數據中心存儲

與虛擬化技術研討

中國人民銀行合肥中心支行科技處何謂數據中心？服務器網絡設備存儲數據其它輔助設備服務存儲面臨的問題硬盤損壞I/O瓶頸并發與共享訪問關于存儲的討論內容存儲磁盤陣列SAN操作系統級存儲管理服務器面臨的問題整機故障難以升級OSAPPDATAOSAPPDATA備份恢復繁瑣關于虛擬化的討論內容虛擬化虛擬化概念與應用VMwarevSphere存儲技術磁盤陣列、SAN與操作系統級存儲管理1磁盤陣列RAIDRedundantArraysofIndependentDisks分類外接式磁盤陣列柜內接式磁盤陣列卡軟件模擬1.1盤柜的物理構成后端

–面向磁盤SATASerialAdvancedTechnologyAttachmentSCSISmallComputerSystemInterfaceSASSerialAttachedSCSI前端–面向數據使用者DASDirectAttachedStorageSANStorageAreaNetworkFC-SAN、IP-SANNASNetworkAttachedStorage1.2RAIDRAID0（Stripe，條帶）IOPS性能理論讀取速度=單盤*N理論寫入速度=單盤*N空間利用率100%數據安全零冗余，任意一個磁盤損壞，數據會全部損毀A1A4A7A2A5A8A3A6A9B1B4B2B5B3B61.2RAIDRAID1（Mirror，鏡像）IOPS性能理論讀取速度=單盤*N理論寫入速度=單盤空間利用率1/N數據安全每個block有N個副本，可抗N-1塊磁盤損壞A1A2A3A1A2A3A1A2A3B1B4B2B5B3B61.2RAIDRAID5（Parity，校驗）IOPS性能理論讀取速度=單盤*(N-1)理論寫入速度<<單盤*(N-1)空間利用率(N-1)/N數據安全可抗1塊磁盤損壞A1A2C1ApB1B2CpBpC21.2RAIDRAID方式可以嵌套RAID10，RAID01，RAID50實際IOPS與理論可能有較大差別Cache，緩存大小與命中率連續讀寫與隨機讀寫熱備盤1.3磁盤陣列的邏輯組織RG(RaidGroup)一組物理磁盤的集合定義RAID級別LU(LogicUnit)從RG中劃分的一個邏輯磁盤通過LUN進行標識DISK1LU1RG1DISK2DISK4DISK5DISK3DISK6LU2RG2DISK9DISK10LU3DISK7DISK8DISK11ACTIONTIME連接存儲設備管理端口規劃RG（DiskPool）創建LU（VirtualDisk）2FC-SAN網絡IP網絡SAN網絡2FC-SAN網絡IP網絡SAN網絡交換設備以太網交換機SAN交換機連接線雙絞線電纜光纖適配器以太網卡HBA卡接口RJ45SFP+訪問地址MACWWN邏輯區域VLANZone2.1WWNWorldWideName64位或128位例：21:01:00:1b:32:bc:36:01WWNNWorldWideNodeName，每個交換機、HBA卡作為一個節點，具備唯一WWNNWWPNWorldWidePortName，光纖交換機、HBA卡的每個端口具有一個唯一的WWPN2.1WWNWindowsfcinfo工具Linux查看文件cat/sys/class/fc_host/host*/port_name2.2HBA卡HostBusAdapter需要配合光模塊使用SFP

(SmallForm-factorPluggables)2Gbps/4Gbps/8Gbps等速度單模光纖、多模光纖具有一個WWNN，每個端口具有一個WWPN2.3SAN交換機全稱說明N-PortNodePortHBA卡等節點設備的端口，用來連接到SAN交換機F-PortFabricPort此交換機端口連接到一個節點設備的N-PortL-PortLoopPort此交換機端口連接到Loop類型的節點U-PortUniversalPort未使用，等待連接E-PortExtenderPort用于交換機級聯，此端口連接到另一個交換機的E-Port2.4ZoneZone是一組交換機端口或WWN號的集合可視為IP網絡中的VLAN同一Zone中的N-Port可以建立連接不同Zone中的端口無法訪問單個節點可隸屬多個Zone級聯Zone必須包括兩個交換機的E-Port交換機的Zone配置包括一個或一組ZoneACTIONTIME連接SAN交換機管理端口博科200E光纖交換機界面介紹連接光纖線纜Port管理Zone管理2.5主機訪問存儲主機組存儲端以WWN識別HBA卡，每個WWN視為一個主機存儲組以LUN為基本單元映射主機組存儲組ACTIONTIME添加主機組LUN與主機組映射主機端掛載磁盤3操作系統級存儲管理軟件層面的磁盤管理AIX、HP-UX、Linux和Solaris存儲技術：LVM(LogicalVolumeManager)、ZFS訪問技術：NFSWindows存儲技術：動態磁盤、StorageSpaces訪問技術：SMB(CIFS)是軟件定義存儲（SDS）的基礎3操作系統級存儲管理磁盤陣列LVMWindowsStorageSpaces物理磁盤物理磁盤PV=Physical

Volume物理磁盤基本存儲單元BlockPE=PhysicalExtentAllocateUnit物理磁盤集合RaidGroupVG=VolumeGroupStoragePool邏輯磁盤LogicalUnitLV=LogicalVolumeVirtualDisk冗余實現RAID陣列卡LVM管理軟件Windows操作系統3.1文件共享LinuxNFS服務端：exportfs客戶端：mountWindowsSMB服務端：創建共享客戶端：映射網絡驅動器ACTIONTIMELVM基本操作NFS文件共享WindowsStorageSpaces基本操作SMB文件共享4多路徑無冗余有冗余ACTIONTIMESAN網絡多路徑改造Windows服務器多路徑設置1虛擬化概念Hypervisor運行在物理服務器與虛擬機操作系統之間的中間層管理所有虛擬機（VMM）分類TypeI–裸金屬架構TypeII–宿主架構1虛擬化概念TypeIHypervisor直接運行于硬件系統上虛擬機直接訪問硬件資源代表產品VMwarevSphereMSHyper-VXenServerHypervisor1虛擬化概念TypeIIHypervisor是運行在宿主操作系統下的一個軟件虛擬機的指令轉譯成宿主操作系統API執行代表產品VMwareWorkstationOracleVirtualBoxHypervisorHostOS1.1虛擬化的優勢封裝OS便于遷移、升級、備份與恢復，不再需要備機Hypervisor1.1虛擬化的優勢高密度提高計算利用率，節約硬件購置與運維成本Hypervisor2VMwarevSphereESXiTypeIhypervisor基于Linux內核vCenter集中管理ESXi主機Windows版和vCSAvSphereClient連接到ESXi主機或vCenter的客戶端DataProtection虛擬機備份與恢復ConverterP2V、V2VACTIONTIMEESXi的安裝配置ESXi主機使用vSphereClient連接并管理ESXi主機虛擬機的創建與管理使用Converter進行P2V2.1vSphere集群共享存儲集群中的ESXi主機必須能夠訪問共享存儲位于非共享存儲中的VM無法實現高可用VMFSVMwareESXiVMwareESXi2.2vSpher