存儲基本概念

1、存儲基本概念RAID技術(shù)簡介技術(shù)簡介RAID是通過磁盤陣列與數(shù)據(jù)條塊化方法相結(jié)合以提高數(shù)據(jù)可用率的一種結(jié)構(gòu).IBM早于1970年就開始研究此項技術(shù).RAID可分為RAID級別1到RAID級別6通常稱為:RAID0RAID1RAID2RAID3RAID4RAID5RAID6.每一個RAID級別都有自己的強(qiáng)項和弱項.“奇偶校驗“定義為用戶數(shù)據(jù)的冗余信息當(dāng)硬盤失效時可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù).RAID0:RAID0并不是真正的RAID結(jié)構(gòu)沒有數(shù)據(jù)冗余.

2、RAID0連續(xù)地分割數(shù)據(jù)并并行地讀寫于多個磁盤上.因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率.但RAID0在提高性能的同時并沒有提供數(shù)據(jù)可靠性如果一個磁盤失效將影響整個數(shù)據(jù).因此RAID0不可應(yīng)用于需要數(shù)據(jù)高可用性的關(guān)鍵應(yīng)用.RAID1:RAID1通過數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余在兩對分離的磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù).RAID1可以提高讀的性能當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù).RAID1是磁盤陣列中費用最高的但提供了最高的數(shù)據(jù)可用率.當(dāng)一個磁盤失效系統(tǒng)可

3、以自動地交換到鏡像磁盤上而不需要重組失效的數(shù)據(jù).RAID2:從概念上講RAID2同RAID3類似兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上條塊單位為位或字節(jié).然而RAID2使用稱為“加重平均糾錯碼“的編碼技術(shù)來提供錯誤檢查及恢復(fù).這種編碼技術(shù)需要多個磁盤存放檢查及恢復(fù)信息使得RAID2技術(shù)實施更復(fù)雜.因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用.RAID3:不同于RAID2RAID3使用單塊磁盤存放奇偶校驗信息.如果一塊磁盤失效奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)

4、據(jù).如果奇偶盤失效則不影響數(shù)據(jù)使用.RAID3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率但對于隨機(jī)數(shù)據(jù)奇偶盤會成為寫操作的瓶頸.RAID4:同RAID2RAID3一樣RAID4RAID5也同樣將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上但條塊單位為塊或記錄.RAID4使用一塊磁盤作為奇偶校驗盤每次寫操作都需要訪問奇偶盤成為寫操作的瓶頸.在商業(yè)應(yīng)用中很少使用.RAID5:RAID5沒有單獨指定的奇偶盤而是交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗信息于所有磁盤上.在RAID

5、5上讀寫指針可同時對陣列設(shè)備進(jìn)行操作提供了更高的數(shù)據(jù)流量.RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù).RAID3與RAID5相比重要的區(qū)別在于RAID3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸需涉及到所有的陣列盤.而對于RAID5來說大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對一塊磁盤操作可進(jìn)行并行操作.在RAID5中有“寫損失“即每一次寫操作將產(chǎn)生四個實際的讀寫操作其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息.RAID6:RAID6與RAID5相比增加了第二個獨立的奇偶校驗信

6、息塊.兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法數(shù)據(jù)的可靠性非常高.即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用.但需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間相對于RAID5有更大的“寫損失“.RAID6的寫性能非常差較差的性能和復(fù)雜的實施使得RAID6很少使用.網(wǎng)橋:網(wǎng)橋的作用是使LANSAN能夠與使用不同協(xié)議的其它網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)關(guān):網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò)上用來連接兩個或更多網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備的站點，可能執(zhí)行也可能不執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品通常用來實現(xiàn)LAN到WAN的訪問，通過

7、網(wǎng)關(guān)，SAN可以延伸并越過WAN。注意：IBM的SAN數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)一端連接磁帶庫、磁盤子系統(tǒng)之類的SCSI設(shè)備，另一端連接的是光纖通道，這樣，它就是一個路由器，而不是一個網(wǎng)關(guān)。交換機(jī):交換機(jī)是用于連接大量設(shè)備、增加帶寬、減少阻塞和提供高吞吐量的一種高性能設(shè)備。SAN管理為充分利用SAN在性能、可用性、成本、擴(kuò)展性和互操作性方面的多種優(yōu)勢和功能，SAN的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（交換機(jī)、路由器等）和它所連接的存儲系統(tǒng)必須得到有效的管理。為簡化SAN管理，SA

8、N供應(yīng)商需要調(diào)整簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）、Web企業(yè)管理（WBEM）和企業(yè)存儲資源管理（ESRM）標(biāo)準(zhǔn)，用以不間斷地通過中央控制臺監(jiān)視和管理所有SAN的組件，另外，從中央控制臺管理SAN的分區(qū)也是需要的。其中，遇到的最大挑戰(zhàn)是確保所有的組件是可以互操作的，并且能夠和不同的管理軟件包合作。它包括:資產(chǎn)管理:資產(chǎn)管理負(fù)責(zé)資源發(fā)現(xiàn)、資源認(rèn)可和資源安置，其輸出結(jié)果是資產(chǎn)的庫存列表，包括生產(chǎn)商、型號信息、軟件信息和許可證信息等。容量管理:容量

9、管理規(guī)劃SAN的大小，例如所需交換機(jī)的大小和數(shù)量。它還負(fù)責(zé)獲取以下信息：未用空間插槽、未分配卷、已分配卷的自由空間、備份數(shù)目、磁帶數(shù)目、利用率、自由臨時設(shè)備的百分比等。配置管理:配置管理根據(jù)要求提供以下信息：當(dāng)前邏輯和物理配置數(shù)據(jù)、端口利用數(shù)據(jù)以及設(shè)備驅(qū)動器數(shù)據(jù)等，它可以根據(jù)高可用性和連接性的商業(yè)要求配置SAN。配置管理在需要時會要求將存儲資源的配置與服務(wù)器中的邏輯視圖結(jié)合起來。例如，任何人配置了企業(yè)存儲服務(wù)器都會影響該服務(wù)器的最終配置

10、。性能管理:性能管理在需要時會要求改進(jìn)SAN的性能，而且會在所有級別上執(zhí)行問題解決方案——設(shè)備硬件和軟件接口級、應(yīng)用程序級、甚至文件級。這種方式要求所有SAN解決方案都遵守公共的、不依賴于平臺的訪問標(biāo)準(zhǔn)?？捎眯怨芾?可用性管理負(fù)責(zé)預(yù)防故障、在問題發(fā)生時對其加以糾正、對重要事件在其發(fā)展到致命之前提出告警。例如，如果發(fā)生了路徑錯誤，可用性管理功能會確定是一個連接故障還是其它部件故障，然后分配另一條路徑，通知工程師修復(fù)故障部件，并在整個過程中

11、維持系統(tǒng)的運行。IBM的SAN解決方案IBM對SAN的定義：存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)是一個專有的、集中管理的、安全的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它支持服務(wù)器和存儲系統(tǒng)之間的任意到任意連接。IBM對SAN有以下解釋:最底層是物理硬件層.包括各種服務(wù)器平臺及存儲設(shè)備.第二層是連接層，即物理存儲網(wǎng)絡(luò)。IBM將提供必要的存儲網(wǎng)絡(luò)硬件來建立SAN，它還將發(fā)布能夠建立具有獨立于平臺特性網(wǎng)絡(luò)的框架和工具，并提供靈活和可擴(kuò)展的構(gòu)建單元基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)可用于不同供應(yīng)商和平

12、臺的即插即用互操作性。第三層是管理層。IBM將把成熟和經(jīng)過驗證的管理技術(shù)移植到開放系統(tǒng)中來。這些技術(shù)包括第一代（ESCON）SAN交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和OS390的系統(tǒng)管理存儲概念。IBM還在與Tivoli合作開發(fā)一種零反應(yīng)時間、一觸式管理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它將能夠集中式監(jiān)視和管理SAN的所有單元。第四層是開發(fā)層。這一層是需要引入SAN的根本原因。IBM計劃提供一些功能，如磁盤和磁帶匯集使用數(shù)據(jù)移動解決方案的數(shù)據(jù)移植、備份和恢復(fù)，以及群集和數(shù)據(jù)共

13、享解決方案。以上各層都包括服務(wù)和支持。SAN的實現(xiàn)需要理解如何配置這一新出現(xiàn)技術(shù)的各個組成部分。SAN的任意到任意連通性、增加的容量以及復(fù)雜性都突出說明了SAN戰(zhàn)略中關(guān)鍵的系統(tǒng)集成和服務(wù)特性.正因如此，IBM正在督促其全球服務(wù)事業(yè)部提供端對端SAN解決方案所需要的支持、服務(wù)和培訓(xùn)。SAN服務(wù)器和存儲:每種不同的服務(wù)器平臺——包括OS390UNIX(AIXHPSUN以及其它種類)OS400和WindowsNT(PC服務(wù)器)——都使用不同的