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存储基础知识

存储基础知识
存储基础知识

存储的介质及其存储原理?

1.磁存储介质

磁存储介质主要分为磁带存储和磁盘存储。

(1)磁带存储

磁带是所有存储媒体中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存,近年来由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术,大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。磁带存储器则是以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存储设备,是计算机的一种辅助存储器。磁带机由磁带传动机构和磁头等组成,能驱动磁带相对磁头运动,用磁头进行电磁转换,在磁带上顺序地记录或读出数据。磁带存储器是计算机外围设备之一。磁带存储器以顺序方式存取数据。存储数据的磁带可脱机保存和互换读出。磁带存储器也称为顺序存取存储器(SequentialAccessMemory,简称SAM)即磁带上的文件依次存放。磁带存储器存储容量很大,但查找速度慢,在微型计算机上一般用做后备存储装置,以便在硬盘发生故障时,恢复系统和数据。

根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录(数据流)技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术:

螺旋扫描读写技术:

以螺旋扫描方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录像机基本相似,磁带缠绕磁鼓的大部分,并水平低速前进,而磁鼓在磁带读写过程中反向高速旋转,安装在磁鼓表面的磁头在旋转过程中完成数据的存取读写工作。其磁头在读写过程中与磁带保持15度倾角,磁道在磁带上以75度倾角平行排列。采用这种读写技术在同样磁带面积上可以获得更多的数据通道,充分利用了磁带的有效存储空间,因而拥有较高的数据存取密度。

线性记录读写技术:

以线性记录方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录音机基本相同,平行于磁头的高速运动磁带掠过静止的磁头,进行数据记录或读出操作。这种技术可使驱动系统设计简单,读写速度较低,但由于数据在磁带上的记录轨迹与磁带两边平行,数据存储利用率较低。为了有效提高磁带的利用率和读写速度,人们研制出了多磁头平行读写方式,提高了磁带的记录密度和传输速率,但驱动器的设计变得极为复杂,成本也随之增加。

数字线性磁带技术:

DLT是一种先进的存储技术标准,包括1/2英寸磁带、线性记录方式、专利磁带导入装置和特殊磁带盒等关键技术。利用DLT技术的磁带机,在带长为1828英尺、带宽为1/2英寸的磁带上具有128个磁道,使单磁带未压缩容量可高达20GB,压缩后容量可增加一倍。

线性开放式磁带技术:

这是由IBM、HP、Seagate三大存储设备制造公司共同支持的高新磁带处理技术,它可以极大地提高磁带备份数据量。LTO磁带可将磁带的容量提高到100GB,如果经过压缩可达到200GB。LTO技术不仅可以增加磁带的信道密度,还能在磁头和伺服结构方面进行全面改进,LTO技术采用了先进的磁道伺服跟踪系统来有效地监视和控制磁头的精确定位,防止相邻磁道的误写问题,达到提高磁道密度的目的。

(2)磁盘存储

磁盘分为软盘和硬盘,软盘是一个圆形而柔软的塑料薄片,它的一面或两面覆盖着铁氧化物颗粒。这些颗粒具有磁性,软盘本身并没有读写头,需要软盘驱动器来读取数据。可将软盘想象成硬盘中的一个盘片,用同一个软盘驱动器可以访问许多不同的软盘,用完一张,换上另一张即可。而硬盘与硬盘驱动器是一个紧密联系的整体,不可分割。

硬盘由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。

硬盘组成:

硬盘所有盘片都固定在一个旋转轴上,这个轴是盘片主轴。硬盘所有盘片之间是绝对平行的,在每个盘片的存储面上都有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作,而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。

硬盘结构:

要了解硬盘工作原理,先了解硬盘的结构:盘面、磁道、柱面和扇区。

盘面:

硬盘的每一个盘片都有两个盘面(side),每个盘面都会利用,都可以存储数据,称为有效盘片,也有极个别硬盘盘面数为单数。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号,又叫磁头号,因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头,盘面号按顺序从上至下从“0”开始依次编号。

磁道:

磁盘在格式化时被划分成许多同心圆,这些同心圆轨迹叫做磁道。磁道从外向内从0开始顺序编号。数据以脉冲串的形式记录在这些轨迹中,这些同心圆不是连续记录数据,而是被划分成一段段的圆弧,这些圆弧的角速度一样。由于径向长度不一样。所以线速度不一样。同样的转速下,外圈在同样时间段里划过的圆弧长度比内圈划过的圆弧长度大。磁道是“看”不见的,只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区,在磁盘格式化时就已规划完毕。

柱面:

所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱,通常称作柱面,每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。数据的读写按柱面进行,即磁头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作,依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作,只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头才转移到下一柱面,

因为选取磁头只需通过电子切换即可,而选取柱面则必须通过机械切换。电子切换相当快,比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多,所以,数据的读/写按柱面进行,而不按盘面进行。也就是说,一个磁道写满数据后,就在同一柱面的下一个盘面来写,一个柱面写满后,才移到下一个扇区开始写数据。读数据也按照这种方式进行,这样就提高了硬盘的读/写效率。

扇区:

磁道的一段圆弧叫做一个扇区,扇区从“1”开始编号,每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。扇区是硬盘上存储的物理单位,每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分:存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。

硬盘工作原理:

磁头靠近主轴接触的表面,即线速度最小的地方,是一个特殊的区域,它不存放任何数据,称为启停区或着陆区(Landing Zone),启停区外就是数据区。在最外圈,离主轴最远的地方是“0”磁道,硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。那么,磁头是如何找到“0”磁道的位置的呢?在硬盘中还有一个叫“0”磁道检测器的构件,它是用来完成硬盘的初始定位。“0”磁道是如此的重要,以致很多硬盘仅仅因为“0”磁道损坏就报废,这是非常可惜的。

早期的硬盘在每次关机之前需要运行一个被称为Parking的程序,其作用是让磁头回到启停区。现代硬盘在设计上已摒弃了这个虽不复杂却很让人不愉快的小缺陷。硬盘不工作时,磁头停留在启停区,当需要从硬盘读写数据时,磁盘开始旋转。旋转速度达到额定的高速时,磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起,这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。

盘片旋转产生的气流相当强,足以使磁头托起,并与盘面保持一个微小的距离。这个距离越小,磁头读写数据的灵敏度就越高,当然对硬盘各部件的要求也越高。早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行。稍后一些设计使磁头在盘面上的飞行高度降到约0.1μm~0.5μm,现在的水平已经达到0.005μm~0.01μm,这只是人类头发直径的千分之一。

气流既能使磁头脱离开盘面,又能使它保持在离盘面足够近的地方,非常紧密地跟随着磁盘表面呈起伏运动,使磁头飞行处于严格受控状态。磁头必须飞行在盘面上方,而不是接触盘面,这种位置可避免擦伤磁性涂层,而更重要的是不让磁性涂层损伤磁头。

但是,磁头也不能离盘面太远,否则,就不能使盘面达到足够强的磁化,难以读出盘上的磁化翻转(磁极转换形式,是磁盘上实际记录数据的方式)。

硬盘驱动器磁头的飞行悬浮高度低、速度快,一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内,或者一旦磁头与盘体发生碰撞,就可能造成数据丢失,形成坏块,甚至造成磁头和盘体的损坏。所以,硬盘系统的密封一定要可靠,在非专业条件下绝对不能开启硬盘密封腔,否则,灰尘进入后会加速硬盘的损坏。

另外,硬盘驱动器磁头的寻道伺服电机多采用音圈式旋转或直线运动步进电机,在伺服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道,所以,硬盘工作时不要有冲击碰撞,搬动时要小心轻放。

硬盘读写原理:

系统将文件存储到磁盘上时,按柱面、磁头、扇区的方式进行,即最先是第1磁道的第一磁头下(也就是第1盘面的第一磁道)的所有扇区,然后,是同一柱面的下一磁头,……,一个柱面存储满后就推进到下一个柱面,直到把文件内容全部写入磁盘。(文件的记录在同一盘组上存放时,应先集中放在一个柱面上,然后再顺序存放在相邻的柱面上,对应同一柱面,则应该按盘面的次序顺序存放。)(从上到下,然后从外到内,数据的读写按柱面进行,而不按盘面进行)

系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号(物理地址的三个组成部分)进行。磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相应的柱面,选通相应的磁头,等待要求的扇区移动到磁头下。

当需要从磁盘读取数据时,系统会将数据逻辑地址传给磁盘,磁盘的控制电路按照寻址逻辑将逻辑地址翻译成物理地址,即确定要读的数据在哪个磁道,哪个扇区。

为了读取这个扇区的数据,需要将磁头放到这个扇区上方,为了实现这一点:

1)首先必须找到柱面,即磁头需要移动对准相应磁道,这个过程叫做寻道,所耗费时间叫做寻道时间,

2)然后目标扇区旋转到磁头下,即磁盘旋转将目标扇区旋转到磁头下。这个过程耗费的时间叫做旋转时间。

即一次访盘请求(读/写)完成过程由三个动作组成:

1)寻道(时间):磁头移动定位到指定磁道

2)旋转延迟(时间):等待指定扇区从磁头下旋转经过

3)数据传输(时间):数据在磁盘与内存之间的实际传输

扇区到来时,磁盘控制器读出每个扇区的头标,把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较(即寻道),然后,寻找要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时,根据其任务是写扇区还是读扇区,来决定是转换写电路,还是读出数据和尾部记录。

找到扇区后,磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。如果是读数据,控制器计算此数据的ECC码,然后,把ECC码与已记录的ECC码相比较。如果是写数据,控制器计算出此数据的ECC码,与数据一起存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间,磁盘继续旋转。

磁存储原理:

磁头是实现读/写的关键元件。写入时,将脉冲代码以磁化电流形式加入磁头线圈,使记录介质产生相应的磁化状态,即电磁转换。读出时,磁层中的磁化翻转使磁头的读出线圈产生感应信号,即磁电转换。写入数据:电带着数据通过电磁转换将信息存储在磁盘中

读取数据:磁电转换将磁盘中的信息读出来

2.光存储介质

无论是CD光盘、DVD光盘等光存储介质,采用的存储方式都与软盘、硬盘相同,是以二进制数据的形式来存储信息。而要在这些光盘上面储存数据,需要借助激光把电脑转换后的二进制数据用数据模式刻在扁平、具有反射能力的盘片上。而为了识别数据,光盘上定义激光刻出的小坑就代表二进制的“1”,而空白处则代表二进制的“0”。DVD盘的记录凹坑比CD-ROM更小,且螺旋储存凹坑之间的距离也更小。DVD存放数据信息的坑点非常小,而且非常紧密,最小凹坑长度仅为0.4μm,每个坑点间的距离只是CD-ROM的50%,并且轨距只有0.74μm。

CD光驱、DVD光驱等一系列光存储设备,主要的部分就是激光发生器和光监测器。光驱上的激光发生器实际上就是一个激光二极管,可以产生对应波长的激光光束,然后经过一系列的处理后射到光盘上,然后经由光监测器捕捉反射回来的信号从而识别实际的数据。如果光盘不反射激光则代表那里有一个小坑,那么电脑就知道它代表一个“1”;如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个“0”。然后电脑就可以将这些二进制代码转换成为原来的程序。当光盘在光驱中做高速转动,激光头在电机的控制下前后移动,数据就这样源源不断的读取出来了。光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和檫出、信息的信噪比高、信息位的价格低等优点。

3.半导体

半导体存储主要分为两类:1.RAM和ROM

2.闪存

半导体存储器是一种以半导体电路作为存储媒体的存储器,内存储器就是由称为存储器芯片的半导体集成电路组成。

RAM和ROM都属于半导体存储器。

闪存:闪存是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,闪存与EEPROM不同的是,EEPROM能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写,而闪存的大部分芯片需要块擦除。

闪存是以块为单位进行数据操作,闪存的写入操作必须在空白区域进行,如果目标区域已经有数据,必须先擦除后写入。

说到闪存就必须要提固态硬盘SSD了:

SSD主要由SSD控制器,FLASH存储阵列,板上DRA,(可选),以及跟HOST接口(诸如SATA,SAS,PCIe等)组成。

SSD主控通过若干个通道(channel)并行操作多块FLASH颗粒,类似RAID0,大大提高底层的带宽。要提高底层带宽,可以增加底层并行的颗粒数目,也可以选择速度快的FLASH颗粒。

SSD的写入特点:SSD擦除是以block为单位,而写入是以page为单位。

SSD读写实例:

初始状态Block X的Page 0和Page 1分别存有数据α和β,Block Y则是空的。现在要写入新的数据γ,并且修改数据α为α'。

写入的过程是这样的,先向block X中的page 2写入γ,并且把α'写入page 3中,然后将page0标记为废弃(灰色),如图:

然后呢,将Block X中的page 1 2 3 写入Block Y中对应位置,同时擦除Block X。

这就是SSD的写入特点:写入以Page为单位,擦除以Block为单位。

回到之前,以8通道为例,分析HOST读写SSD的过程。主控通过8通道连接8个FLASH DIE,每个小方块表示一个Page(假设大小为4KB)。

HOST先写入4KB数据

再写入16KB数据。

HOST继续写入,整个Block都写满。

HOST是通过LBA(Logical Block Address,逻辑地址块)访问SSD的,每个LBA代表着一个Sector (一般为512B大小),操作系统一般以4K为单位访问SSD,我们把HOST访问SSD的基本单元叫用户页(Host Page)。而在SSD内部,SSD主控与FLASH之间是FLASH Page为基本单元访问FLASH的,我们称FLASH Page为物理页(Physical Page)。HOST每写入一个Host Page, SSD主控会找一个Physical Page把Host 数据写入,SSD内部同时记录了这样一条映射(Map)。有了这样一个映射关系后,下次HOST需要读某个Host Page 时,SSD就知道从FLASH的哪个位置把数据读取上来。

SSD内部维护了一张映射表(Map Table),HOST每写入一个Host Page,就会产生一个新的映射关系,这个映射关系会加入(第一次写)或者更改(覆盖写)Map Table;当读取某个Host Page时,SSD首先查找Map Table中该Host Page对应的Physical Page,然后再访问Flash读取相应的Host数据。

对绝大多数SSD,我们可以看到上面都有板载DRAM,其主要作用就是用来存储这张映射表。

继续之前的SSD写操作,当整个SSD写满后,从用户角度来看,如果想写入新的数据,则必须删除一些数据,然后腾出空间再写。用户在删除和写入数据的过程中,会导致一些Block里面的数据变得无效或者变老。

Block中的数据变老或者无效,是指没有任何映射关系指向它们,用户不会访问到这些FLASH空间,它们被新的映射关系所取代。比如有一个Host Page A,开始它存储在FLASH空间的X,映射关系为A->X。后来,HOST重写了该Host Page,由于FLASH不能覆盖写,SSD内部必须寻找一个没有写过的位置写入新的数据,假设为Y,这个时候新的映射关系建立:A->Y,之前的映射关系解除,位置X上的数据变老失效,我们把这些数据叫垃圾数据。

随着HOST的持续写入,FLASH存储空间慢慢变小,直到耗尽。如果不及时清除这些垃圾数据,HOST 就无法写入。SSD内部都有垃圾回收机制,它的基本原理是把几个Block中的有效数据(非垃圾数据,上图中的绿色小方块表示的)集中搬到一个新的Block上面去,然后再把这几个Block擦除掉,这样就产生新的可用Block了。

Block中有效数据为A,B,C,Block上有效数据为D,F,E,G,红色方块为无效数据。垃圾回收机

制就是先找一个未写过的可用Block z,然后把Block x和Block y的有效数据搬移到Block z上面去,这样Block x和Block y上面就没有任何有效数据,可以擦除变成两个可用的Block。

当整个SSD写满之后,如果想写入新的数据,则必须删除一些数据,然后腾出空间再写。

一块刚买的SSD,你会发现写入速度很快,那是因为一开始总能找到可用的Block来进行写入。但是,随着你对SSD的使用,你会发现它会变慢。原因就在于SSD写满后,当你需要写入新的数据,往往需要做上述的垃圾回收:把若干个Block上面的有效数据搬移到某个Block,然后擦掉原先的Block,然后再把你的Host数据写入。这比最初单纯的找个可用的Block来写耗时多了,所以速度变慢也就可以理解了。

假设HOST要写入4KB数据(H) ,由于当前可用Block过少,SSD开始做垃圾回收。从上图可以看出,对Block x来说,它需要把Page A,B,C的数据读出并写入到Block z,然后Block x擦除用于HOST数据写入。从Host角度,它只写了4KB数据,但从SSD内部来说,它实际写入了4个Page(Page A, B, C写入Block z,4KB数据H写入到Block x)。

这就是写放大。当要写入一个4KB的数据时,最坏的情况是一个块里已经没有干净空间了,但有无效的数据可以擦除,所以主控就把所有的数据读到缓存,擦除块,缓存里更新整个块的数据,再把新数据写回去,这个操作带来的写入放大就是: 实际写4K的数据,造成了整个块(共512KB)的写入操作,那就是放大了128倍。同时还带来了原本只需要简单一步写入4KB的操作变成:闪存读取(512KB)→缓存改(4KB)→闪存擦除(512KB)→闪存写入(512KB),共四步操作,造成延迟大大增加,速度变慢。所以说WA是影响SSD随机写入性能和寿命的关键因素。

SSD内部需要预留空间,这部分空间HOST是看不到的。这部分预留空间,不仅仅用以做垃圾回收,事实上,SSD内部的一些系统数据,也需要预留空间来存储,比如映射表、SSD固件以及其他的一些SSD

系统管理数据。一个Block上有效的数据越少(垃圾数据越多),则回收速度越快。

1GB=1,000,000,000 Byte,从底层FLASH的角度,1GB=1*1024*1024*1024Byte。

256GB FLASH为256*2^30Byte 而一般说的256GB SSD容量为256*10^9Byte,所以有

(256*2^30-256*10^9)/(256*10^9)=7.37%的OP,如果把256GB FLASH容量的SSD配成240GB OP为14.5%,OP越大,每个BLOCK平均有效数据率越小,因此OP越大,垃圾回收越快,写放大越小。

磨损平衡(WL,Wear Leveling):

写放大越小,意味着写入同样多的HOST数据,写入到FLASH中的数据越少,也就意味着FLASH损耗越小。FLASH都是有一定寿命的,它是用P/E数(Program/Erase Count)来衡量的。

随着用户对SSD的使用,会形成一些Block有很高的PE数,而有些Block的PE数却很低,这不是我们想看到的,会影响flash的寿命。我们希望所有Block的PE数应该差不多,Block被均衡使用。SSD内部的WL机制可以保证这一点。

WL:动态WL和静态WL。

动态WL:就是在使用Block进行擦写操作的时候,优先挑选PE数低的;

静态WL:就是把长期没有修改的老数据(如只读文件数据)从PE数较低的Block中搬出来,然后找个PE数较高的Block进行存放,这样,之前低PE数的Block就能拿出来使用。

静态WL下的闪存耐久度最好。

关于擦写次数:

ssd 存储空间完全擦写完一次算一次p/e (寿命单位)比如你ssd 容量250g 那么要存储读写250g的东西以后算一次p/e

固态硬盘寿命计算公式:

寿命=

实际容量=硬盘容量*使用率(一般不低于95%)

实际写入=写入文件大小*写入放大率

存储方式、存储分类、存储相关协议及技术、存储的一些基础知识?

1.什么是存储?

存储是信息数据生存的地方,是信息的载体。在存储业内,狭义上的存储指的是根据不同的业务,采用合适、安全、有效的技术方案将信息存放在具有冗余、保护、迁移等功能的物理媒介。

磁盘阵列和相关外围连接设备是存储中最重要的组成部分。在大型数据中心中,

计算机通常使用专用的光纤通道交换机和协议与磁盘阵列相连,来处理高负荷的企业级事务。

目前提到存储更多的是指与存储相关的整体解决方案,而不再仅限于磁盘阵列。

从广义上讲,客户希望解决的存储问题需要考虑存储物理组成、基础结构、保护方式、综合管理,并结合服务器、数据库、应用、网络架构、客户实际的业务应用和人员能力为其提供整体的存储解决方案。

广义的存储,可以理解为一组为现代企业提供信息存取、保护、优化和利用的整体解决方案,是以数据为中心的信息架构的支柱。

2.三种常见存储方式:

DAS(DirectAttachedStorage,直接外挂存储)是存储方式的一种方案。这种存储方案的服务器结构如同PC机架构,外部数据存储设备(如磁盘阵列、光盘机、磁带机等)都直接挂接在服务器内部总线上,数据存储设备是整个服务器结构的一部分,同样服务器也担负着整个网络的数据存储职责。

直接连接存储DAS(Direct Attached Storage)是对SCSI总线的进一步发展。它对外利用SCSI总线通道和多个主机连接,解决了SCSI卡只能连接到一个主机上的缺陷。对内利用SCSI总线通道或FC通道、IDE 接口连接多个磁盘,并实现RAID技术,形成一个磁盘阵列,从而解决了数据容错、大存储空间的问题。

DAS是以服务器为中心的存储体系结构,难以满足现代存储应用大容量、高可靠、高可用、高性能、动态可扩展、易维护和开放性等多方面的需求。解决这一问题的关键是将访问模式从以服务器为中心转化为以数据和网络为中心,实现扩展容量、增加性能和延伸距离,尤其是实现多个主机数据的共享,这推动了存储与计算的分离,即网络存储的发展。

NAS存储也通常被称为附加存储,顾名思义,就是存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)添加到一群计算机上。NAS是文件级的存储方法,它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。如今用户采用NAS较多的功能是用来文档共享、图片共享、电影共享等等,而且随着云计算的发展,一些NAS厂商也推出了云存储功能,大大方便了企业和个人用户的使用。

NAS(附网存储系统)系统是用一个装有优化的文件系统和瘦操作系统的专用数据存储服务器,提供跨平台的文件共享功能。NAS产品与客户之间的通讯采用NFS(Network File System)协议、CIFS(Common Internet File System)协议,这些协议运行在IP之上。。

尽管NAS集成了系统、存储和网络技术,具有扩展性强、使用与管理简单、跨平台文件共享、性能优化等特点。然而,NAS系统也有其潜在的局限性。首先是它受限的数据库支持,NAS文件服务器不支持需大量依赖于数据库处理结果的应用(块级应用)。其次是缺乏灵活性,它是一种专用设备。最后,NAS备份与恢复的实现相当困难。

SAN(Storage Aera Network)存储区域网络,是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架,这个网络专用于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时,数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。

SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。SAN本身就是一个存储网络,承担了数据存储任务,SAN网络与LAN业务网络相隔离,存储数据流不会占用业务网络带宽。在SAN 网络中,所有的数据传输在高速、高带宽的网络中进行,SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问,提高了存储的性能和升级能力。

早期的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,所以,以前的SAN多指采用光纤通道的存储局域网络,到了iSCSI协议出现以后,为了区分,业界就把SAN分为FC-SAN和IP-SAN。

SAN(存储区域网)是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备(如磁盘阵列RAID)和服务器连接起来的专用存储系统。

SAN以数据存储为中心,采用可伸缩的网络拓扑结构,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内,实现最大限度的数据共享和数据优化管理,以及系统的无缝扩充。正是由于光纤通道技术的发展,使得SAN得以支持远距离通信、易于扩展、能够解决网络数据的存储备份、高可用性、灾难恢复等有关问题,它可以提供高性能数据管道和共享的集中管理的存储设备。因此采用网络和通道技术相互融合的光纤通道接口的SAN将LAN上的存储转换到主要由存储设备组成的专用网络上,使得数据的访问、备份和恢复不影响LAN的性能,在大量数据访问时,不会大幅度降低网络性能。

SAN主要用于存储量大的工作环境,并且SAN的适用性和通用性较差,在系统的安装和升级方面效率不高,且由于SAN使用专用网络(一般为光纤网络),相应的设备价格昂贵,总体实现费用较高,局限于大中型应用。

NAS和SAN技术都体现了数据存储从传统的服务器中独立出来的思想,它们是网络存储领域中的两个发展方向。随着NAS和SAN之间的界限越来越模糊,其中更重要的区别可能就是在NAS/SAN混合系统中所采用的协议了:IP、光纤通道,或者iSCSI等。

3.这里提到了存储的相关协议,所以先了解一下存储相关的协议:

(1)FC (Fibre Channel)协议

FC(Fibre Channel)协议是一套完全独立的网络协议,比以太网要复杂得多。Fibre Channel可以称其为FC协议或者FC网络,像TCP/IP一样,FC协议集同样具备TCP/IP协议集以及以太网中的很多概念,比如FC交换、FC交换机、FC路由、SPF路由算法等。

FC是一个高速高效、配置简单、不需要太多人为介入的网络。基于这个原则,为了进一步提高FC网络的速度和效率,在FC终端设备上,FC协议的大部分逻辑被直接坐到一块独立的硬件卡片当中,而不是运行在操作系统中。

TCP/IP就是一种运行与主机操作系统上的网络协议,其IP和TCP或者UDP模块是运行在操作系统上的,只有以太网逻辑部分是运行在以太网卡芯片中,CPU从以太网卡接受到的数据是携带有IP头部及TCP/UDP头部的,需要运行在CPU中的TCP/IP协议代码来进一步处理这些头部,才能生成最终的应用程序需要的数据。而FC协议的物理层到传输层的逻辑,大部分运行在FC适配卡的芯片中,只有小部分关于上层API的逻辑运行与操作系统FC卡驱动程序中,这样就使FC协议的速度和效率都较TCP/IP协议高。这么做肯定要增加成本,但是FC网络本来就不是为大众设计的,增加成本来提高速度和效率是值得的。

提示:由于Fiebre(纤维、网络)和Fiber(光线)只有一字之差,所以产生了很多流传的误解。FC 只代表Fibre Channel,而不是Fiber Channel,后者被翻译为“光纤通道”,甚至接口为FC的磁盘也被称为“光纤磁盘”,其实这些都是很滑稽的误解。再加上FC协议普遍都用光纤作为传输线缆而不用铜线,所以人们下意识的称FC为光纤通道协议而不是网状通道协议。但是要理解,FC其实是一套网络协议的称呼,FC协议和光纤根本没有必然地联系,Fibre Channel可以称其为FC协议,或者FC网络、FC互联。同样“FC 交换机就是插光纤的以太网交换机”和“以太网就是双绞线,以太网就是水晶头”这些说法都是错误的。

(2)SCSI

SCSI就是指Small Computer System Interface(小型计算机系统接口),它最早研制于1979年,原是为小型机的研制出的一种接口技术,但随着电脑技术的发展,现在它被完全移植到了普通微机上。SCSI广泛应用于如:硬盘、光驱、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备上,由于较其他标准接口的传输速率来得快,所以在较好的高端电脑、工作站、服务器上常用来作为硬盘及其他储存装置的接口。

目前SCSI有以下几种延伸规格:SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3(最新的为SCSI-3)、Fast SCSI、Wide SCSI、ULTRA SCSI、Ultra Wide SCSI、ULTRA 2 SCSI、WIDE ULTRA 2 SCSI、Ultra 160/m SCSI、Ultra320 SCSI。

SCSI-1:1979年提出,支持同步和异步SCSI外围设备;支持7台8位的外围设备,最大数据传输速度为5MB/s。

SCSI-2:1992年提出,也称为Fast SCSI,数据传输率提高到20MB/s。

SCSI-3:1995年提出,Ultra SCSI(Fast-20)。Ultra 2 SCSI(Fast-40)出现于1997年,最高传输速率可达80MB/s。1998年9月,Ultra 3 SCSI(Utra 160 SCSI)正式发布,最高数据传输率为160MB/s。Ultra 320 SCSI 的最高数据传输率已经达到了320MB/s。

SCSI接口优点:

1.SCSI接口具有应用范围广泛、强大灵活的连接方式。

2.高性能(具有很多任务、带宽大、及少CPU占用率、热插拔等特点)

3.具有外置和内置两种

SCSI接口缺点:

价格昂贵、安装复杂、扩展性差。

SCSI迁移到FC:

由于SCSI的接口方面的各种缺陷,现在是考虑把基于并行SCSI总线的存储网络架构全面迁移到FC 提供的这个新的网络架构的时候了。但是FC协议只是定义了一套完整的网络传输体系,并没有定义诸如SCSI指令集这样可用于向磁盘存取数据的通用语言。而SCSI是一个高效的磁盘存取数据的指令集,FC只需要将SCSI语言结合在一起,也就是SCSI语言承载于FC传输载体上进行传送。

在SCSI-3协议规范中,将SCSI指令语义部分(OSI上三层)和SCSI底层传输部分(OSI下四层)分割开,使得SCSI指令集可以使用其他网络传输协议、方式进行传输,而不仅仅限于并行SCSI总线了。

FC的出现取代了SCSI协议集的底层传输模块,由FC协议的底层模块担当传输通道和手段,将SCSI 协议集的上层内容传送到对方。可以说是SCSI协议集租用了FC协议,将自己的底层传输流程外包给了FC 协议来做。FC协议定义了再FC4层上的针对SCSI指令集的特定接口,成为FCP,也就是SCSI over FC 。

引入FC后:

1.提高了扩展性:在SCSI时代,一条SCSI总线网络最多可以接入到16个节点,所有节点共享320MB/s 带宽,理论上平均每台主机节点最多只能得到20MB/s的带宽,实际加上各种开销和随机IO的影响,估计每台主机能获得的吞吐量会不足10MB/s 。再加上SCSI线缆最长不能超过25米,用一条宽线缆去连接16台主机和阵列的难度可想而知。

而引入FC包交换网络之后,首先是速度提升了一大截,其次由于其包交换的架构,使用FC交换机,可以很容易的实现多个节点收发数据的目的。

2.增加了传输距离:FC携带有现代通信的最新技术特质,比如可以使用光纤,而这就可以使主机和远隔几百米甚至上千米(使用单模光缆)之外的盘阵相连并读写数据。

3.面向无连接的优势:并行SCSI总线网属于面向连接的网络,在数据交换环境中,通信双方要预先建立一条物理上的通路(虚电路),不管路径上有没有数据传输,这条通路总是存在,其他节点的通信不管数据多么拥堵都不能使用这条通路。这样造成使用成本高,资源浪费,网络缺乏高可用性。

而面向无连接技术的FC交换网络中,数据流被封装成数据包,保障数据传输和流量控制,此时网络是共享的,网络按照Best Effect尽力而为的方式转发数据包,网络资源利用率高、通信效率高、成本低等特点。面向无连接的包交换网络比面向连接的网络有很多优势。面向无连接的包交换网络是网络通信的一种趋势。

4.传输方式的优势:FC网络串行传输在长距离高速传输方面,也必将取代并行传输。FC接口速度可以是1Gb、2Gb、4Gb甚至8Gb,并且盘阵前端可以同时提供多个主机接口,所以它们带宽之和远远高于后端连接磁盘的并行SCSI总线提供的速度。

(3)iSCSI

iSCSI(Internet Small Computer System Interface,互联网小型计算机系统接口),在这种协议中,SCSI 语言可以在Internet上来传递,也就是SCSI语言承载于TCP/IP上进行数据块传输的标准。它是由Cisco和IBM两家发起的,并且得到了各大存储厂商的大力支持。iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其

能够在诸如高速千兆以太网上进行快速的数据存取备份操作。

iSCSI标准在2003年2月11日由IETF(互联网工程任务组)认证通过。iSCSI继承了两大最传统技术:SCSI和TCP/IP协议。这为iSCSI的发展奠定了坚实的基础。由此可见其扩展性是非常高的,只要IP可达,则两个节点之间就可以通过ISCSI通信。也就是说,国内的一台主机,可以通过ISCSI协议从Internet访问国外的存储空间。既然ISCSI协议是利用TCP/IP协议来传输SCSI语言指令,那么在通信的双方就一定需要先建立起TCP的链接。

基于iSCSI的存储系统只需要不多的投资便可实现SAN存储功能,甚至直接利用现有的TCP/IP网络。相对于以往的网络存储技术,它解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题,其优越的性能使其备受始关注与青睐。

iSCSI的优势:

●广泛分布的以太网为iSCSI的部署提供了基础。

●千兆/万兆以太网的普及为iSCSI提供了更大的运行带宽。

●由于基于TCP/IP网络,完全解决数据远程复制(Data Replication)及灾难恢复

(Disaster Recover)等传输距离上的难题。

●得益于以太网设备的价格优势和TCP/IP网络的开放性和便利的管理性,设备扩

充和应用调整的成本付出小。

4.了解了相关协议之后,回到之前的问题,什么是IP SAN,什么是FC SAN呢?

IP SAN和FC SAN是SAN的两种结构

FC SAN

优点:传输带宽高,目前有1,2,4和8Gb/s四种标准,主流的是4和8Gb/s,性能稳定可靠,技术成熟,是关键应用领域和大规模存储网络的不二选择。

缺点:成本极其高昂,需要光纤交换机和大量的光纤布线;维护及配置复杂,需要培训完全不同于LAN管理员的专业FC网络管理员。

IP SAN

由于FC SAN的高成本使得很多中小规模存储网络不能接受,一些人开始考虑构建基于以太网技术的存储网络。但是在SAN中,传输的指令是SCSI的读写指令,不是IP数据包。iSCSI(互联网小型计算机系统接口)是一种在TCP/IP上进行数据块传输的标准。它是由Cisco和IBM两家发起的,并且得到了各大存储厂商的大力支持。iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行快速的数据存取备份操作。为了与之前基于光纤技术的FC SAN区分开来,这种技术被称为IP SAN。iSCSI 继承了两大最传统技术:SCSI和TCP/IP协议。这为iSCSI的发展奠定了坚实的基础。

基于iSCSI的存储系统只需要不多的投资便可实现SAN存储功能,甚至直接利用现有的TCP/IP网络。相对于以往的网络存储技术,它解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题,其优越的性能使其备受关注与青睐。在实际工作时,是将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中,然后通过IP网络进行传输。

IPSAN 优势:

成本低廉,购买的网线和交换机都是用以太网,甚至可以利用现有网络组建SAN;部署简单,管理难度低;

万兆以太网的出现使得IP SAN在与FC SAN竞争时不再逊色于传输带宽;

基于IP网络的天生优势使得IP SAN很容易实现异地存储、远程容灾等穿越WAN才能实现的技术。

5.SAN和NAS:

SAN和NAS经常被视为两种竞争技术,实际上,二者能够很好地相互补充,以提供对不同类型数据的访问。SAN针对海量、面向数据块的数据传输,而NAS则提供文件级的数据访问和共享服务。

●SAN和NAS的区别

通俗上理解,SAN是一个网络上的磁盘,NAS是一个网络上的文件系统。根据SAN的定义,即“存储区域网络”,SAN其实只是一个网络,但是这个网络内包含着各种这样的元素,主机、适配器、网络交换机、磁盘阵列前端、盘阵后端、磁盘等。应该说,SAN是一个最大的涵盖,它涵盖了一起后端存储相关的内容。所以从这个角度来看,SAN包含了NAS,因为NAS的意思是“网络附加存储”,是一种网络存储方式,这样NAS没有理由不属于SAN的范畴。

●SAN和NAS的定位

SAN工作方式图

NAS工作方式图

如上图所示,NAS架构的路径在虚拟目录层和文件系统层通信的时候,用以太网络和TCP/IP协议代替了内存,这样做不但增加了大量的CPU指令周期(TCP/IP逻辑和以太网卡驱动程序),而且使用了低速传输介质(内存速度要比以太网快得多)。而SAN方式下,路径中比NAS方式多了一次FC访问过程,但是FC的逻辑大部分都由适配卡上的硬件完成,增加不了多少CPU开销,而且FC访问的速度比以太网高。所以很容易得出结论。如果后端磁盘没有瓶颈,那么除非NAS使用快于内存的网络方式与主机通信,否则其速度永远无法超越SAN架构。但是如果后端磁盘有瓶颈,那么NAS用网络代替内存的方法产生的性能降低就可以忽略。比如,在大量随机小块IO、缓存命中率低的环境下,后端磁盘系统寻道瓶颈达到最大,此时前端的IO指令都会处于等待状态,所以就算路径前端速度再快,也无济于事。此时,NAS系统不但不比SAN慢,而且由于其优化的并发IO设计和基于文件访问而不是簇块访问的特性,反而可能比SAN性能高。

NAS对于大块顺序IO密集的环境,要比SAN慢很多,所以在IO密集的环境中首选使用SAN。此外,如果是高并发随机小块IO环境或者共享访问文件的环境,NAS会表现出很强的相对性能。如果SAN主机上的文件系统碎片比较多,那么读写某个文件时便会产生随机小块IO,而NAS自身文件系统会有很多优化设计,碎片相对少。CPU密集的应用可以考虑使用NAS。SAN与NAS各有各的优点和缺点,需要根据不同的环境和需求来综合考虑。

SAN和NAS的结合

尽管这两种技术类似,但严格意义上讲NAS其实只是一种文件服务。NAS和SAN不仅各有应用场合,也相互结合,许多SAN部署于NAS后台,为NAS设备提供高性能海量存储空间。

NAS和SAN结合中出现了NAS网关这个部件。NAS网关主要由专为提供文件服务而优化的操作系统和相关硬件组成,可以看作是一个专门的文件管理器。NAS网关连接到后端上的SAN上,使的SAN的大容量存储空间可以为NAS所用。因此,NAS网关后面的存储空间可以根据环境的需求扩展到非常大的容量。

“NAS网关”方案主要是在NAS一端增加了可与SAN相连的“接口”,系统对外只有一个用户接口。NAS网关系统虽然在一定程度上解决了NAS与SAN系统的存储设备级的共享问题,但在文件级的共享问

题上却与传统的NAS系统遇到了同样的可扩展性问题。当一个文件系统负载很大时,NAS网关很可能成为系统的瓶颈。

IP SAN和NAS的定位

虽然iSCSI与NAS都是利用TCP/IP加以太网来实现的。但是二者所传输的语言是大相径庭的。NAS 传输的是文件系统语言,而iSCSI传输的是SCSI指令语言。NAS设备上必须运行一种或者多种文件系统逻辑,才能成为NAS;而iSCSI Target设备上不需要运行任何文件系统逻辑(盘阵自身操作系统文件管理除外。)在相同的条件下,iSCSI与NAS在速度与性能方面相差不大。

6.三种存储类型

SAN是块存储,而NAS是文件存储

(1)块存储

典型设备:磁盘阵列,硬盘

块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的,就是说例如磁盘阵列里面有5块硬盘(为方便说明,假设每个硬盘1G),然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM(逻辑卷)等种种方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。(假设划分完的逻辑盘也是5个,每个也是1G,但是这5个1G的逻辑盘已经于原来的5个物理硬盘意义完全不同了。例如第一个逻辑硬盘A里面,可能第一个200M是来自物理硬盘1,第二个200M是来自物理硬盘2,所以逻辑硬盘A是由多个物理硬盘逻辑虚构出来的硬盘。)接着块存储会采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机,主机上面的操作系统会识别到有5块硬盘,但是操作系统是区分不出到底是逻辑还是物理的,它一概就认为只是5块裸的物理硬盘而已,跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没有区别的,至少操作系统感知上没有区别。

此种方式下,操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后,才能使用,与平常主机内置硬盘的方式完全无异。

优点:

1、这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段,对数据提供了保护。

2、另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来,成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务,提高了容量。

3、写入数据的时候,由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘,所以几块磁盘可以并行写入的,提升了读写效率。

4、很多时候块存储采用SAN架构组网,传输速率以及封装协议的原因,使得传输速度与读写速率得到提升。

缺点:

1、采用SAN架构组网时,需要额外为主机购买光纤通道卡,还要买光纤交换机,造价成本高。

2、主机之间的数据无法共享,在服务器不做集群的情况下,块存储裸盘映射给主机,再格式化使用后,对于主机来说相当于本地盘,那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用,无法共享数据。

3、不利于不同操作系统主机间的数据共享:另外一个原因是因为操作系统使用不同的文件系统,格式化完之后,不同文件系统间的数据是共享不了的。例如一台装了WIN7/XP,文件系统是FAT32/NTFS,而Linux 是EXT4,EXT4是无法识别NTFS的文件系统的。就像一只NTFS格式的U盘,插进Linux的笔记本,根本无法识别出来。所以不利于文件共享。

(2)文件存储

典型设备:FTP、NFS服务器

为了克服上述文件无法共享的问题,所以有了文件存储。

文件存储也有软硬一体化的设备,但是其实普通拿一台服务器/笔记本,只要装上合适的操作系统与软件,就可以架设FTP与NFS服务了,架上该类服务之后的服务器,就是文件存储的一种了。

主机A可以直接对文件存储进行文件的上传下载,与块存储不同,主机A是不需要再对文件存储进行格式化的,因为文件管理功能已经由文件存储自己搞定了。

优点:

1、造价交低:随便一台机器就可以了,另外普通以太网就可以,根本不需要专用的SAN网络,所以造价低。

2、方便文件共享:例如主机A(WIN7,NTFS文件系统),主机B(Linux,EXT4文件系统),想互拷一部电影,本来不行。加了个主机C(NFS服务器),然后可以先A拷到C,再C拷到B就OK了。(例子比较肤浅,请见谅……)

缺点:

读写速率低,传输速率慢:以太网,上传下载速度较慢,另外所有读写都要1台服务器里面的硬盘来承担,相比起磁盘阵列动不动就几十上百块硬盘同时读写,速率慢了许多。

(3)对象存储

对象数据不是存储在固定的块,而是在大小可变的“容器”里。

对象存储(OSD)使用对象(Object)对所保存的数据进行管理。它将数据存放到磁盘的磁道和扇区,将若干磁道和扇区组合起来构成Object,并且通过此Object向外界提供对数据的访问。每个Object同传统的文件相似,使用同文件类似的访问接口,包括Open、Read、Write等。但是两者并不相同,每个Object 可能包括若干个文件,也可能是某个文件的一部分,且是独立于操作系统的。除了具体的用户数据外,OSD 还记录了每个Object的属性信息,主要是物理视图信息。将这些信息放到OSD上,大大减轻了元数据服务器的负担,增强了整个存储系统的并行访问性能和可扩展性。

总体上来讲,对象存储同兼具SAN高速直接访问磁盘特点及NAS的分布式共享特点。

●对象

对象是系统中数据存储的基本单位,一个对象实际上就是文件的数据和一组属性信息(Meta Data)的组合,这些属性信息可以定义基于文件的RAID参数、数据分布和服务质量等,而传统的存储系统中用文件或块作为基本的存储单位,在块存储系统中还需要始终追踪系统中每个块的属性,对象通过与存储系统通信维护自己的属性。在存储设备中,所有对象都有一个对象标识,通过对象标识OSD命令访问该对象。通常有多种类型的对象,存储设备上的根对象标识存储设备和该设备的各种属性,组对象是存储设备上共享资源管理策略的对象集合等。

●对象存储设备

对象存储设备具有一定的智能,它有自己的CPU、内存、网络和磁盘系统,OSD同块设备的不同不在于存储介质,而在于两者提供的访问接口。OSD的主要功能包括数据存储和安全访问。目前国际上通常采用刀片式结构实现对象存储设备。OSD提供三个主要功能:

(1)数据存储。OSD管理对象数据,并将它们放置在标准的磁盘系统上,OSD不提供块接口访问方式,Client请求数据时用对象ID、偏移进行数据读写。

(2)智能分布。OSD用其自身的CPU和内存优化数据分布,并支持数据的预取。由于OSD可以智能地支持对象的预取,从而可以优化磁盘的性能。

(3)每个对象元数据的管理。OSD管理存储在其上对象的元数据,该元数据与传统的inode元数据相似,通常包括对象的数据块和对象的长度。而在传统的NAS系统中,这些元数据是由文件服务器维护的,对象存储架构将系统中主要的元数据管理工作由OSD来完成,降低了Client的开销。

●元数据服务器(Metadata Server,MDS)

MDS控制Client与OSD对象的交互,主要提供以下几个功能:

(1)对象存储访问。

MDS构造、管理描述每个文件分布的视图,允许Client直接访问对象。MDS为Client提供访问该文件所含对象的能力,OSD在接收到每个请求时将先验证该能力,然后才可以访问。

(2)文件和目录访问管理。

MDS在存储系统上构建一个文件结构,包括限额控制、目录和文件的创建和删除、访问控制等。

(3)Client Cache一致性。

为了提高Client性能,在对象存储系统设计时通常支持Client方的Cache。由于引入Client方的Cache,带来了Cache一致性问题,MDS支持基于Client的文件Cache,当Cache的文件发生改变时,将通知Client

存储基础知识

第1章网络存储主要技术 1.1 概述 存储系统是整个IT系统的基石,是IT技术赖以存在和发挥效能的基础平台。 早先的存储形式是存储设备(通常是磁盘)与应用服务器其他硬件直接安装于同一个机箱之内,并且该存储设备是给本台应用服务器独占使用的。 随着服务器数量的增多,磁盘数量也在增加,且分散在不同的服务器上,查看每一个磁盘的运行状况都需要到不同的应用服务器上去查看。更换磁盘也需要拆开服务器,中断应用。于是,一种希望将磁盘从服务器中脱离出来,集中到一起管理的需求出现了。不过,一个问题:如何将服务器和盘阵连接起来? 面临这样的问题,有厂商提出了SCSI协议,通过专用的线缆将服务器的总线和存储设备连接起来,通过专门的SCSI指令来实现数据的存储。后来发展到FC协议。这样,多个服务器可以通过SCSI线缆或光纤建立与存储系统的连接。这样的方式,我们称之为直接附加存储(DAS)。 1.2 DAS:直接附加存储 DAS(Direct Attached Storage—直接附加存储)是指将存储设备通过SCSI线缆或光纤通道直接连接到服务器上。 一个SCSI环路或称为SCSI通道可以挂载最多16台设备; FC可以在仲裁环的方式下支持126个设备;

DAS方式实现了机内存储到存储子系统的跨越,但是缺点依然有很多: ◆扩展性差,服务器与存储设备直接连接的方式导致出现新的应用需求时,只能为新 增的服务器单独配置存储设备,造成重复投资。 ◆资源利用率低,DAS方式的存储长期来看存储空间无法充分利用,存在浪费。不同 的应用服务器面对的存储数据量是不一致的,同时业务发展的状况也决定这存储数 据量的变化。因此,出现了部分应用对应的存储空间不够用,另一些却有大量的存 储空间闲置。 ◆可管理性差,DAS方式数据依然是分散的,不同的应用各有一套存储设备。管理分 散,无法集中。 异构化严重,DAS方式使得企业在不同阶段采购了不同型号不同厂商的存储设备,设备之间异构化现象严重,导致维护成本据高不下。 1.3 SAN:存储区域网络 1.3.1 什么是SAN? SAN(Storage Aera Network )存储区域网络,是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架,这个网络专用于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时,数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。

存储基础知识

存储的介质及其存储原理? 1.磁存储介质 磁存储介质主要分为磁带存储和磁盘存储。 (1)磁带存储 磁带是所有存储媒体中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存,近年来由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术,大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。磁带存储器则是以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存储设备,是计算机的一种辅助存储器。磁带机由磁带传动机构和磁头等组成,能驱动磁带相对磁头运动,用磁头进行电磁转换,在磁带上顺序地记录或读出数据。磁带存储器是计算机外围设备之一。磁带存储器以顺序方式存取数据。存储数据的磁带可脱机保存和互换读出。磁带存储器也称为顺序存取存储器(SequentialAccessMemory,简称SAM)即磁带上的文件依次存放。磁带存储器存储容量很大,但查找速度慢,在微型计算机上一般用做后备存储装置,以便在硬盘发生故障时,恢复系统和数据。 根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录(数据流)技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术: 螺旋扫描读写技术: 以螺旋扫描方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录像机基本相似,磁带缠绕磁鼓的大部分,并水平低速前进,而磁鼓在磁带读写过程中反向高速旋转,安装在磁鼓表面的磁头在旋转过程中完成数据的

存取读写工作。其磁头在读写过程中与磁带保持15度倾角,磁道在磁带上以75度倾角平行排列。采用这种读写技术在同样磁带面积上可以获得更多的数据通道,充分利用了磁带的有效存储空间,因而拥有较高的数据存取密度。 线性记录读写技术: 以线性记录方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录音机基本相同,平行于磁头的高速运动磁带掠过静止的磁头,进行数据记录或读出操作。这种技术可使驱动系统设计简单,读写速度较低,但由于数据在磁带上的记录轨迹与磁带两边平行,数据存储利用率较低。为了有效提高磁带的利用率和读写速度,人们研制出了多磁头平行读写方式,提高了磁带的记录密度和传输速率,但驱动器的设计变得极为复杂,成本也随之增加。 数字线性磁带技术: DLT是一种先进的存储技术标准,包括1/2英寸磁带、线性记录方式、专利磁带导入装置和特殊磁带盒等关键技术。利用DLT技术的磁带机,在带长为1828英尺、带宽为1/2英寸的磁带上具有128个磁道,使单磁带未压缩容量可高达20GB,压缩后容量可增加一倍。 线性开放式磁带技术: 这是由IBM、HP、Seagate三大存储设备制造公司共同支持的高新磁带处理技术,它可以极大地提高磁带备份数据量。LTO磁带可将磁带的容量提高到100GB,如果经过压缩可达到200GB。LTO技术不仅可以增加磁带的信道密度,还能在磁头和伺服结构方面进行全面改

仓库管理员基本技能培训大纲

仓库管理员基本技能培训大纲 一、培训目标 通过培训,使农民工能够胜任(物流)仓库管理从业人员的基本工作,了解我国有关仓库管理的法律、法规和技术标准方面的基本知识;熟悉仓库管理货物的安全知识;掌握仓库货物进出调度的基本常识;熟悉使用仓库货物储运事故应急预案。 理论知识与技能操作培训目标具体如下: 1、理论知识培训目标 (1)了解现代仓储作业的基本概况; (2)掌握仓储作业流程以及各项作业技能; (3)掌握仓储作业中的各项管理工作; (4)掌握仓储作业现代化技术。 2、操作技能培训目标 (1)熟悉库区规划、物资分区分类存放、掌握物资的“四号定位”方法,会编制物资货位图。 (2)掌握保管岗位的操作技能:物资的验收、发放、整理。 (3)会正确填写各种相关单据:如送、提货单,出、入库单。 (4)会正确记录实物保管明细帐。 (5)会进行实物盘点。 (6)会根据不同的物资,选择不同的堆码方式进行堆码。 (7)掌握常用计量工具的使用:如直尺、卷尺、游标卡尺、千分卡尺、温湿度计、台秤案秤、磅秤、天平等的使用。 (8)熟悉消防知识,并会使用消防器材。 (9)熟悉通用仓库管理软件的使用。 二、培训中应注意的问题 1、由于《仓储作业实务》是一门实践性很强的课程,教学中建议采取一体 化的教学模式,加强实操性的教学。 2、建议配备相应的实训设施与设备。 3、课程注意以培养学生的实际操作技能为核心。可适当进行精简的理论讲

授,但不宜过多。必须根据实习的要求,事先准备好实习所需的物品。为了取得较好的实习效果,每位实习指导老师指导的学员不宜超过25—30人。 三、培训课时安排 总课时数:130课时 理论知识课时:64课时 操作技能课时:66课时 具体培训课时分配表见下表。 培训课时分配表

计算机的技能高考基础知识(常考知识点记忆)

模块一:信息、数据及通信的基本概念 考点1:信息、数据的基本概念 1、数据:所有能够被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据 2、信息:有意义的数据的内容。指数据经过加工处理后得到的有价值的知识。 3、信息的基本特征:载体依附性、人地性、时效性、共享性、传递性、客观性、可处理性、真伪性 考点2:通信的基本概念 1、信号是数据在传输过程中的具体物理表示形式。 2、信号分为模拟信号(连续信号)和数字信号,数据信号相对模拟信号,抗干扰强,可靠性高。 3、调制解调器可完成数字信息与模拟信号之间的转换。其中,调制是将数据信号转换为模拟信号;解调是将模拟信号转换为数字信号。 4、通信系统三个基本要素:信源、信道、信宿 考点3:计算机的发展、类型及其应用领域。 1、第一台计算机:ENIAC,美国,1946年宾夕法尼亚大学 2、计算机的发展过程 3、计算机主要特点:运算速度快、精确度高、具有记忆和逻辑判断能力 4、计算机的主要应用 1)科学计算:例如:气象预报、海湾战争中伊拉克导弹的监测 2)数据/信息处理:例如:高考招生中考生录取与统计工作,铁路、飞机客票的预定系统,银行系统 的业务管理 3)计算机控制 4)计算机辅助系统:例如:用CAI演示化学反应 5)人工智能:例如:代替人类到危险的环境中去工作 6)办公自动化系统中的应用:例如:Internet发email 常用缩写: CBE:计算机辅助教育 CAI:计算机辅助教学 CMI:计算机管理教学 CAD:计算机辅助设计 CAT:计算机辅助翻译 CAM:计算机辅助制造 CAE:计算机辅助工程 5、计算机的分类: 1)根据规模大小分类:巨型机、大型通用机、微型机、工作站、服务器 2)根据用途分类:通用计算机、专用计算机 3)根据计算机处理数据的类型:模拟计算机、数字计算机、数字与模拟计算机 6、计算机科学研究与应用 人工智能:研究如何让计算机来完成过去只有人才能做的智能的工作。 网格计算:专门针对复杂科学计算的新型计算模式。 中间件技术:是介于应用软件和操作系统之间的系统软件。 云计算:是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物,

仓储管理基础知识培训教程(全)-14页文档资料

仓储管理基础知识培训教程 第一部分物资仓储管理基础培训 一、物资仓储管理的意义和作用 在社会生产总过程中,要使必要数量的生产资料能够有计划的、迅速的、及时的得到供应而不致发生任何中断,这就必须要有一定量的储备。只是有了这种储备,流通过程从而包含流通过程在内的再生产过程的不断连续进行,才得到保证。在社会主义条件下,仓储管理还有其特殊的作用。 仓储管理是保证社会再生产过程顺利进行必不可少的条件:物资储备是社会生产本身的需要而产生的,在社会再生产过程中,由于生产和需求在客观上存在时间和空间上的不一致,因此,必须依靠物资储备手段,来调整市场余缺。特别是在现代化的大生产条件下,随着专业化程度的提高,越来越多的物资要经过各种不同形式的储备阶段。另一方面,在国民经济发展中,经常会出现供求不平衡现象,也必须依靠物资储备来进行平衡,以保证国民经济持续均衡地发展。 仓储管理是物资管理的重要组成部分:物资管理的各个环节,都同仓储管理有着密切的联系。仓储管理工作的好坏直接影响着物资管理工作的进行,因为它从实物形态上保证物资供应计划和物资流转计划的实现。 仓储管理是保存仓储物资使用价值的重要手段:在库房内存放的原材料、机电设备等,都是国家的宝贵财富,是劳动人民辛勤劳动的成果,也是发展国民经济地物质基础。要保管保养好仓储物资的使用价值,就必须采取各种有效措施,来排除和防止各种有害因素对物资的影响。这些,要通过科学的仓储管理才能实现。 加强仓储管理可以加快物资的周转速度。 二、物资仓库的种类及库房的合理布局 (一)、库房的种类:大致有四种分类,我们应该掌握的有两种: 按储存物资的类别分类:综合性仓库、专业性仓库。 按储存物资的不同保管条件分类: 1)、普通仓库,存放一般物资,对库房没有特殊要求,如绝大多数的金属材料,一般的机电产品等。 2)、保温仓库、恒温恒湿仓库、冷藏库:这些仓库是用来储存载保管条件上有特殊要求的物资,这类仓库在建筑结构上要求有隔热、防寒、密封等功能,有的还需要配备专门设备,以满足物资保管的要求。 3)、特种仓库:一般指危险品仓库,他们具有易燃、易爆、毒害、腐蚀等特性,存放这类物资的仓库,在库房建筑结构及库内装修 等方面规定由特殊要求,所以称作特殊仓库。 4)露天料场:主要用于堆放基本上不怕大气影响的物资,地面要求平整,能排除积水,地坪承受力一般在每平方米5吨以上。 5)、料棚:这种料棚储存条件优于露天料场,次于普通库房,可以遮蔽雨雪阳光,按物资采办事业部的现状,主要用于存放化工料及一些大的、笨重的,对天气有特殊要求的物资。 三、库房、料场的储存规划原则 一、分类保管规划:各库房所有货场和库房储存物资,应做统一规划。把全库分成几个储货区,每个区的货场和库房按序编号。制定物资储存规划时,应按以下原则: 1)、根据物资性能考虑储存条件。怕潮湿怕灰尘的物资,应安排在封闭式库房内进行保管;怕冻物资应储放在保温库房内;怕热物资应选择通风阴凉温度较低的库房保管;危险品应按危险特性分类存放,并做到专库专用。2)同类吴资可安排在一起保管。性质不同互有影响或性质相互抵触的物资,不可存放在一起。储存温度条件不同的物资,不应同库储存。灭火方法不同的物资,不应一起储存。 3)、各种物资进出库所需货位的换算:必须注意在平时积累资料,掌握物资周转规律,概算所储各类物资需要占用的货位,统一规划,提高仓容利用率,达到妥善安排,合理储存的目的。 规划货位统一编号:为使分类保管的物资井然有序,便于查找,还应在确定 各库房、料场储存方案后,进一步根据储存物资的外形包装和苫垫堆码方法,结合库房料场的具体情况,规划货位或固定货架的位置,然后统一编号。物资出入库时,可以按照“四号定位”存取。 规划货位。库内货位和货架的布置,一般有横列和纵列式两种。规划货位必须合理地利用仓库面积利用率,增大仓库储存能力。仓库面积利用率=有效面积/使用面积*100% 3)、货位编号:货位布置安排后应进行统一的编号。货位的编号有的采用三位数字,有的采用四位数字,采用四

存储基本知识及行业分析

存储基本知识及行业分析 1存储架构分析 目前存储市场上,根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储,封闭系统主要指大型机,AS400等服务器,开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储。 开放系统的外挂存储分为:DAS存储(Direct-Attached Storage)和NAS存储(Network-Attached Storage)和存储区域网络(Storage Area Network)。 1.1DAS存储 DAS存储已经有数十年的使用历史,随着用户数据的不断增长,其在数据读写、扩展、备份等方面的问题变得日益困扰系统管理员。 DAS存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据读写等任何操作都要占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等)。DAS存储的数据量越大,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。 DAS存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI或者USB、1394等连接,随着服务器CPU的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SCSI

通道将会成为IO瓶颈;同时服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。 DAS存储的共享性和扩展性很差。每个服务器直连的JBOD只能供其独自使用。任何形式的扩展都会造成业务系统的停机,对于7×24小时服务的关键业务系统,这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展,只能由原设备厂商提供,往往受原设备厂商限制。 1.2NAS存储 网络附加存储(Network-Attached Storage,)采用网络(TCP/IP、ATM、FDDI)技术,通过网络交换机连接存储系统和服务器主机,存储设备作为网络标准件连入局域网中,本身具有文件系统,直接为服务器提供文件级存储服务。 由于NAS存储采用IT业界标准协议TCP/IP进行数据交换,不同厂商的产品(服务器、交换机、NAS存储)只要满足协议标准就能够实现互连互通,无兼容性的要求。NAS存储特点: 首先,NAS存储可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接,摆脱了服务器和异构化构架的桎梏; 其次,在企业数据量飞速膨胀中,NAS存储在解决足够的存储和扩展空间的同时,还提供极高的性价比。因此,无论是从适用性还是TCO的角度来说,NAS自然成为多数企业,尤其是大中小企业的最佳选择; 1.3SAN存储 存储局域网络SAN是目前最为先进的海量数据存储架构,是建立在服务器集群和存储设备之间的网络,给服务器集群提供集中式的共享的存储空间,便于管理。SAN存储模式中,磁盘阵列只提供块级裸盘存储空间,文件系统分部在各个应用服务器上,这是SAN和NAS的最本质区别。

信息技术基础知识

第一章信息技术基础知识 1.1 重点知识 一、信息与信息技术 (一)信息技术及其主要特征 1.有关信息的定义和解释 几种影响较大的对信息的定义和解释: (1)信息是可以减少或消除不确定性的容。 (2)信息是控制系统进行调节活动时,与外界相互作用、相互交换的容。 (3)信息是事物运动的状态和状态变化的方式。 从系统科学角度看,信息是物质系统中事物的存在方式或运动状态,以及对这种方式或状态的直接或间接的表述。通俗地说:信息是人们对客观存在的一切事物的反映,是通过物质载体所发出的消息、情报、指令、数据、信号中所包含的一切可传递和交换的知识容。 2. 信息的主要特征 社会性、传载性、不灭性、共享性、时效性、能动性。 3. 信息的分类 对信息进行分类的常见的8 种方法:容上、存在形式上、状态上、外化结果上、符号上、信息流通方式上、信息论方法上、价值观念上。 (二)信息在现代社会中的作用 简要掌握信息在现代中的 5 点作用:认知作用、管理作用、控制作用、交流作用、娱乐作用。 (三)信息技术 1.信息技术的概念 信息技术就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称。这些方法和手段主要是指完成信息产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术。 2. 信息技术的三个发展时期 ⑴以人工为主要特征的古代信息技术;⑵以电信为主要特征的近代信息技术;⑶以网络为主要特征的现代信息技术。 3.信息技术的体系信息技术是一个由若干单元技术相互联系而构成的整体,又是一个多 层次、多侧面的复 杂技术体系。信息技术大致可归纳为以下三个相互区别又相互关联的层次。 ⑴主体层次:是信息技术的核心部分。①信息存储技术;②信息处理技术;③信息传输技术; ④信息控制技术。 ⑵应用层次:是信息技术的延伸部分。 ⑶外围层次:是信息技术产生和发展的基础。 4.信息技术的特点

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第1章计算机基础知识 1.1 计算机与信息社会 电子计算机是20 世纪人类最伟大的发明之一,随着计算机科学的发展与应用的普及, 计算机已经融入人们的生活,成为人们日常生活、工作、学习中不可缺少的一个基本工具。“21 世纪是以计算机为基础的信息时代”,掌握以计算机为核心的信息技术基础知识和 应用能力是现代大学生必备的基本素质。 1.1.1 计算机的发展 一般认为,世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946 年2 月,它是由美国宾夕法尼 亚大学物理学家莫克利(J.Mauchly)和工程师埃克特(J.P.Eckert)等人共同开发的电子数值积分 计算机(Electronic Numerical Integrator And Calculator,简称ENIAC)。 ENIAC 体积非常庞大,其占地面积为170 平方米,总重量达30 吨,如图1-1 所示。机 器中约有18 800 只电子管、1 500 个继电器、70 000 只电阻以及其他各种电气元件,每小时 耗电量约为140 千瓦。这样一台“巨大”的计算机每秒钟可以进行5 000 次加减运算,相当 于手工计算的20 万倍、机电式计算机的1000 倍。这台计算机的功能虽然无法与今天的计 算 机相比,但它的诞生却是科学技术发展史上一次意义重大的事件,展现出新技术革命的曙光。图1-1 ENIAC(电子数值积分计算机) ENIAC 虽是第一台正式投入运行的电子计算机,但它却并不具备现代计算机“存储程序” ?2 ?大学计算机基础 的思想。由于其结构设计不够弹性化,导致对它的每一次再编程都意味着电气物理线路的再连接。ENIAC 的开发小组针对其缺陷又进一步完善了设计。1946 年6 月,冯·诺依曼博 士 发表了“电子计算机装置逻辑结构初探”论文,并设计出第一台“存储程序”的离散变量自动电子计算机(The Electronic Discrete Variable Automatic Computer,简称EDVAC),于1952

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仓库管理知识培训 主讲:童霞芳 1 、物料的基本知识: 1.1 、物料的分类: 1.1.1 、依物理化学性质来分:如五金、塑胶、线材、电子元件等。 1.1.2 、依形态来分:原料、部品、半成品、成品。 1.1.3 、依重要性来分:主料、辅料(如包装材料)。 1.1.4 、依危害性来分:如化学品仓等。 注1 :物料的分类各种各样,依工厂的规模、行业特点、仓库的规划不同而有所不同:如有些电子厂还会分防静电物料仓等。 注2 :仓库的分类基本上依据物料而定如:原料仓、半成品仓、成品仓等。故在下面就不再对仓库的分类进行特别的阐述了。 1.2 、物料的承认程序: 1.2.1 、承认之范围:新产品、供应商变更、产品特性( 如结构、性能等) 的变更、客户或市场的需要等。 1.2.2 、承认之程序:新供应商评估(采购、工程、生产技术、品管等部门参加)------ 建立合格供应商名录(采购)------- 提供生产基本技术资料(如图纸、样品等)给供应商(采购)------- 送样(若需开模的话则双方应谈好条件在开模,然后试模,完了才送样)------ 产品特性的测定------- 部分产品试装/ 试做------- 起草书面承认资料如承认书。

注:有的工厂在承认新产品的过程中会连同品质标准、潜在失败模式等一并进行确认。 2 、仓库的管理: 2.1 、仓库的基本规划(硬件): 2.1.1 、仓库的定置(地里位置): 2.1.1.1 、对外:考虑远离易爆易燃高温等场所。 2.1.1.2 、对内:一是要考虑方便物料的进出如一般的仓库要分进出口,且不能在同一面;(物流的方向相反或交叉操作会很不方便,且容易出错。)二是要考虑将同类仓库尽量放置在一起;辅助材料、边角废料、不良材料等最好单独规划仓库或区域放置,因为废包装物和空箱及使用物料在同一场所堆放等都会使仓储效率不高 2.1.2 、仓库的面积: 2.1.2.1 、要考虑行业的特点、基本存量、堆放方式、搬运行走的便捷性、以及未来发展的需要。 2.1.3 、仓库的安全: 2.1. 3.1 、设施:必备的消防装置、防暴灯、以及防化学品泄漏等装置。 2.1. 3.2 、教育:安全隐患意识的宣导、必要的火灾演习、组织紧急事故处理小组等。 2.1. 3.3 、常见的安全隐患:不安全的环境(如油料、气体钢瓶要远离烟火、要通风等。)、不安全的动作(如化学品未按其要求搬运等)、不正确的堆积方式(如袋装物料最高不能超过十曾,

仓储管理基础知识培训,管理术语、知识问答、5S规范

仓储管理基础知识培训资料 诸城分公司TPS推进办 3月10日

第一节:员工素质培训 企业生存发展的根本在于人,而人的关键因素是素质,员工的素质决定着企业的生存和发展。员工的素质高,企业的工作标准就高,工作的基础台阶就相对较高,工作的效率就高,分解任务的能力就强,完成任务的概率就高,企业发展的速度就快,企业的效益就高,员工的福利待遇就会随之升高,企业的生存希望就高,发展的空间就大;反之,就会束缚企业的发展,造成企业不得不停产或转产。 所以越来越多的优秀企业不再把企业发展目标定为“创造更多的需求”,而是通过培养员工的素质、提高员工的素质来满足现有客户的需求,寻求企业的增长点。 没有高素质的员工队伍,就没有优秀的企业,企业的一切行为都是人的行为,是每一个员工履行职责的行为表现,员工的精神面貌表现了企业的形象和企业文化,仓储管理的一项重要工作就是不断提高员工的素质,根据企业形象建设的需要,加强对员工的约束和激励。 员工素质包括员工每个人的技术素质和精神素质,通过不断的系统的培训和严格的考核,保证每个员工熟练掌握其应有的操作技能、管理技术和理论知识,且要求精益求精,跟上技术和知识的发展并保持不断更新,明白岗位的工作制度和操作流程,明确岗位所承担的责任。 第二节、仓储管理术语及基本常识 1、管理术语 物流:物品从供应地向接收地的实体流动过程,根据实际需要,将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。 仓储:对物品进行保存及对其数量、质量进行管理控制的活动。 装卸搬运:指在同一地域范围内进行的,以改变物品的存放状态和空间位置为主要内容和目的的活动,具体说,包括装上、卸下、转运、拣选、分类堆垛、入库、出库等活动。 配送:在经济合理区域范围内,根据用户要求,对物品进行拣送、加工、包装、分割、组配等作业,并按时送达指定地点的物流活动。 物流信息:能够反映事物内涵的知识、资料、信息、情报、图像、数据、文件、语言、声音等物流活动中必要的信息。

iSCSI技术基础知识汇总

iSCSI基础技术知识

目录 前言 1 第一章iSCSI技术背景介绍 2 第二章iSCSI技术的应用 3 第三章iSCSI产品的组成8第四章iSCSI技术及其安全性9 第五章iSCSI与各类型存储方案的综合评比14第六章iSCSI与IP存储技术16 第七章问与答22

前言 iSCSI技术发展及未来展望 企业存储技术发展日新月异,早期大型服务器的DAS技术(Direct Attached Storage,直接附加存储,又称直连存储),后来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率,因而有了SAN(Storage Area Network,存储局域网络)技术的诞生,SAN可说是DAS网络化发展趋势下的产物。早先的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,所以在iSCSI 出现以前,SAN多半单指FC而言。一直到iSCSI问世,为了方便区别,业界才分别以FC-SAN 及iSCSI-SAN的称呼加以分辨。 紧接着,为了能在多用户网络环境中,做好档案集中化分享管理的工作,采用全然不同于以往的文件协议(File Protocol)数据存取方式的NAS(Network Attached Storage;网络附加存储)方案也应运而生。它的出现,为以太网络的成熟及重要,做了最佳脚注。 日益发展及成熟的因特网,更进一步成为了IP存储方案成长壮大的最佳腹地及平台,现成的架构、协议、标准、基础设施及管理工具,莫不吸引着寻求最佳存储方案者的目光。此背景,加上FC-SAN高不可攀的成本及管理门坎的障碍,另一存储成员iSCSI(Internet SCSI)也来报到了。iSCSI的出现,标志着低价化SAN方案的问世。 从IP SAN到iSCSI SAN 所谓iSCSI亦即通过IP网络,将SCSI区块数据转换成网络封包的一种传输标准,它和NAS一样通过IP网络来传输数据,但在数据存取方式上,则采用与NAS不同的,而与FC-SAN相同的Block Protocol协议。iSCSI最早是由IBM和Cisco于2001年制定的。 事实上,为了解决FC-SAN在价格及管理上的诸多门坎,各家早有不同协议的IP SAN 的研究开发。这些IP SAN的架构,其实与iSCSI大同小异,只不过并非走标准化的协议(事实上,在iSCSI标准化之前,也没有什么标准不标准的问题),而是各家自行研发的协议,所以基本上各家IP SAN是不兼容的。 两大推波助澜的关键促因 在iSCSI尚未标准化之前,只有少数厂商投入IP SAN的开发,因为每一家厂商皆开发专属封闭协议的解决方案,所以这些方案之间无法完全兼容。在当时的市场上,由于发展iSCSI的厂商很少,所以支持的平台及软硬件等基础设施相当贫乏,这可说是iSCSI发展之初的最大阻碍及瓶颈。 但接下来的两大事件,却被视为促进iSCSI发展与成熟的关键因素,那就是iSCSI标准的正式通过,以及微软的正式支持。 SNIA(存储网络产业协会;The Storage Networking Industry Associate)于2003年2月正式制定通过了iSCSI标准。业界莫将此标准化视为iSCSI发展历程中的最关键因素,自此开始,有愈来愈多的厂商开始进一步开发合乎业界标准的相关产品。 在iSCSI的发展过程中,除了正式标准化具有重大意义外,微软紧接着在2003年5月宣布在WinServer 2003 中,正式支持iSCSI技术,并提供iSCSI Initiator驱动程序的下载。微软这项作法,带动了整个iSCSI业界的发展。 iSCSI之所以被看好,首先它根植于IP网络上,所以可以采用现有已经非常成熟的管理工具及基础建设,可为企业节省大笔建设、管理的成本。更重要的是,IP的人才资源非常充沛。此外,iSCSI在数据传输距离上,几乎没有限制的优点,更吸引无数企业的目光。 10G以太网会是iSCSI技术成长的基石 对于iSCSI的未来发展,诸多厂商都认为SAN与NAS的整合会是一大趋势。此外随着10G Ethernet的到来,iSCSI的理论带宽将会攀升到10Gb的极速,那么即使未来FC提升到4Gb,速度上也仍然不是iSCSI的对手。

存储基础知识

本文简要介绍了存储领域的若干重要术语,旨在帮助大家能更好地了解、学习存储这一领域。限于作者个人水平、精力有限,如有不当之处敬请多多包涵。 1. DAS (Direct-attached Storage) 直连式存储,顾名思义这是一种通过总线适配器直接将硬盘等存储介质连接到主机上的存储方式,在存储设备和主机之间没有任何网络设备的参与,此概念主要用于区别NAS和SAN等网络存储。可以说DAS 是最原始最基本的存储方式,在个人电脑、服务器上随处可见。常见的用于连接DAS和主机系统的协议/标准主要有ATA、SATA、eSATA、SCSI、SAS和FibreChannel等。DAS的优势在于简单易用、读写效率高等;缺点在于容量有限、难于共享,从而造成―信息孤岛‖(Islandsof Information)。 2. RAID (Redundant Array of Independent/InexpensiveDisks) 独立磁盘冗余阵列,是一种将多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的组合方式形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单块硬盘更大的存储容量、更高的可靠性和更快的读写性能等。该概念最早由加州大学伯克利分校的几名教授于1987年提出。早期主要通过RAID控制器等硬件来实现RAID磁盘阵列,后来出现了基于软件实现的RAID,比如mdadm等。按照磁盘阵列的不同组合方式,可以将RAID分为不同级别,包括RAID0到RAID6等7个基本级别,以及RAID0+1和RAID10等扩展级别。不同RAID级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本等。下面我们将分别介绍这几种RAID级别。 RAID 0:简单地说,RAID0主要通过将多块硬盘―串联‖起来,从而形成一个更大容量的逻辑硬盘。R AID0通过―条带化(striping)‖将数据分成不同的数据块,并依次将这些数据块写到不同的硬盘上。因为数据分布在不同的硬盘上,所以数据吞吐量得到大大提升。但是,很容易看出RAID0没有任何数据冗余,因此其可靠性不高。

《存储技术基础》教学大纲(2008)

《存储技术基础》教学大纲 课程号: 04830550 新课号: 课程名称:存储技术基础(Storage Technology Foundation) 开课学期:秋季 开课教员:罗英伟、汪小林 周学时:2学时 学分:2学分 先修课程:操作系统、计算机网络 一、教学目的 ●了解现代信息管理的复杂度与需求 ●了解存储系统的基本结构 ●了解网络存储应用于不同环境的构架 ●了解应对业务连续性需求的存储技术解决方案 ●了解数据中心的监测、管理的原理、方法与实现 ●了解虚拟化技术在存储和计算系统方面的现状及发展 二、主要内容 现代信息管理面临信息量大、管理成本居高不下等诸多挑战。本课程从信息管理的复杂性与现实需求出发,介绍了满足现代信息管理需求的存储技术基础知识,从而使同学们对存储有一个全面的了解。课程介绍了存储系统的构成和基本原理,并在此基础上介绍了几种不同的网络存储构架以及不同的应用环境。从需求出发,本课程还介绍了业务连续性对企业的重要价值与实现形式。最后,本课程介绍了数据中心的监测、管理的原理、方法与实现。通过本课程的学习,同学们能够对存储技术有一个全面的了解,这不仅有利于同学们在存储技术领域的发展,同时,对于同学们将来在企业、政府机关中所进行信息管理的规划、决策等方面的工作也颇有助益。 另一方面,虚拟化技术正成为全球的热点话题,本课程也将介绍系统级虚拟化的原理、方法及应用,同时还将介绍虚拟化技术最新的进展,以及它如何改善现代计算系统的可靠性、可管理性、有效性以及安全性。 本课程是我们与EMC公司和VMWare公司共同建设的,两个在业界领先的公司也将为本课程提供先进的软硬件产品,为本课程构建一个良好的实践环境。同时,本课程还会邀请两个公司的高级技术人员为同学们举行实际应用案例讲座。

存储的基础知识

存储基础知识 一、存储相关基础知识 1、RAID与JBOD是什么? RAID(独立磁盘冗余阵列)是一种磁盘集群技术。用户可以自 定义数据的保存方式,可以采用数据镜像(在不同磁盘上保存数据 拷贝)、条带集(数据交叉保存在多个磁盘上)、还有奇偶校验保 护(记录额外的数据以识别错误),这些技术可以根据用户对性能 和可靠性的要求单独或联合使用。 JBOD(磁盘组)是与RAID相似的一种标准,也是一组磁盘通过 一个接口连接到服务器,但与RAID不同,JBOD不提供镜像、数据 条带集和奇偶验证等功能,这些功能通常由主机上的软件来实现。JBOD是一种最简单廉价的“裸存储”设备。独立的磁盘保存在一个 机箱之中,允许不同的服务器分组访问。一般也不提供缓存和控制器。JBOD的扩展空间有限。 2、了解逻辑驱动器与物理驱动器间的关系 3、RAID 0、1、3、5、10、30、50、NRAID、JBOD ①RAID 0:称为带区级。它将两个以上的磁盘并列起来成为一个大 容量的磁盘。在存放数据时,分段后分散存储在这些磁盘中,因为 读写时都可以并行处理,所以在所有的级别中,RAID 0的速度是最 快的。但是RAID 0既没有冗余功能(指重复配置系统的一些部分, 当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作, 由此减少系统的故障时间。即通过多重备份来增加系统的可靠性),

也不具备容错能力(容错就是当由于种种原因在系统中出现了数据、文件损坏或丢失时,系统能够自动将这些损坏或对事的文件和数据 恢复到发生事故以前的状态,使系统能够连续正常运行的一种技术),如果一个磁盘(物理)损坏,所有数据都会丢失,危险程度 与JBOD相当。 ②RAID 1:两组以上的N个磁盘相互作镜像,在一些多线程操作系 统中能有很好的读写速度,理论上读取速度等于硬盘数量的倍数, 另外写入速度有微小的降低。只要一个磁盘正常即可维持运作,可 靠性最高。RAID 1就是镜像,其原理为在主硬盘上存放数据的同时 也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘(物理)损坏时镜像硬盘 则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1的 数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但无论用多少磁盘 做RAID 1,仅算一个磁盘的容量,是所有RAID中磁盘利用率最低 的一个级别。

存储器知识点小结

CPU工作的实质即为不断从内存中取指令并执行指令的过程。 一、8086CPU构成 CPU的工作:取指令和执行指令 1.CPU内部两大功能部件:总线接口部件BIU和执行部件EU(2部件并行工作提高了CPU的工作效率) 重点:理解2个独立功能部件的分工和协同配合关系。 理解BIU内地址加法器的作用,理解指令队列的作用。 2.掌握CPU内部寄存器的作用 包括:通用寄存器AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI 段寄存器CS,DS,SS,ES 指令指针寄存器IP 标志寄存器FLAG 二、存储器的基础知识 1.物理地址 8086的存储器是以字节(即每个单元存放8位二进制数)为单位组织的。8086CPU具有20条地址总线,所以可访问的存储器地址空间容量为220即1M字节(表示为1MB)。每个单元对应一个唯一的20位地址,对于1MB存储器,其地址范围用16进制表示为00000H~0FFFFFH,如图1所示。

地址低端 地址高端 图1 1MB存储器地址表示 物理地址:存储器的每个单元都有一个唯一的20位地址,将其称为物理地址。 2.字节地址与字地址 存储器内两个连续的字节,定义为一个字,一个字中的每个字节,都有一个字节地址,每个字的低字节(低8位)存放在低地址中,高字节(高8位)存放在高地址中。字的地址指低字节的地址。各位的编号方法是最低位为位0,一个字节中,最高位编号为位7;一个字中最高位的编号为位15。 字数据在存储器中存放的格式如图2所示。 地址低端 地址高端

图2 字数据在存储器中的存放 3.单元地址与内容 内容 单元地址 图3 如图3,地址是00100H 的字节单元的内容为27H,表示为(00100H)= 27H。 图3中字数据3427H存放在地址是00100H和00101H的两个字节单元中,其中低字节27H在低地址的字节单元00100H中,高字节34H在高地址的字节单元00101H中,字数据3427H的地址是低地址00100H。地址是00100H的字单元的内容为3427H,表示为(00100H)= 3427H 可见一个地址既可作字节单元的地址,又可作字单元的地址,视使用情况而定。 总结: 字节单元:(00100H)=27H 字单元:(00100H)=3427H 设寄存器DS=0000H, 用MOV指令访问字节单元:MOV AL,[0100H] 用MOV指令访问字单元: MOV AX,[0100H] 三、存储器的分段 1.为什么要分段

存储基础知识SATA、SCSI、SAS硬盘接口区分

存储基础知识SATA、SCSI、SAS硬盘接口区分(图) 现在服务器上采用的硬盘接口技术主要有两种,SATA和SCSI,使用SAS 硬盘的产品目前也已经上市,当然还有高端的光纤硬盘,其中前两种是最常见的。下面我们就SATA、SCSI、SAS等接口技术作简单介绍。 SATA SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是串行ATA的缩写,目前能够见到的有SATA-1和SATA-2两种标准,对应的传输速度分别是150MB/s和300MB /s。SATA主要用于已经取代遇到瓶颈的PATA接口技术。从速度这一点上,SATA在传输方式上SATA也比PATA先进,已经远远把PATA硬盘甩到了后面。其次,从数据传输角度来看,SATA比PATA抗干扰能力更强。 SATA-1目前已经得到广泛应用,其最大数据传输率为150MBps,信号线最长1米。SATA一般采用点对点的连接方式,即一头连接主板上的SATA接口,另一头直接连硬盘,没有其他设备可以共享这条数据线,而并行ATA允许这种情况(每条数据线可以连接1-2个设备),因此也就无需像并行ATA硬盘那样设置主盘和从盘。 另外,SATA所具备的热插拨功能是PATA所不能比的,利用这一功能可以更加方便的组建磁盘阵列。串口的数据线由于只采用了四针结构,因此相比较起并口安装起来更加便捷,更有利于缩减机箱内的线缆,有利散热。

SCSI SCSI(Small Computer System Interface)是一种专门为小型计算机系统设计的存储单元接口模式,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规范发展到今天,已经是第六代技术了,从刚创建时候的SCSI(8bit)、Wide SCSI(8bit)、Ultra Wide SCSI(8bit/16bit)、Ultra Wide SCSI 2(16bit)、Ultra 160 SCSI(16bit)到今天的Ultra 320 SCSI,速度从1.2MB/s到现在的320MB/s 有了质的飞跃。目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI接口,能提供320MB/s的接口传输速度。

库管员基础知识培训

库管员基础知识培训 财务部 目 录 ● 一、目的 ● 二、单据的用途 ● 三、单据的使用及填写要求 ● 四、物料卡的使用 ● 五、仓库存储区域布置的要求 ● 六、帐簿的登记 ● 七、报表的编制 ● 八、记帐错误的更正方法 ● 九、资料的保管及人员交接 ● 十、帐外物料的管理 一、目 的 存货管理的目的 存货就是企业的一项重要流动资产,且在企业流动资产中占有很大的比重。良好的存货管理就是企业有效的组织生产、销售、降低产品成本、提高资金使用率的重要保障。 为了有效的反映与监督存货收发与保管情况,如实反映存货的资金占用, 逐步提高存货管理水平,加强仓库管理基础工作的规范化,虽然各项规定就是仓库保管员最常见的内容,但也恰恰就是最容易出现疏漏的环节,认真学好、做好十分重要。 ,2、3、4、5、6、联,(1)

用情况发生。 (2)填写单据的內容必须与实际业务一致,包括零件、零件数量、领料部门、领料人等。禁止无实际业务发生私自开具单据的现象发生。 (3)采购员如将收料单(或入库单)报销联丢失,仓库管理员不准私自为其重新补开。 (4)仓库对各种收、发及调拨物资等业务应及时开据单据,并规范填写,内容完整,手续齐全。 2、单据的规范填写 (1)各单据一式多联,必须用复写纸、用蓝色或黑色圆珠笔套写,字迹要工整、清晰; (2)单据日期、用途、数量、记载要齐全、不得漏项; 物料名称、物料编码、规格型号与数字以及填写的格式要规范,不得随意简化与省略,不得随意涂改、刮擦、添加、挖补。 (3) 如果所领物料品种没有填满整张单据时,要在空白行处划一道S线,或在第一行空白行处填写“以下空白”字样。 (4)单据的实发数只能等于或小于申领数,不能大于申领数量。 (5)单据必须按月连续编号,以便记帐、查找、核对,如果在本期内发现漏号,必须用新开的单据补上此号,发现重号应及时修正,如果单据已传递出去,无法修正,必须在重号的单据上分别编上(1/2 2/2)加以区别:(如果单据已预先拟定好编号,在错写作废时,应在此单据上标明(作废)字样,妥善保管,不得撕毁。 账页应保持整洁、干净字迹要清晰 只要在物料名称栏划一道S线即可 划过S线后再出库的材料应当另开一张单据 在空白行外应划一条S线,正确的开单 四、物料卡的使用 物料卡的作用: (1)物料卡起着账目与实际物料的桥梁作用。 (2)每用一种物料使用一张卡,做到料上有账,账上有料,非常直观,一目了然。 (3)仓库应于收、发料的同时完成对应物料物资卡的收、发、结存登记工作,可以做到随时盘点随时对帐。 (4)方便追溯物料信息:如可以通过对以前月份的发货数量的查询,来判断何时订货?订多少货? (5)方便与系统账目的查询核对工作。 五、仓库存储区域布置的要求 1、符合作业流程 2、减少搬运距离:如使用频率较高,周转速度较快的物品,应放在仓库进出口较近的位置 3、减少无效工作 4、合理利用空间:要按照重低轻高、大低小高的原则摆放 5、安排配套设施 6、注重仓库安全 六、帐簿的登记 1、帐簿的格式: 帐簿就是由封面、扉页、帐页三部分构成 根据物资管理要求,材料帐页的格式为三栏式,即收入、发出、结余三栏。仓库管理员在启用账簿时,应在帐簿封面上写明账簿名称,并在账簿扉页上填写“帐簿启用与经管人员一览表”,在更换记帐人员时应填写交接记录。 帐簿每页应注明材料名称、存货编码、规格型号、计量单位,必须按编定的页次逐行逐页、顺序地连续登记、

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