存储概念解释.docx

概念解释学习总结 石磊 一、 数据存储方式DAS,NAS,SAN,IP SAN,ISCSI, FC SAN 1. DASDirect Attached Storage（直接连接存储） DAS是指将外置存储设备通过连接电缆，直接连接到一台主机上。连接方式一般为 SCSI或FC接口。 存储设备一般直接连接服务器，服务器为核心，存储设备不直接接入网络。 2. NASNetwork Attached Storage网络附加存储 NAS 是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。由于这些设备 都分配有 IP 地址，所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问，甚至 在某些情况下，不需要任何中间介质客户机也可以直接访问这些设备。 NAS通过LAN直接接入网络的存储系统。 3. IP SAN ISCSI ISCSI是IETF提出的经TCP/IP/以太网传送SCSI指令的协议。通过iSCSI协议，标准 的SCSI命令和数据将被封装成一个以iSCSI头在先的连续字节串，该字节串被送到 TCP/IP层，并被分解成适合网络传输的数据组后，交给主机和适用与iSCSI协议的存储设 备。如果发出一个读数据的请求，则从物理磁盘中检索出数据，将其重新封装成iSCSI字 节串后送到提出请求的主机，整个过称对用户和文件系统是透明的。 IP SAN基于IP网络来搭建SAN，是通过ISCSI 的完整网络存储解决方案来传输指令和 获取数据。 4. FC SAN SAN SAN 是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务 器用作 SAN 的接入点。在有些配置中，SAN 也与网络相连。SAN 中将特殊交换机当作连接 设备。它们看起来很像常规的以太网络交换机，是 SAN 中的连通点。SAN 使得在各自网络 上实现相互通信成为可能，同时并带来了很多有利条件。 FC SAN是指通过支持SAN协议的光纤信道交换机，将主机和存储系统联系起来，组成 一个LUN Based的 “网络“ 。其核心技术就是Fibre Channel（FC，光纤信道）协议，这 是ANSI为网络和信道I／O接口建立的一个标准集成，支持HIPPI，IPI，SCSI，IP，ATM 等多种高级协议。FC SAN独立于LAN的服务器后端存储专用网络，主要利用Fibre Channel protocol（光纤通道协议） ，通过FC交换机建立起与服务器和存储设备之间的直 接连接。 5. 对比分析 比较项目 DAS NAS 光纤信道 ISCSI 安装与维 护 单机安装维护简 单，多系统时工 作量大。 安装简单，即插 即用。 安装维护复杂 安装维护简单 异构网络 环境下文 件共享 不支持 支持 不支持 不支持 接口技术 SCSI（一般） IP FC IP 存取方式 数据块 文件 数据块 数据块 传输介质 多芯电缆 双绞线 光纤 双绞线 操作系统 依赖于主机操作 系统 自带优化的存储 操作系统 依赖于服务器操 作系统 依赖于服务器操 作系统 传输带宽 较高 低 高 中 传输效率 高 低 高 低 数据管理 需第三方存储管 理软件 自带 需第三方存储管 理软件 需第三方存储管 理软件 扩充性 差 好 好 好 容错性 一定程度的容错 性 一定程度的容错 性 很好 很好 数据库存 储 支持 不支持 支持 支持 传输距离 短，只有几米 无限制 100公里（无中 继） 无限制 总拥有成 本 单台成本低，但 系统扩容时成本 低 高 中TCO 增加快。 6. 网络存储常见的三种模式 DAS NAS SAN 二、 磁盘接口类型IDE,SATA,SCSI, SAS 1. IDE Integrated Drive Electronics IDE俗称并口。IDE硬盘接口都使用相同的40针连接器，如下图 2. SATA SATA俗称串口。目前有SATA-1和SATA-2两种标准，对应的传输速率分别为150M/S 和300M/S。3. SCSI SCSI是”小型计算机专用接口”的简称。可以对计算机中的多个设备进行动态分工操 作，对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动的适当分配，动态完成。SCSI接口一般使 用下面3种连接器中的1种 4. SAS SAS是串口的SCSI的接口，即串行连接SCSI。 三、 磁盘集群技术RAID 0, RAID 1, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6, RAID 50 RAID全称为Redundant Array of Disks,是“独立磁盘冗余阵列“的缩略语。 1. RAID 0 带区集RAID 0使用一种称为“条带“（striping）的技术把数据分布到各个磁盘上。在那里每 个“条带“被分散到连续“块“（block）上,数据被分成从512 字节到数兆字节的若干块后， 再交替写到磁盘中。第1块被写到磁盘1中，第2块被写到磁盘2中，如此类推。当系统 到达阵列中的最后一个磁盘时，就写到磁盘1 的下一分段，如此下去。 RAID Level 0 带区 集 y MyFile l i F M e 2. RAID 1 镜像 RAID 1也被称为镜象，因为一个磁盘上的数据被完全复制到另一个磁盘上。如果一个 磁盘的数据发生错误，或者硬盘出现了坏道，那么另一个硬盘可以补救回磁盘故障而造成 的数据损失和系统中断。另外，RAID 1还可以实现双工即可以复制整个控制器，这样 在磁盘故障或控制器故障发生时，您的数据都可以得到保护。镜象和双工的缺点是需要多 出一倍数量的驱动器来复制数据，但系统的读写性能并不会由此而提高，这可能是一笔不 小的开支。RAID l可以由软件 或硬件方式实现。 RAID 1 镜像 MyFile y y e e M M F F i i l l 3. RAID 3 带专用校验驱动器的带区集RAID 3，即带有专用奇偶位（parity）的条带。每个条带片上都有相当于一“块“那么 大的空间用来存储冗余信息，即奇偶位。奇偶位是编码信息，如果某个磁盘的数据有误， 或者磁盘发生故障，就可以用它来恢复数据。在数据密集型环境或单一用户环境中，组建 RAID 3对访问较长的连续记录有利，不过访问较短记录时，性能会有所下降。 RAID 3 带专用校验驱动器的带区集 y MyFile l i F M e P P P 4. RAID 4 带专用校验驱动器的块区集 RAID 4是带奇偶校验码的独立磁盘结构。它和RAID 3很相似，不同的是 RAID 4对数 据的访问是按数据块进行的。RAID 3是一次一横条，而 RAID 4一次一竖条。所以RAID 3 常须访问阵列中所有的硬盘驱动器，而 RAID 4只须访问有用的硬盘驱动器。这样读数据 的速度大大提高了，但在写数据方面，需将从数据硬盘驱动器和校验硬盘驱动器中恢复出 的旧数据与新数据校验，然后再将更新后的数据和检验位写入硬盘驱动器，所以处理时间 较RAID 3长。 5. RAID 5 带分布校验位的带区集 RAID 5也被叫做带分布式奇偶位的条带。每个条带上都有相当于一个“块“那么大的地 方被用来存放奇