS ( Direct Attached Storage) 直接挂接存储 SAN ( Storage Area Network ) 存储区域网络 NAS ( Network Attached Storage ) 网络挂接存储,存储系统
37、架构DAS,DASDirect Attached Storag 存储设备(通常为磁盘或磁带)通过电缆直接与计算机相连； 系统存取访问I/O请求(又称为协议或命令)直接在计算机和存储设备间进行.,存储系统架构DAS架构应用,存储系统架构SAN,SAN Storage Area Network 是一种光纤路径网络 主要目的用于在计算机和存储设备之间传输数据 通过使用被称为光纤路径技术（FCP）的串行SCSI I/O协议来传输I/O流量,存储系统架构SAN的优势,任意两点之间的连接和通讯 所有的系统主机共享存储资源 存储数据的传输与应用分开 独立可伸缩的存储资源 存储资源的集中化管理 数据高可用性
38、数据访问容错能力,存储系统架构NAS,NASNetwork Attached Storage一种直连到网络（LAN or WAN）里的特殊用途的存储设备 突出的文件服务性能 向异构客户端平台提供高可用的数据共享,存储系统架构NAS的优势,直接与LANs,WANs相连 突出的文件服务性能 对所有客户端的数据高可用性 异构平台文件共享 与已经存在的系统和网络无缝集成 简单的存储管理,存储系统架构NAS与SAN的对比,NAS 基于LAN存储设备 文件管理 易于安装 进入成本低 在多平台之间提供资源共享,SAN 一种专用存储网络 更高的连通性和带宽 更好的扩展性 最优化的存储协议 异构平台的数据共享,
39、存储系统协议SCSI协议,存储系统协议SCSI协议特性,数据传输是以块（Block）方式进行，块是存放在存储设备上的数据的典型的组织单元； 通用性：在一条总线上可连接8/16台主机和外设控制器，按照相同的控制方法连接磁盘、磁带、光盘、半导体盘、打印机、绘图仪等多种外设。 高级接口：处于更高层次，与设备和主机无关的高级命令系统 高数据传输率：异步和同步两种数据传送方式，从速度较低的打印机、软磁盘到高性能的大容量磁盘装置等广泛领域均可使用。配置灵活，可扩充性能好：总线上所有的设备是一种双向对等关系,总线能够连接多台主机,存储系统协议SCSI协议缺点,无法满足对存储空间呈几何级数增长的需求 存储设备
40、被服务器完全约束、无法共享 不适合作大规模的集群应用 备份必须通过局域网进行、或每台服务器连接独享的带库,SCSI 磁盘设备,以太交换机,距离的限制：小于12米,设备数量的限制：15通道,带宽的限制,没有网络拓扑结构,存储系统协议FC（光纤通道）协议,95年开始，形成了光纤通道协议(20多个) 光纤通道物理和信号接口标准FC-PH 关于光纤通道系统基本要求的FC-FG标准 关于交换连接的FC-SW标准 仲裁环连接的FC-AL标准 各种上层协议的接口标准，如SCSI-FCP,存储系统协议FC协议层次,Transmission Protocol Encode / Decode,Framing Pr
41、otocol Frames are visible, data is not,Common Services Data is visible,基本速率,100MB/s,阶段2,网络协议,通道协议,物理介质层,级别,FC-4,FC-3,FC-2,FC-1,FC-0,阶段 1,传输层,信号协议层,通用服务层,映射层,高层协议,存储系统协议光纤的三种连接拓朴结构,Point-Point,只能连接 2个设备 (直接连接),交换式 Fabric,最多支持1千6百万个设备 (光纤交换机),Arbitrated Loop,最多支持126个设备 (光纤集线器),存储系统协议交换光纤网络Fabric,最大支持1
42、600万个节点 交换式工作只有发生通讯的端口间出现流量 高带宽 物理或逻辑隔离 花费高于 FC-AL 通过支持NL_port protocol的接口连入光纤网络中 交换机上端口为 F_ports 交换机上FL_ports 支持环路连接,Brocade3250,Brocade3850,存储系统协议光纤通道协议的优势,性能 200MB/s（400MB/s）标准 800MB/S已经定义 可用性 基于数据块 热插拔支持 可扩展性 每单元的存储容量在提高 FC-AL支持126设备，FC-SW支持1600万个设备,灵活性 独立协议 灵活的电缆和小型连接器 不需要终结器 多种网络拓扑结构 距离 铜缆30m
43、多模短波光纤500m 单模长波光纤10KM,SAN典型应用SAN的优势,SCSI 高速度 低延时 稳健的传输,LAN网络 广泛的连通性 超长的距离 可路由 可管理性,光纤通道网络 高速度 低延时 稳健数据 广泛的连通性,超长距离 可路由 可管理性,SAN典型应用SAN在集群中的作用,SAN为高可用集群系统提供了存储共享模式 传统的双机热备正是因为SAN才成长为今天的多机集群 SAN提供了集群快速实施能力 SAN提供了集群的快速扩展能力 SAN使32、64等大规模集群奠定了架构基础,基于SAN群集提供高可用解决方案，明显降低成本 一台备用服务器可支持多台工作服务器 N:1切换 减少投资/软件开支
44、 减少维护开支,SAN典型应用存储和服务器集中应用,直接连接存储(DAS) 服务器直接连 可能有超过50%的存储设备闲置，以备扩容之需(空白空间) 管理成本5至6倍于购买成本,存储区域网络(SAN) 仅需20%的备用空间 可立即按需提供存储容量 SAN连接存储设备可以有效减少备用空间 整和UNIX与NT存储增长需求,SAN典型应用网络备份,传统基于LAN的集中备份 备份传输堵塞企业局域网 备份/恢复时间冗长 在备份/恢复期间应用软件和信息需中断服务,SAN典型应用网络备份（续）,LAN-Free备份 与基于网络或直接连接式的备份，SAN可令备份操作更快完成 企业应用程序可更快速恢复服务 缩短意
45、外服务中断时间，尽快恢复遗失或损坏的数据 提高企业生产力,SAN典型应用网络备份（续）,Server-Free备份 数据直接在存储设备之间传输 减少了备份对应用服务器的影响 改善了整个备份系统的性能 减少了备份对LAN的影响,存储部件技术,第四章：,主要内容,GBIC与线缆 光纤通道卡 光纤交换机 磁盘阵列柜,GBIC与线缆GBIC介绍,在使用光纤介质的光信号和电信号之间进行转换 包含一个发射信号的激光设备 GBIC 模块被安装在以下设备上： 主机适配卡（HBA） 光纤通道RAID控制器 光纤通道集线器（HUB） 光纤通道交换机（Switch） 两条通道 真正的全双工传输设备,GBIC与线缆G
46、BIC种类,光纤,铜缆,1Gb/s,2Gb/s,SC,SFP,HSSDC,DB9,HSSDC 2,速度,连接线缆,4Gb/s,SFP,GBIC与线缆光纤通道电缆,电缆 铜缆 便宜 无需激光发射设备 短距离, 设备级联 光纤线缆 核心层 敷层 表层,GBIC与线缆光纤线缆,多模：Multi-mode Fiber,单模：Single-mode Fiber,125 um cladding,125 um cladding,50 um core,62.5 um core,125 um cladding,9 um core,50/125 500 meters 62.5/125 240 meters,9/1
47、25 10 kilometers,光纤通道卡介绍,安装在服务器上PCI to FC Adapter 速度1G/s、2Gb/s、4Gb/s)， 支持Fabric 常见品牌： Qlogic、Emulex、Jni等,光纤交换机功能介绍,8端口以上，每端口独立2 Gbps（或者4Gbps）速率网络交换机 通过自适应1Gbps、2Gbps(和4Gbps) 端口实现前向/后向兼容 企业级特性 高级网络服务 ISL干线合并 帧过滤 安全网络操作系统 开放管理 网络管理器 API,磁盘阵列柜模块化设计,接口卡 RAID 控制器 JBOD 光纤通道I/O卡（含Switch） 窝轮风扇: 动态调速BBU 硬盘：热
48、插拔光纤硬盘 背板：Mid-Plane 电源/风扇：PSU电源风扇模块,电源/风扇模块,BBU,窝轮风扇,扩展卡,RAID卡,磁盘阵列柜阵列柜结构,1.6mm 厚的镀锌材料确保系统的稳固,三层叠压材料用于提高磁盘伺服系统的性能,528W电源 提供充足动力,动态控制风扇转速,内部集成转发器确保光纤信号的质量,ESI I/F 用于所有的15个磁盘槽位,内部集成双工2Gb光纤RAID控制器,全冗余提供了更高的可靠性,BBU 用于易失的缓存,提供更高的服务特性,热插拔和在线可替换的部件,磁盘阵列柜阵列柜RAID控制器,RAID控制器参数 ASIC或者RISC处理器 2Gbps （4Gbps） FC_AL 各2个或4个FC主机通道和磁盘通道 支持Cluster和透明的Failover/Failback 控制器提供数据缓存，支持ECC内存 内部采用硬件XOR异或 支持0,1,3,5,0+1,10,30,50， 每个LUN可有不同RAID级别，最多1024到2048LUN 支持容量为18GB、36GB、73GB、146GB(、300GB)的光纤硬盘,问题解答,
