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储存(磁盘阵列柜)基础知识培训.pptx

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存储基础知识应知应会 PPT

存储基础知识应知应会 PPT

LUN，每一个LUN只能属于一台前端服务器 链路速率：1Gbps、10Gbps 提供快照、容灾等高级数据保护功能 iSCSI 被看好的原因
可以采用非常成熟的IP网络管理工具和基础建设 IP网络使用普遍，可为企业节省大笔建设、管理及人
➢iSCSI协议： （Internet Small Computer System Interface）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，可以理解为SCSI over IP。iSCSI可构成基于IP的SAN，为用户提供高 速、低价、长距离的存储解决方案。iSCSI将SCSI命令封装到TCP/IP数据包中，使I/O数据块可通过IP网 络传输，是未来的发展之路。
存储是企业数据的“家”
用户
应用服务器
数据库服务器
邮箱服务器
员工 数据产生
文件服务器 数据处理
在线存储
近线存储
依据数据的访问频率
数据管理
离线存储
存储发展历程：从附属于服务器，剥离成独立系统
硬盘在服务器内部
Server CPU
外部硬盘阵列（DAS)
CPU
Server RAM
智能硬盘阵列(DAS) CPU Server RAM
DAS（Direct Attached Storage） 时间：70年代 背景：用户最早因为数据量的增多而产生存储的
需求，从而产生最早最简单的存储架构直连附加 存储DAS 连接方式：FC,SCSI,SAS 访问方式：直连式存储与服务器主机之间的连接 通道通常采用SCSI连接 链路速率：20MB/s、40MB/s、80MB/s 提供快照、备份等功能
解决问题： • 有限硬盘槽位，容量小
• 单硬盘存放数据，可靠性差
存储磁盘阵列基础知识培训精品PPT课件

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未定,可能会所有更新
信号兼容
与第一代兼容
可能与第二代兼容,
RAID简介
RAID简介
廉价磁盘冗余阵列（RAID）
▪ Redundant Arrays of Inexpensive Disks ▪ 是一种利用大量廉价磁盘进行磁盘组织的技术 ▪ 价格上，大量廉价的磁盘比少量昂贵的大磁盘合
算得多
▪ 性能上，使用大量磁盘可以提高数据的并行存取
速度
▪ 可靠性上，冗余数据可以存放在多个磁盘上，因
此一个磁盘的故障不会导致数据丢失
高性能
• 通过并行提高性能
– 负载平衡多个小的存取操作，提高以提高这种存取操 作的吞吐量
– 并行执行大的存取操作，以减少大的存取操作的响应 时间
• 通过在多个磁盘上对数据进行拆分来提高传输率
– 比特级拆分（Bit-level striping） • 将每个字节按比特分开，存储到多个磁盘上
磁盘失效，将影响整个数据。
▪RAID 0不可应用于需要数据高可用性的关键应用。
RAID 1
▪RAID 1通过磁盘镜像实现数据冗余，在两对分离的磁盘上产
生互为备份的数据。
▪RAID 1可以提高读的性能, 当原始数据繁忙时，可直接从镜像
拷贝中读取数据。
▪RAID 1是磁盘阵列中费用最高的, 但提供了最高的数据可用率。
SATA Vs PATA
串 行 AT A与 并 行 AT A的 技 术 特 征 对 比
技术特征
Serial ATA1.0(串行ATA)
Parallel ATA(并行ATA)
最高数据传输率
150 MB/s
133 MB/s
(SATA3.0中最高可达600MB/s) (这是ATA/133所能支持的最高值)
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物理磁盘
物理卷（RAID）
RAID、LUN的形成过程
物理磁盘
LUN
物理卷（RAID）
பைடு நூலகம்
分割
卷（Volume）
在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（FAT32、NTFS、ext2/3/4等）VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
控制器
磁盘柜
磁盘电缆
磁盘阵列是把多个磁盘组成阵列（Array） ，以单一磁盘使用。磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level 针对不同的系统及应用，以解决数据存储的安全、性能和容量的问题。阵列控制器是介于主机和磁盘之间的控制单元，配置有专门为I/O进行过优化的处理器以及一定数量的缓存（cache）。控制器上的CPU和cache共同实现对来自主机系统I/O请求的操作和对磁盘阵列的RAID管理。阵列上的cache则作为I/O缓冲池，大大提高磁盘阵列的读写响应速度，显著改善磁盘阵列的性能。传统磁盘阵列大多采用双控制器设计，从而充分体现了磁盘阵列的高可用特性。双控制器可配置成active-active或active-standby的工作模式，并且支持热插拔功能，能够实现简单的无单点故障，为用户提供的7*24不间断业务。 在配置了CPU和cache的磁盘阵列中，部分高端产品还可以运行基于磁盘阵列的存储软件，提供比较全面的基于磁盘阵列的解决方案。
常见磁盘阵列
光纤通道（FC）
HBA卡
WWN（World Wide Name）
SAN交换设备—交换机
FC交换机，内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽，理论上可以连接1600万个设备
存储基础培训ppt课件

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Block Diagram
Server / Servers or
Switch / Switches or
Zones on one Switch
RAID Controller A
PowerPC
Drive Channels
CPU
SAS
CH 0 CH 1
Host Channels
4G FC
PCI-X #1
存储基础培训
16
DAS (Direct Attached Storage)
文件服务器
应用服务器
LAN 数据库服务器
数据流 存储设备
数据流 存储设备
数据流 存储设备
• 存储设备直接连接到服务器； • 传统的、最常见的连接方式，容易理解、规划和实施；
• 没有独立操作系统，不能提供跨平台的文件共享，各平台下数据需分别存储；
从数据保护时间上分为：CDP技术分为真CDP（True CDP）和准CDP（Near CDP）两类
存储基础培训
39
备份、快照、复制、CDP
存储基础培训
40
Archive(归档)
将相对不重要的数据转移到速度较慢并且价格便宜的存 储介质上，是一种最原始却最为有效的节约成本的方式。数 据归档集成了数据迁移、管理、收集、保存以及介质管理等 功能 ，主要用于长久保存数据和文件以备日后查询取用。
CBM (缓存备份模块) • BBU + Flash 备份模块 • Cache Safe 技术
• Cache safe技术可在突然断电的情况下将缓存中数据永 久保存在Flash SSD中，不受传统的72小时保护机制限制.
存储基础培训
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典型中端磁盘阵列扩展
存储基础知识培训 PPT

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SATA硬盘采用点对点连接方式，支持热插
拔，即插即用
7
SAS接口硬盘介绍
SAS(Serial Attached SCSI) 串行连接SCSI SAS是一种点对点、全双工、双端 口的接口 SAS专为满足高性能企业需求而设 计，实现与SATA的互操作，为企业 用户带来前所未有的灵活性和低成 本
17
RAID、LUN的形成过程
物理卷
（RAID）
物理磁盘
18
RAID、LUN的形成过程
LUN1
LUN2
LUN3
LUN
分割
物理卷
（RAID）
物理磁盘
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卷（Volume）
• 在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系
统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为 裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C 盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（ FAT32、NTFS、ext2/3/4等） • VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
i e
MyFile
RAID-1
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15
RAID技术总结
通常依照阵列的结构形式分成RAID0，RAID1，RAID5， RAID0+1等类型。
常见的有以下几种类型： 1．RAID0数据分别存储在阵列中的各个驱动器上，并行传送。这种结构容量 利用率最好，达到100%。但没有校验，可靠性最差。 2．RAID1数据以完全相同的形式同时存储在2台硬盘驱动器上，数据传输率 和单台情况下相近。容量利用率只有50%，但冗余量大，可靠性高。这种结 构通常称为镜象磁盘。 3．RAID5阵列采取奇偶校验，但没有专用的驱动器，而是将校验位按要求写 到阵列中的某一台驱动器上。采取并行传送。这种结构适合每次存取数据量 小的情况，例如事务处理。
《磁盘阵列讲解》课件

《磁盘阵列讲解》课件


磁盘阵列的发展趋势
容量增大
随着磁盘数量的增加、技术不断提高，磁盘阵 列的总容量将会越来越大。
性能提高
随着新技术的应用，磁盘阵列的读写速度将会 更快，同时也会变得更加智能化。
结论和展望
结论
磁盘阵列作为数据存储的重要方案，将会继续得 到盘阵列也将在这 一领域发挥越来越重要的作用。
《磁盘阵列讲解》
本课件将深入讲解磁盘阵列的各种技术，帮助你深入了解这一重要的数据存 储方案。
什么是磁盘阵列？
定义
磁盘阵列是利用多个磁盘组合成的存储系统，提供数据备份、容错、加速等功能。
分类
磁盘阵列可以按照多种因素分类，如运作模式、RAID级别、总线结构等。
磁盘阵列常用技术
RAID控制器
RAID控制器是磁盘阵列的重要组成部分，根据 RAID级别来管理磁盘的读写、纠错、协调等过 程。
磁盘阵列的成本较高，还需要较强的技术支持才能保证其正常运行。
磁盘阵列的应用领域
1
服务器存储
磁盘阵列在服务器存储中得到广泛应用，能够保证大量数据的高效存储和访问。
2
网络存储
磁盘阵列可以构建网络存储系统，为分布式的数据存储提供了强有力的支持。
3
大数据处理
磁盘阵列在大数据处理方面也有广泛的使用，能够满足容错、高速读写的需求。
光纤通道技术
光纤通道技术是一种快速，可靠的数据传输技 术，其速度和距离远高于传统的SCSI接口。
固态硬盘
固态硬盘具有更高的读写速度和更小的体积， 因此能够大大提高磁盘阵列的性能。
磁盘阵列的优缺点
1 优点
磁盘阵列能够提供更快速，更稳定的数据存储和访问能力，同时在发生磁盘故障时不会 导致数据丢失。
2 缺点
存储基础培训阵列技术.ppt

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RAID基本概念2——校验
两个数字之间的XOR运算定义是：
✓ 1 XOR 1 = 0 ✓ 1 XOR 0 = 1 ✓ 0 XOR 1 = 1 ✓ 0 XOR 0 = 0
P=A0 XOR A1
异或运算
A0
A1
P
数据盘 数据盘
校验盘
数据A0和A1通过异或运算进行 奇偶校验得到校验位P
RAID基本概念3——重建（Rebuild）
缓存(Cache)
CPU
CPU
后端总线
阵列内置UPS
内置UPS保护
控制器缓存镜像
1、主机数据写入缓存； 2、缓存数据进行异或
运算，产生校验数据；
前端总线
系统缓存 读缓存 写缓存
CPU
CPU
后端总线
前端总线
系统缓存 读缓存 写缓存
CPU
CPU
后端总线
控制器缓存镜像
1、主机数据写入缓存； 2、缓存数据进行异或
数据 A B C DE
……
A
A
B
=
B
C
C
D
D
E
E
优点
✓ 提供了很高的数据安全性和可用性 ✓ 100％的数据冗余 ✓ 设计、使用简单 ✓ 不作校验计算，CPU占用资源少
数据 A B C D E F G H ……
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
优点
缺点 最小 硬盘数
✓ 极高的读写效率 ✓ 速度快，由于不存在校验，
所以不占用CPU资源 ✓ 部署简单
无冗余，通常和其他RAID 级别混合使用
不适合用于关键数据环境 2
储存(磁盘阵列柜)基础知识共49页

储存(磁盘阵列柜)基础知识共49页

40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
储存(磁盘阵列柜)基础知识
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道
存储设备知识培训PPT课件( 44页)

存储设备知识培训PPT课件( 44页)


第3章 存储设备
3.2 硬盘驱动器
3.2.1 硬盘的基础知识
硬盘的结构
硬盘主要由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机，磁头 控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成
硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之 间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，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
高速光驱运行时一般有比较大的震动。为了减少震 动，很多厂家采用了浮动承载机构，或橡胶减震机构；为 了提高光驱的稳定性，采用金属机芯；为了提高速度，采 用多束激光技术；为了提高读盘能力（主要是质量比较低 的光盘），采用自动平衡系统；在读取密度不均匀的光盘 时，通过离心力作用使光驱平衡，使读盘能力大大提高。
不能用湿布擦拭软盘，或用其他东西清洗软盘
不要用力弯曲或挤压软盘，以防软盘变形
软盘不使用时，要保存在清洁干燥的地方，不要让阳光直射到软 盘上，并远离磁场
对存有重要数据的软盘做备份，并使其处于保护状态，以防误操 作而造成数据丢失
防止被雨淋或受潮，在潮湿的环境中，软盘会产生霉斑，发霉的 软盘会导致数据的遗失，严重的会导致软驱损坏
3.3 光盘驱动器
第3章 存储设备
3.3 光盘驱动器
3.3.1 CD-ROM
CD-ROM的技术指标
①接口类型 CD-ROM的接口方式有两种：IDE接口和SCSI接口。
②读盘速度和读取方式 光驱的读取速度以150KB/s数据传输率的单倍速为基准。52倍
速光驱的数据传输率为7800KB/s。 当前高倍速光驱多采用CAV和PCAV的数据读取技术
软盘驱动器外观和内部结构
第3章 存储设备
3.1 软盘及软盘驱动器
存储基础知识培训

存储基础知识培训


NAS是什么？
通过LAN直接接入网络的存储系统。
➢ “Network Attached Storage” ➢ 一个经过特殊优化的，在混合网络环境中提供文件服务的设备。 ➢ NAS直接连接到网络中，直接为client提供存储服务。
➢ 其软件经过高度的优化 ➢ 直接连接到网络，安装和管理过程简单，无网络中断, 安装快捷 ➢ 无需安装其它操作系统 ➢ 利用网络协议及IP 地址
File Server
❖ 低费用 ❖ 使用简单 ❖ 容易安装 ❖ 价格相对较低
缺点
Exchange Server
ERP Server
❖ 不能共享
❖ 连接距离有限
❖ 升级困难
❖ 缺乏较好的高可用性
❖ 维护复杂
Disk A
PPT文档演模板
Disk B
Disk C
• 适宜于小型机构的存储解决方案
存储基础知识培训
PPT文档演模板
存储基础知识培训
RAID Level 0: 带区集
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PPT文档演模板
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存储基础知识培训
RAID 1: 镜像
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PPT文档演模板
MyFile
存储基础知识培训
RAID 3: 带专用校验驱动器的带区集
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存储基础知识培训
混合网络环境中的NAS应用
PPT文档演模板
存储基础知识培训
NAS在校园网中的应用
节点交换机
图书馆
一号教学楼
节点交换机
实验楼 节点交换机
INTERNET、MAIL DNS服务器等
路由器
《系列存储培训》课件

《系列存储培训》课件

通过将物理存储资源抽象为虚拟资源，提供更灵活、高效的存储管理。
2 云存储
将数据存储在云平台中，实现弹性扩展、高可用性和全球访问。
3 数据迁移和复制
学习在存储虚拟化和云环境中进行数据迁移和复制的最佳实践。
存储备份和恢复策略
1
备份计划
根据数据重要性和恢复时间需求，制定有效的备份策略。
2
备份媒介
了解不同的备份媒介（磁带、硬盘、云存储）的优劣和适用场景。
《系列存储培训》PPT课 件
打破存储迷雾，掌握存储技术核心知识，为您的数据中心提供稳定、高效、 可靠的存储解决方案。
课程概述
了解存储系统的基本概念和架构，学习如何选择适合您业务需求的存储解决 方案。
常见的存储系统
网络附加存储（NAS）
通过网络提供文件级别的共享 存储，简化数据访问和管理。
存储区域网络（SAN）
基于独立的网络架构，提供高 性能的块级别存储，适用于大 规模数据中心。
对象存储
采用扁平命名空间和元数据， 适合大规模数据的长期保存和 分析应用。
存储硬件技术
固态硬盘（SSD）
使用闪存芯片替代机械硬 盘，提供更快的性能和更 高的可靠性。
硬盘阵列
通过组合多个硬盘，提供 更高的存储容量和数据冗 余性。
磁带库
适用于长期数据存档和备 份的经济实惠解决方案。
存储架构和容量规划
1
分层存储架构
根据数据的访问频率和重要性，将数据分类存储在不同的存储层级。
2
容量规划
根据业务需求，合理预估存储容量，避免资源浪费或不足。
3
数据压缩和去重
使用数据压缩和去重技术，提高存储效率，降低存储成本。
存储虚拟化和云存储

学习存储技术存储技术基础培训PPT课件


United Information Technology Co., Ltd.
Page 19
硬盘各类接口间的对比
ATA
SATA
SCSI
SAS
FC
转速（RPM） 7,200
7,200
15,000
15,000
15,000
缓存（兆） 8/16
8/16
8/16
8/16
8/16
串行/并行
并行
串行
硬盘主流容量 （GB）
“从石器时代到存储设备（From StoneAge to StorAge），硬盘发 展至今，简直就像从石器时代走到现在。”
United Information Technology Co., Ltd.
Page 3
什么是存储-概念
• 存储是信息存放的地方，是信息的载体；
• 存储是根据不同的业务应用，采用合适、安全、有效的技术方案将信 息存放在具有冗余、保护等功能的物理媒介；
250
750
MTBF 600,000 1,200,000
并行 300 1,400,000
串行 300 1,400,000
串行 300 1,400,000
TCQ NCQ
支持 不支持
支持 支持*
支持 支持
支持 支持
支持 支持
* SATA Ⅱ接口硬盘支持NCQ，SATA Ⅰ不支持 United Information Technology Co., Ltd.
United Information Technology Co., Ltd.
Page 15
SATA接口硬盘介绍
SATA：Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachmen t)
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IBM公共技术支持中心 IBM technical support center for public
储存(磁盘阵列柜)基础知识培训
磁盘阵列柜概述
▪ 磁盘阵列简称RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)，有 “价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作 磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列 主要针对硬盘，在容量及速度上，无法跟上CPU及内存的发展，提 出改善方法。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速 度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所 产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时，在储存数据时 ，利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上 。 磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念，在数组中任 一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将故障硬盘内的 数据，经计算后重新置入新硬盘中。而磁盘阵列柜就是装配了众多 硬盘的外置的RAID 。
7
DAS：直接附加存储
▪ 的DAS(Driect Attached Storage—直接附件存储）是指将存储设备 通过SAS线缆或光纤通道直接连接到服务器上。
8
DAS：直接附加存储
▪ 存储直接连接到一台服务器上 • SCSI, SAS, iSCSI, FC • 块级别 I/O
▪ 内部磁盘 • 具备/不具备RAID保护
▪ 外部磁盘 • 存储系统 • 基于控制器的RAID引擎
9
内部 DAS
Application Server
Motherboard
Application Server
Motherboard SW
Application Server
Motherboard ROC
Application Server
Motherboard HA
▪ 磁盘通道（磁盘接口）:能接多少块硬盘? 什么接口? SATA、SCSI、FC、SAS
▪ 存储连接设备:用于服务器与存储直接连接的设备。 SCSI 卡、SAS卡、RAID卡、FC通道卡、 以太网口、FC交换机、以太网交换机
5
磁盘阵列柜的应用
▪ 由于磁盘阵列柜具有数据存储速度快、存储容量大等优点，所以磁盘阵列柜通 常比较适合在企业内部的中小型中央集群网存储区域进行海量数据存储。
Dual independent controllers with automatic fail-over for continuous availability in case one controller or one fiber link fails.
存储的参数
▪ 主机通道（主机接口）: 几个? 什么类型? SCSI接口、FC接口、iSCSI接口、SAS接口
2
基本配置 Server
HBA
Fibre Channel
Ethernet to Client workstations
SCSI Chip
Controller
RAID sub-system
SCSI Chip
Controller
Dual Controller RAID with only one controller in use (B not used in this example). This RAID system has four SCSI buses with five drives on each bus.
6
存储网络的架构
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和IP-SAN。 NAS（Network Attached Storage：网络附 属存储）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数 据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。
双控配置
Server
HBA HBA
Fibre Channel Fibre Channel
Sample SCSI/SAS subsystem
SCSI Chip
ContrChip
Controller
Ethernet to Client workstations
(FC-SAN)
(IP-SAN)
13
SAN的误区
▪ SAN的发展历程较短，从90年代后期兴起，由于当时以太网的带宽有限，而FC 协议在当时就可以支持1Gb的带宽，因此早期的SAN存储系统多数由FC存储设 备构成，导致很多用户误以为SAN就是光纤通道设备，其实SAN代表的是一种 专用于存储的网络架构，与协议和设备类型无关，随着千兆以太网的普及和万 兆以太网的实现，人们对于SAN的理解将更为全面。
内部DAS 优势
▪ 成本低 ▪ 驱动器通常在服务器内部
• 使用迅速 ▪ 具备一些数据保护
外部DAS 优势
§比将数据存储在客户端更好 §增加的可靠性和性能
§ RAID保护
§增强的特性和功能性 § 可扩展性
SAN：存储区域网络
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。
•内部磁盘 • 无RAID
• 内部磁盘 • 软件 RAID
• 内部磁盘
• 主板集成RAID (ROC)
• 内部磁盘 • RAID 主机卡
外部DAS
Application Server Motherboard HA
Controllers
• 通过主机连接卡连接的外部存储系统 • 基于控制器的 RAID