《網(wǎng)絡存儲》第1課-概述

1、自我介紹自我介紹 姓名姓名: : 冼敏儀冼敏儀 所屬部門所屬部門: : 計算機系網(wǎng)絡技術教研室計算機系網(wǎng)絡技術教研室 聯(lián)系電話聯(lián)系電話:E-Mail: E-Mail: QQ:172594911QQ:1725949111.1 1.1 學習學習內(nèi)容內(nèi)容： 本本課程為?？凭W(wǎng)絡建設類學生提供有關網(wǎng)絡存儲與數(shù)課程為專科網(wǎng)絡建設類學生提供有關網(wǎng)絡存儲與數(shù)據(jù)恢復技術的基本知識及相關操作據(jù)恢復技術的基本知識及相關操作。 主要主要內(nèi)容包括：網(wǎng)絡存儲概述內(nèi)容包括：網(wǎng)絡存儲概述、RAIDRAID、SANSAN、iSCSIiSCSI、網(wǎng)絡備份與恢復規(guī)劃、文件備份、系

2、統(tǒng)環(huán)境備份與恢網(wǎng)絡備份與恢復規(guī)劃、文件備份、系統(tǒng)環(huán)境備份與恢復、備份與恢復復、備份與恢復Active DirectoryActive Directory、域控制器備份與、域控制器備份與恢復、備份與恢復數(shù)據(jù)庫服務器、方案恢復、備份與恢復數(shù)據(jù)庫服務器、方案規(guī)劃規(guī)劃等等1.2 1.2 學習學習目標目標 通過通過本課程學習，學生應該了解及掌握網(wǎng)絡用到的備本課程學習，學生應該了解及掌握網(wǎng)絡用到的備份與恢復技術，以及常用的高可用性技術，在同一個份與恢復技術，以及常用的高可用性技術，在同一個平臺中完成操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、域控制器、平臺中完成操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、域控制器、Exchange Exchange Ser

3、verServer郵件系統(tǒng)、文件等的備份與恢復郵件系統(tǒng)、文件等的備份與恢復。1.3 1.3 教學實施計劃教學實施計劃 學時學時學分學分 6464學時；學時；4 4學分。學分。 教學安排教學安排 1 1學期，每周學期，每周4 4學時。學時。 教學方法教學方法 課堂課堂講授講授2828學時學時；上機實習；上機實習2828學時。學時。考查考查8 8課時課時 考核方法考核方法 考查考查1.3 1.3 教學教學實施計劃實施計劃 評分評分方法方法 1 1記分制：百分制，記分制：百分制，6060分以上為及格分以上為及格 2 2期末總評分由三部分組成：期末總評分由三部分組成： 考勤：考勤：占占總評總評2020

4、，每曠課一次扣每曠課一次扣4 4分，無故曠課分，無故曠課3 3次（次（1212課課時時）取消）取消考試資格。遲到或早退一次扣考試資格。遲到或早退一次扣2 2分。分。 作業(yè)考核：占總評作業(yè)考核：占總評6060。6 6次實驗滿分為次實驗滿分為6060分，各次實驗滿分，各次實驗滿分為分為1010分；分； 期末考察實驗期末考察實驗滿分為滿分為2020分分。1.4 Bibliography 劉劉洪發(fā)洪發(fā). . 網(wǎng)絡網(wǎng)絡存儲與災難恢復存儲與災難恢復技術技術, , 2006, 2006, 電子電子工業(yè)出版社工業(yè)出版社 姜寧康姜寧康. . 網(wǎng)絡網(wǎng)絡存儲存儲導論導論, , 2007, 2007, 清華大學出版社

5、；清華大學出版社； 郭玉東郭玉東等等. .基于基于對象的網(wǎng)絡對象的網(wǎng)絡存儲存儲, , 2007, 2007, 電子工業(yè)電子工業(yè)出版社；出版社； 張張冬冬. .網(wǎng)絡網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)精解與最佳存儲系統(tǒng)精解與最佳實踐實踐, , 2008,2008,清華清華大學出版社；大學出版社； 孫孫曉南曉南. .網(wǎng)絡網(wǎng)絡存儲與數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)備份備份. . 2010,2010,清華大學出清華大學出版社。版社。 2.12.1 存儲技術的發(fā)展史存儲技術的發(fā)展史l存儲在這里的含義為信息記錄，是伴隨人類活存儲在這里的含義為信息記錄，是伴隨人類活動出現(xiàn)的技術，數(shù)據(jù)存儲是人類千年來都在應用并動出現(xiàn)的技術，數(shù)據(jù)存儲是人類千年來都在應

6、用并且探索的主題，在原始社會，人類用樹枝和石頭記且探索的主題，在原始社會，人類用樹枝和石頭記錄數(shù)據(jù)，用象形文字來記錄發(fā)生的事件，記錄的東錄數(shù)據(jù)，用象形文字來記錄發(fā)生的事件，記錄的東西只能自己看懂。西只能自己看懂。2.1.1 2.1.1 竹簡和紙張竹簡和紙張竹簡是中國古代使用的記錄文字的工具，后來被竹簡是中國古代使用的記錄文字的工具，后來被紙張所取代。紙張所取代。2.1.22.1.2 計數(shù)電子管計數(shù)電子管2020世紀中期出現(xiàn)的世紀中期出現(xiàn)的電子存儲裝置電子存儲裝置，容量從，容量從256256到到40964096比特不等，其中比特不等，其中40964096比特的選數(shù)管有比特的選數(shù)管有1010英寸長

7、，英寸長，3 3英寸寬。因為成本太高，并沒有獲得廣泛使用。英寸寬。因為成本太高，并沒有獲得廣泛使用。2.1.32.1.3 穿孔紙帶穿孔紙帶穿孔紙帶用來輸入數(shù)據(jù)，輸出同樣也是在穿孔紙帶上。穿孔紙帶用來輸入數(shù)據(jù)，輸出同樣也是在穿孔紙帶上。它的每一行代表一個字符。它的每一行代表一個字符。2.1.4 2.1.4 磁帶磁帶 磁帶是從磁帶是從19511951年起被作為數(shù)據(jù)存儲設備使用的，年起被作為數(shù)據(jù)存儲設備使用的，從從2020世紀世紀7070年代后期出現(xiàn)了小型的盒式磁帶，長度為年代后期出現(xiàn)了小型的盒式磁帶，長度為9090分鐘的磁帶每一面可以記錄大約分鐘的磁帶每一面可以記錄大約660KB660KB的數(shù)據(jù)。

8、的數(shù)據(jù)。2.1.5 2.1.5 磁鼓存儲器磁鼓存儲器磁鼓存儲器最初于磁鼓存儲器最初于19321932年在奧地利被創(chuàng)造出來，年在奧地利被創(chuàng)造出來，在在2020世紀五六十年代被廣泛用作內(nèi)存，容量大約世紀五六十年代被廣泛用作內(nèi)存，容量大約10KB10KB。2.1.6 2.1.6 硬盤驅(qū)動器硬盤驅(qū)動器第一款硬盤驅(qū)動器第一款硬盤驅(qū)動器IBM Model 350 Disk File, IBM Model 350 Disk File, 于于19561956年制造，其中包含了年制造，其中包含了5050張張2424英寸盤片，而總?cè)萦⒋绫P片，而總?cè)萘坎坏搅坎坏?MB5MB。2.1.7 2.1.7 軟盤軟盤軟盤由軟

9、盤由IBMIBM在在19711971年引入，最初為年引入，最初為8 8英寸盤，之后英寸盤，之后有了有了5.255.25英寸和英寸和3.53.5英寸盤，最早的軟盤容量為英寸盤，最早的軟盤容量為79.7KB79.7KB，軟盤目前已經(jīng)淘汰。軟盤目前已經(jīng)淘汰。2.1.8 2.1.8 光盤光盤第一款光盤于第一款光盤于19871987年進入市場，直徑為年進入市場，直徑為3030厘米，每一厘米，每一面可以記錄面可以記錄6060分鐘的音頻或視頻。光盤技術已經(jīng)突飛猛進，分鐘的音頻或視頻。光盤技術已經(jīng)突飛猛進，出現(xiàn)了出現(xiàn)了CD-ROMCD-ROM、DVDDVD、D9D9、D18D18、藍光技術。、藍光技術。2.1

10、.9 Flash2.1.9 Flash芯片和卡式存儲芯片和卡式存儲2020世紀半葉固態(tài)硅芯片出現(xiàn)，可以將世紀半葉固態(tài)硅芯片出現(xiàn)，可以將FlashFlash芯片用芯片用USBUSB接口接入主機總線網(wǎng)絡，這種集成接口接入主機總線網(wǎng)絡，這種集成USBUSB接口的小型接口的小型便攜存儲設備就是便攜存儲設備就是U U盤，或者說是閃存，盤，或者說是閃存，2.1.10 2.1.10 硬盤陣列硬盤陣列SATASATA硬盤目前已經(jīng)可以在一個盤體內(nèi)實現(xiàn)硬盤目前已經(jīng)可以在一個盤體內(nèi)實現(xiàn)1TB1TB的容的容量、單碟量、單碟320GB320GB容量，但單塊磁盤所能提供的容量和速容量，但單塊磁盤所能提供的容量和速度遠遠無

11、法滿足需求，所以磁盤陣列就應運而生。度遠遠無法滿足需求，所以磁盤陣列就應運而生。2.1.112.1.11 大型網(wǎng)絡化硬盤陣列大型網(wǎng)絡化硬盤陣列隨著磁盤陣列技術的發(fā)展和隨著磁盤陣列技術的發(fā)展和ITIT系統(tǒng)需求的不斷升系統(tǒng)需求的不斷升級，大型網(wǎng)絡化磁盤陣列出現(xiàn)了。級，大型網(wǎng)絡化磁盤陣列出現(xiàn)了。2.2 2.2 存儲的重要性存儲的重要性l企業(yè)已將數(shù)據(jù)存儲視為核心競爭力的一部分，企業(yè)已將數(shù)據(jù)存儲視為核心競爭力的一部分，數(shù)據(jù)作為企業(yè)資產(chǎn)所具有的價值以一種罕見的速度數(shù)據(jù)作為企業(yè)資產(chǎn)所具有的價值以一種罕見的速度顯現(xiàn)出來。保證數(shù)據(jù)的可用性，完整性以及安全性顯現(xiàn)出來。保證數(shù)據(jù)的可用性，完整性以及安全性已經(jīng)成為關系

12、到許多企業(yè)生死存亡的關鍵工作。已經(jīng)成為關系到許多企業(yè)生死存亡的關鍵工作。2.2.12.2.1數(shù)據(jù)的價值數(shù)據(jù)的價值數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型損損 失失Web商務商務所有的所有的Web商務利潤商務利潤在線投資服務在線投資服務償還量和訴訟費用償還量和訴訟費用軟件開發(fā)工作軟件開發(fā)工作重新設計和編碼的花費重新設計和編碼的花費產(chǎn)品設計產(chǎn)品設計重新產(chǎn)生工程文檔的花費重新產(chǎn)生工程文檔的花費制造數(shù)據(jù)制造數(shù)據(jù)取消定單和延遲交貨的罰金取消定單和延遲交貨的罰金定單表目系統(tǒng)定單表目系統(tǒng)所有預算的利潤所有預算的利潤接受賬單接受賬單所有償還中的信貸債務所有償還中的信貸債務支付賬單支付賬單發(fā)貨清單的延遲費及利潤發(fā)貨清單的延遲費及利潤庫

13、存管理庫存管理重新庫存管理花費重新庫存管理花費軟件和許可權數(shù)據(jù)軟件和許可權數(shù)據(jù)重新購買軟件的花費重新購買軟件的花費銷售和示范數(shù)據(jù)銷售和示范數(shù)據(jù)銷售定單量銷售定單量丟失數(shù)據(jù)的花費2.2.22.2.2數(shù)據(jù)資源的保護數(shù)據(jù)資源的保護數(shù)據(jù)資源的保護包括以下三個方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)資源的保護包括以下三個方面的內(nèi)容： 數(shù)據(jù)可用性數(shù)據(jù)可用性：數(shù)據(jù)的供給就應該像電源的供給：數(shù)據(jù)的供給就應該像電源的供給一樣一樣, ,在需要的時候就能獲取在需要的時候就能獲取. . 數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)完整性：避免數(shù)據(jù)的丟失：避免數(shù)據(jù)的丟失 災難恢復能力災難恢復能力2.2.32.2.3選擇存儲系統(tǒng)時應考慮的因素選擇存儲系統(tǒng)時應考慮的因素 費用

14、因素費用因素 存儲系統(tǒng)的升級能力存儲系統(tǒng)的升級能力 性能因素性能因素 系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的可靠性 對系統(tǒng)的維護能否設計成不中斷網(wǎng)絡工作對系統(tǒng)的維護能否設計成不中斷網(wǎng)絡工作2.32.3 現(xiàn)代存儲技術現(xiàn)代存儲技術lRAMACRAMAC的誕生為存儲編年史的誕生為存儲編年史劃上了一記濃厚的重墨。劃上了一記濃厚的重墨。RAMACRAMAC的的出現(xiàn)意味著現(xiàn)代存儲技術的主流出現(xiàn)意味著現(xiàn)代存儲技術的主流磁盤技術的起源?，F(xiàn)代存儲發(fā)磁盤技術的起源。現(xiàn)代存儲發(fā)展史可以劃分為兩條主線：一條展史可以劃分為兩條主線：一條是是磁盤技術磁盤技術，一條則是，一條則是磁帶技術磁帶技術。2.3.1 2.3.1 磁盤技術發(fā)展磁盤技術發(fā)

15、展在整個磁盤技術更新的過程中，在整個磁盤技術更新的過程中，IBM是功不可沒的，幾是功不可沒的，幾乎每一項革命性的磁盤技術都與乎每一項革命性的磁盤技術都與IBM有著千絲萬縷的關系。有著千絲萬縷的關系。1956年年9月，世界上月，世界上第一塊磁盤第一塊磁盤IBM RAMAC 305誕生。誕生。1968年，年，IBM公司提出了公司提出了“溫徹斯特溫徹斯特/Winchester”即所即所謂謂“溫盤溫盤”技術，這是現(xiàn)代絕大多數(shù)磁盤的原型。技術，這是現(xiàn)代絕大多數(shù)磁盤的原型。1973年，年，IBM制造出了第一臺采用制造出了第一臺采用“溫徹斯特溫徹斯特”技術的技術的磁盤磁盤IBM 3340，IBM 3340可

16、稱為現(xiàn)代磁盤可稱為現(xiàn)代磁盤 之父。之父。1979年，年，IBM公司發(fā)明了公司發(fā)明了薄膜磁頭薄膜磁頭（Thinfilm Head）。）。1989 年年 ，IBM 研研 發(fā)了發(fā)了MR 磁阻磁頭技術磁阻磁頭技術，使得個人用戶，使得個人用戶的磁盤突破了的磁盤突破了1GB。1993年，年，IBM研發(fā)了研發(fā)了GMR巨磁阻磁頭巨磁阻磁頭，使磁頭靈敏度進一，使磁頭靈敏度進一步提升，進而提高了存儲步提升，進而提高了存儲 密度，增大了存儲容量。密度，增大了存儲容量。1999年，單碟容量高達年，單碟容量高達10GB的的ATA磁盤面世。磁盤面世。2002年，希捷率先推出年，希捷率先推出SATA接口的酷魚接口的酷魚V。

17、2007年，日立發(fā)布了首款年，日立發(fā)布了首款1TB磁盤，存儲業(yè)正式步入磁盤，存儲業(yè)正式步入TB時代。時代。 2.3.2 2.3.2 磁帶技術發(fā)展磁帶技術發(fā)展磁帶順序讀寫的特性導磁帶順序讀寫的特性導 致在存儲介質(zhì)上查找某個數(shù)據(jù)非常致在存儲介質(zhì)上查找某個數(shù)據(jù)非常困難，數(shù)據(jù)存儲需要困難，數(shù)據(jù)存儲需要 大量的人工手動操作（裝載、卸載和歸大量的人工手動操作（裝載、卸載和歸檔）。因此，磁帶技術一直朝著簡化使用、提升性檔）。因此，磁帶技術一直朝著簡化使用、提升性 能、提高容能、提高容量的方向發(fā)展，可以把磁帶技術的發(fā)展簡單劃分為三個時期：量的方向發(fā)展，可以把磁帶技術的發(fā)展簡單劃分為三個時期： 19521987

18、 年：年：人工手動操作磁帶存儲人工手動操作磁帶存儲 19872002 年：年：自動帶庫創(chuàng)造自動帶庫創(chuàng)造“近線概念近線概念” 2002 年年 現(xiàn)在：現(xiàn)在：2002年，磁帶盒的容量在年，磁帶盒的容量在 這一年首次這一年首次超過了最大的磁盤驅(qū)動器的容量，達到了超過了最大的磁盤驅(qū)動器的容量，達到了1TB。2.3.3 2.3.3 磁帶技術和磁盤技術的融合磁帶技術和磁盤技術的融合硬盤作為在線存儲的一種選擇，它的優(yōu)勢是能夠迅速提高硬盤作為在線存儲的一種選擇，它的優(yōu)勢是能夠迅速提高有效數(shù)據(jù)的獲取時間和具備較高的可用性，缺點是犧牲了硬盤有效數(shù)據(jù)的獲取時間和具備較高的可用性，缺點是犧牲了硬盤的壽命；磁帶存儲是離線

19、進行的，在對有災難備份需求的應用的壽命；磁帶存儲是離線進行的，在對有災難備份需求的應用環(huán)境中能夠發(fā)揮巨大的作用，但是改寫數(shù)據(jù)和自動備份需要耗環(huán)境中能夠發(fā)揮巨大的作用，但是改寫數(shù)據(jù)和自動備份需要耗費大量時間。為了發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，基于硬盤的虛擬磁帶庫與費大量時間。為了發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，基于硬盤的虛擬磁帶庫與磁帶產(chǎn)品配合使用，可以有效提高數(shù)據(jù)存儲的效率。磁帶產(chǎn)品配合使用，可以有效提高數(shù)據(jù)存儲的效率。在多種近線存儲技術中，以在多種近線存儲技術中，以“Tape Buffer/Cache”最為直最為直接有效。它不將備份數(shù)據(jù)直接送入磁帶庫，而是先送到以接有效。它不將備份數(shù)據(jù)直接送入磁帶庫，而是先送到以“ATA

20、或或SATA接口硬盤接口硬盤”組成的磁盤陣列內(nèi)，之后才轉(zhuǎn)移至磁組成的磁盤陣列內(nèi)，之后才轉(zhuǎn)移至磁帶庫。帶庫。2.4 2.4 存儲技術架構存儲技術架構早期的存儲形式是存儲設備（通常是磁盤）與應用服務早期的存儲形式是存儲設備（通常是磁盤）與應用服務器其他硬件直器其他硬件直 接安裝于同一個機箱之內(nèi)，并且該存儲設備是接安裝于同一個機箱之內(nèi)，并且該存儲設備是給本臺應用服務器獨占使用的。給本臺應用服務器獨占使用的。隨著隨著Internet的發(fā)展，在很多大的應用系統(tǒng)中，對磁盤的的發(fā)展，在很多大的應用系統(tǒng)中，對磁盤的讀寫占用了服務器的大量時間，整個系統(tǒng)都處于對磁盤的等讀寫占用了服務器的大量時間，整個系統(tǒng)都處于對

21、磁盤的等待狀態(tài)，磁盤成了服務器的包袱，是整個網(wǎng)絡的瓶頸。待狀態(tài)，磁盤成了服務器的包袱，是整個網(wǎng)絡的瓶頸。面臨的問題：面臨的問題：如何解決如何解決I/O系統(tǒng)作為整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的瓶頸問題？系統(tǒng)作為整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的瓶頸問題？解決的方案：解決的方案：將磁盤從服務器中脫離出來，集中到一起管理。將磁盤從服務器中脫離出來，集中到一起管理。 多個多個服務服務 器可以通過器可以通過SCSI線纜或光纖，利用專用的線纜或光纖，利用專用的SCSI指令、指令、FC協(xié)議建立與存儲系統(tǒng)的連接協(xié)議建立與存儲系統(tǒng)的連接 ，這樣的方式稱之為，這樣的方式稱之為DAS（ Direct - Attached Storage，直接附加存儲）

22、。，直接附加存儲）。2.4.12.4.1 DASDASDAS (Direct Attached Storage)是指將存儲設備通是指將存儲設備通過過SCSI接口或接口或FC (Fiber Channel)直接連接到一臺計算直接連接到一臺計算機上機上，數(shù)據(jù)存儲設備是整個服務器結(jié)構的一部分，在網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲設備是整個服務器結(jié)構的一部分，在網(wǎng)絡中各服務器的數(shù)據(jù)存儲設備都是獨立的。絡中各服務器的數(shù)據(jù)存儲設備都是獨立的。DAS的軟件體系結(jié)構的軟件體系結(jié)構DAS即直連方式存儲，在這即直連方式存儲，在這種方式中，存儲設備是通過電纜種方式中，存儲設備是通過電纜直接到服務器的。直接到服務器的。I/O請求直接發(fā)請求直

23、接發(fā)送到送到存儲設備，它存儲設備，它依賴于服務器，依賴于服務器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲操作系統(tǒng)，是完全獨立與何存儲操作系統(tǒng)，是完全獨立與主機的主機的RAID系統(tǒng)。系統(tǒng)。產(chǎn)品產(chǎn)品介紹：浪潮介紹：浪潮英信英信NS3212提供提供2個個Ultra160 SCSI高速通道高速通道，單機可容納，單機可容納12塊硬塊硬盤，單盤，單盤支持盤支持80/120/160/200/250/300GB， 單機最大容量單機最大容量（30012）3.6TB，通過通過熱插拔技術和冗余設計允許進行熱插拔技術和冗余設計允許進行在線在線維護。維護。支持支持Windows2000/2003、

24、多種多種Unix、Linux操操作系統(tǒng)作系統(tǒng)，是一款是一款DAS存儲模式下的高性價比存儲平臺。存儲模式下的高性價比存儲平臺。 DAS存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)適用環(huán)境適用環(huán)境l 小型網(wǎng)絡小型網(wǎng)絡l 地理位置分散的網(wǎng)絡地理位置分散的網(wǎng)絡 DAS的的問題與不足問題與不足l 數(shù)據(jù)備份和恢復要求占用服務器主機資源數(shù)據(jù)備份和恢復要求占用服務器主機資源l 連接通道通常采用連接通道通常采用SCSI連接，成為連接，成為I/O瓶頸瓶頸l 受到受到SCSI ID的限制擴展性差的限制擴展性差l 當需要對存儲和主機進行擴展時需要停機當需要對存儲和主機進行擴展時需要停機6.2.2NAS1.4.2 NAS1.4.2 NASNAS(

25、Network Attached Storage )全面改進了以前低效的全面改進了以前低效的DAS存儲存儲方式，方式，NAS連接到普通連接到普通的網(wǎng)絡上，通常是的網(wǎng)絡上，通常是以太網(wǎng)，使用以太網(wǎng)，使用一個優(yōu)化的文件系統(tǒng)和瘦（剝離一個優(yōu)化的文件系統(tǒng)和瘦（剝離的）的）操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)，NAS產(chǎn)品與客戶產(chǎn)品與客戶間的通信使用間的通信使用NFS協(xié)議、協(xié)議、CIFS協(xié)協(xié)議，或同時使用兩者議，或同時使用兩者 。6.2.2NAS在在NAS存儲系統(tǒng)中包含兩類存儲系統(tǒng)中包含兩類設備：客戶端設備：客戶端主機和主機和NAS服務器服務器。應用程序應用程序在客戶端主機中產(chǎn)生文件在客戶端主機中產(chǎn)生文件I/O訪問訪問請求

26、的系統(tǒng)請求的系統(tǒng)調(diào)用調(diào)用 假如被假如被訪問的數(shù)據(jù)存在于本地文件訪問的數(shù)據(jù)存在于本地文件系統(tǒng)系統(tǒng)中中，那么文件那么文件I/O系統(tǒng)調(diào)用將會被本地文件系統(tǒng)處理；系統(tǒng)調(diào)用將會被本地文件系統(tǒng)處理；假設被訪問的數(shù)據(jù)存在于遠程文件系統(tǒng)假設被訪問的數(shù)據(jù)存在于遠程文件系統(tǒng)中中，那么那么I/O重定重定向器則通過命令向器則通過命令將通過網(wǎng)絡將通過網(wǎng)絡文件協(xié)議文件協(xié)議(NFS或或CIFS)的消息的消息報報文，由文，由NAS服務器處理服務器處理.6.2.2NAS（續(xù)）NAS的軟件體系結(jié)構的軟件體系結(jié)構6.2.2NAS（續(xù)）NAS的的優(yōu)點優(yōu)點l真正的即插即用真正的即插即用l存儲系統(tǒng)部署簡單存儲系統(tǒng)部署簡單l存儲設備位置非

27、常靈活存儲設備位置非常靈活l管理容易且成本低管理容易且成本低NAS的的缺點缺點l存儲性能較低存儲性能較低l可靠性差可靠性差2.4.3SAN數(shù)據(jù)量的增加使數(shù)據(jù)量的增加使NAS出現(xiàn)了出現(xiàn)了問題，大量問題，大量的數(shù)據(jù)會的數(shù)據(jù)會充斥整個網(wǎng)絡造成網(wǎng)絡性能的充斥整個網(wǎng)絡造成網(wǎng)絡性能的下降下降，因此因此用戶需要一用戶需要一個能支持大容量數(shù)據(jù)存儲而又不會產(chǎn)生任何網(wǎng)絡帶寬個能支持大容量數(shù)據(jù)存儲而又不會產(chǎn)生任何網(wǎng)絡帶寬瓶頸的數(shù)據(jù)瓶頸的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)。SAN(Storage Area Network)是一種專用是一種專用網(wǎng)絡，網(wǎng)絡，可以可以把一個或多個系統(tǒng)連接到存儲把一個或多個系統(tǒng)連接到存儲子系統(tǒng)。它是子系

28、統(tǒng)。它是一種一種在服務器與外部存儲資源或獨立的存儲資源之間實現(xiàn)在服務器與外部存儲資源或獨立的存儲資源之間實現(xiàn)高速、可靠訪問的專用高速、可靠訪問的專用網(wǎng)絡。在網(wǎng)絡。在SAN中，每個存儲設中，每個存儲設備并不隸屬于任何一臺單獨的備并不隸屬于任何一臺單獨的服務器。服務器。6.2.3SAN（續(xù)）SAN的軟件體系結(jié)構的軟件體系結(jié)構在在SAN的存儲系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)中中，其其軟件體系結(jié)構基本上與軟件體系結(jié)構基本上與DAS相相同同，關鍵關鍵區(qū)別是區(qū)別是DAS系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的磁盤控制器的驅(qū)動程序被替換磁盤控制器的驅(qū)動程序被替換成光纖通道協(xié)議棧成光纖通道協(xié)議棧(FC)或或ISCSI、TCP/IP協(xié)議協(xié)議棧。它們棧。

29、它們提供了將提供了將塊級別塊級別I/O指令傳輸?shù)轿挥谥噶顐鬏數(shù)轿挥赟AN網(wǎng)絡另一端的存儲設備的網(wǎng)絡另一端的存儲設備的能力。能力。6.2.3SAN（續(xù)） SAN的的優(yōu)點優(yōu)點l強大的擴展性能：無縫增加設備；強大的擴展性能：無縫增加設備；l高可用：消除了單點故障；高可用：消除了單點故障；l開放的連接：可以將多操作系統(tǒng)和多廠商的存儲設備作為開放的連接：可以將多操作系統(tǒng)和多廠商的存儲設備作為統(tǒng)一的存儲池進行管理；統(tǒng)一的存儲池進行管理；l更容易管理：可集中管理，在不宕機的情況下進行管理。更容易管理：可集中管理，在不宕機的情況下進行管理。 SAN的的缺點缺點（主要針對（主要針對FC-SAN）l標準不統(tǒng)一：各

30、廠家互操作性問題；標準不統(tǒng)一：各廠家互操作性問題；l成本高：正因為各廠家標準不統(tǒng)一，最終導致成本高：正因為各廠家標準不統(tǒng)一，最終導致FC-SAN價價格很高格很高。如果考慮使用如果考慮使用FC-SAN，就不得不購買與之配套的就不得不購買與之配套的HBA卡卡、光纖交換機、光纖磁盤陣列光纖交換機、光纖磁盤陣列、管理軟件等。管理軟件等。SAN和和NAS經(jīng)常被視為兩種競爭技術，實際上，二經(jīng)常被視為兩種競爭技術，實際上，二者能者能 夠很好地相互補充，以提供對不同類型數(shù)據(jù)的訪問。夠很好地相互補充，以提供對不同類型數(shù)據(jù)的訪問。SAN針對海量、面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸，而針對海量、面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸，而NAS則提

31、供文則提供文件級的數(shù)件級的數(shù) 據(jù)訪問和共享服務。據(jù)訪問和共享服務?；仡櫞鎯Πl(fā)展的歷史，無論是存儲技術還是存儲架回顧存儲發(fā)展的歷史，無論是存儲技術還是存儲架構構 都變得越來越成熟，存儲作為獨立的產(chǎn)業(yè)走上了前臺。都變得越來越成熟，存儲作為獨立的產(chǎn)業(yè)走上了前臺。2.5 2.5 關于硬盤的基礎關于硬盤的基礎知識知識l硬盤的結(jié)構硬盤的結(jié)構l硬盤的工作硬盤的工作原理原理l硬盤的接口硬盤的接口類型類型l硬盤的性能指標硬盤的性能指標2.5.1 2.5.1 硬盤的結(jié)構硬盤的結(jié)構2.5.2 2.5.2 硬盤的工作原理硬盤的工作原理 簡單簡單來講，硬盤的工作原理是利用特定的磁粒子的來講，硬盤的工作原理是利用特定的磁

32、粒子的極性來記錄數(shù)據(jù)。磁頭在極性來記錄數(shù)據(jù)。磁頭在讀取讀取數(shù)據(jù)時，將磁粒子的不同極數(shù)據(jù)時，將磁粒子的不同極性轉(zhuǎn)換成不同的電信號，再利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將這些性轉(zhuǎn)換成不同的電信號，再利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將這些原始原始信信號變成電腦可以使用的數(shù)據(jù)，寫的操作正好與此相反。號變成電腦可以使用的數(shù)據(jù)，寫的操作正好與此相反。2.5.3 2.5.3 硬盤的接口硬盤的接口類型類型ATAATA、SATASATA、SCSISCSI、SASSAS、FC FC 這這五種硬盤是目前存五種硬盤是目前存儲領域通用的五種硬盤。儲領域通用的五種硬盤。 ATA ATA 接口接口ATAATA：Advanced Technology Attac

33、hment Advanced Technology Attachment ，俗稱俗稱IDEIDE。使用。使用4040芯電纜與主板芯電纜與主板進行連接進行連接，采用并行總線的，采用并行總線的方式，最初的設計只能支持兩個硬盤。方式，最初的設計只能支持兩個硬盤。ATAATA硬盤可靠性硬盤可靠性較低較低，要求，要求工作負荷小，被廣泛應用于個人電腦存儲工作負荷小，被廣泛應用于個人電腦存儲。 SATA SATA 接口接口串行串行ATAATA（SATASATA：Serial Advanced Technology Serial Advanced Technology Attachment Attachmen

34、t ）。 SATASATA接口接口速率最低速率最低為為150MBps150MBps，300MBps300MBps接口硬盤已經(jīng)形成商用，接口硬盤已經(jīng)形成商用， 規(guī)劃內(nèi)的最高速率可達規(guī)劃內(nèi)的最高速率可達600MBps600MBps，而而IDEIDE硬盤目前最高速率為硬盤目前最高速率為133MBps133MBps，遠遠低于，遠遠低于SATASATA接口。接口。 SATASATA硬盤采用點對點連接方式，支持熱插拔。硬盤采用點對點連接方式，支持熱插拔。SATASATA硬盤采用硬盤采用7 7針細線針細線纜作為纜作為傳輸數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù)的通道通道，彎曲彎曲起起來非常容易來非常容易, , 不不占占空間，利于散熱

35、?？臻g，利于散熱。 SCSI SCSI 接口接口SCSISCSI（Small Small Computer System Computer System InterfaceInterface），小小型計算機系統(tǒng)接口。型計算機系統(tǒng)接口。SCSISCSI硬盤采用硬盤采用并行接口，并行接口， 有有6868針針及及8080針針兩種，接口速率最高兩種，接口速率最高320MBps320MBps。SCSISCSI硬盤轉(zhuǎn)速為硬盤轉(zhuǎn)速為1 1萬轉(zhuǎn)或萬轉(zhuǎn)或1 1萬萬5 5千轉(zhuǎn)千轉(zhuǎn)，最高，最高容量容量300GB300GB，采用總線，采用總線式連接，式連接，一條一條SCSISCSI總線最多掛接總線最多掛接1616個設

36、備，每個設備被分配一個個設備，每個設備被分配一個IDID，通過總線仲裁來，通過總線仲裁來獲得獲得總線訪問權總線訪問權。 SCSI SCSI硬盤性能硬盤性能優(yōu)異，優(yōu)異， 主要應用主要應用于中高端存儲領域。于中高端存儲領域。 SAS 接口接口SAS：Serial Attached SCSI，串行，串行SCSI接口。接口。SAS 硬盤是硬盤是SCSI 硬盤的串行硬盤的串行版本，是版本，是一種點對點、全一種點對點、全雙工、雙雙工、雙端口、提供端口、提供3.0Gbit/s的的接口接口傳輸率的新型接口，傳輸率的新型接口，規(guī)劃可達規(guī)劃可達12.0Gbit/s。支持支持在在SATA兼容兼容 的電纜和連接的電纜

37、和連接器上傳輸器上傳輸SCSI協(xié)議，兼?zhèn)鋮f(xié)議，兼?zhèn)銼CSI所具有的易管理性和可所具有的易管理性和可靠性，而且可以提升性能靠性，而且可以提升性能 和可伸縮性和可伸縮性。 FC 接口接口光纖通道光纖通道Fiber Channel標準標準由由美國國家標準協(xié)美國國家標準協(xié)會（會（American National Standards Institute，ANSI）開發(fā)，為服務器與存儲設備之間提供高速連接開發(fā)，為服務器與存儲設備之間提供高速連接。與與SCSI或或IDE比較，比較，F(xiàn)C有有很大很大不同，是為提高不同，是為提高多硬盤存多硬盤存儲系統(tǒng)的速度和靈活性儲系統(tǒng)的速度和靈活性 而設計的高性能接口。而設

38、計的高性能接口。FC硬硬盤定位于高端存儲應用，可靠性和盤定位于高端存儲應用，可靠性和性能都很高性能都很高。1.5.4 1.5.4 硬盤的性能指標硬盤的性能指標 硬盤硬盤的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速 (Rotational Speed) (Rotational Speed) 即硬盤即硬盤盤片每分鐘轉(zhuǎn)動的盤片每分鐘轉(zhuǎn)動的圈數(shù)圈數(shù)。硬盤硬盤的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速理論理論上上越快越好，較高越快越好，較高的轉(zhuǎn)速可直接縮短硬盤平均潛伏時間和的轉(zhuǎn)速可直接縮短硬盤平均潛伏時間和實際讀寫時間實際讀寫時間。轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速是決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定是決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定因素之一因素之一，同時，同時也是區(qū)別硬盤檔次的重要標志。也是區(qū)別硬盤檔次的重要標志。 平均平均訪問時間訪問時間 (Average (Average Access Time) Access Time)即平均即平均尋道時間與平均潛伏時間的總和。平均尋道尋道時間與平均潛伏時間的總和。平均尋道時間是指硬盤在盤面時間是指硬盤在盤面上移動磁頭至指定磁道所需要的平上移動磁頭至指定磁道所需要的平均時間，平均均時間，平均潛伏時間是指磁頭從到達目標磁道到數(shù)據(jù)潛伏時間是指磁頭從到達目標磁道到數(shù)據(jù)開始傳輸?shù)拈_始傳輸?shù)臅r間，越時間，越短的平均訪問時間越好。短的平均訪問時間越好。 外部外部傳輸率傳輸率 (External T