存储相关概念梳理

存储知识概念篇1. LUN DDF作用 维护LUN相关的超级块信息，并保存到物理磁盘。 提供读写及解析，冗余备份及错误恢复等功能。 2. DDF（Disk Data Format）的目的 n DDF就是指物理硬盘上的一块特殊空间，使用该物理硬盘创建阵列时阵列容量不能包含该部分空间，因此该物理硬盘空间不能用于存储业务数据。 n 保证RAID Group持续可用：重启，关机，漫游，运行起来后RAID Group及物理硬盘等相关信息不变。 n 提供读写及解析，冗余备份及错误恢复等功能。 3. SAS控制器SAS（Serial Attached SCSI）即串行SCSI技术，是一种新型的磁盘连接技术。它综合了现有并行SCSI和串行连接技术（光纤通道、SSA、IEEE1394及InfiniBand等）的优势，以串行通讯为协议基础架构，采用SCSI-3扩展指令集并兼容SATA设备，是多层次的存储设备连接协议栈。而SAS磁盘就是采用该接口技术的磁盘，按照业界预测，SAS磁盘将很快取代目前的SCSI磁盘而成为主流磁盘类型。SAS的特点： 1、更好的性能： 点到点的技术减少了地址冲突以及菊花链连结的减速； 为每个设备提供了专用的信号通路来保证最大的带宽； 全双工方式下的数据操作保证最有效的数据吞吐量； 2、简便的线缆连结： 更细的电缆搭配更小的连接器； 3、更好的扩展性： 可以同时连结更多的磁盘设备。 由于串行SCSI（SAS）是点到点的结构，因此除了提高性能之外，每个设备连接到指定的数据通路上提高了带宽。SAS的电缆结构节省了空间，从而提高了使用SAS硬盘服务器的散热、通风能力。一般情况下，较大的并行电缆会带来电子干扰，SAS的电缆结构可以解决这个问题。此外SAS结构有非常好的扩展能力，最多可以连接16384个磁盘设备。 串行SCSI（SAS）硬盘使用与S-ATA相同的接口，但是使用较多的信号，因此SAS硬盘不能与S-ATA硬盘控制器连结。SAS是通用接口，支持SAS和S-ATA，SAS控制器可以支持SAS和SATA磁盘。S-ATA使用SAS控制器的信号子集，因此SAS控制器支持S-ATA硬盘。 初期的SAS硬盘使用2.5英寸封装，这样可以使机架服务器支持更多的硬盘，现在已经有厂商推出标准3.5英寸的SAS硬盘；初期产品的转速是10000RPM，而现在15000RPM的产品也已经问世。SAS硬盘与相同转速的SCSI硬盘相比有相同或者更好的性能。串行接口减少了线缆的尺寸，允许更快的传输速度，SAS硬盘传输数据可以达到3.0Gbit/sec。 每个SAS电缆有4根电缆，2根输入2根输出。SAS可以同时进行数据的读写，全双工的数据操作提高数据的吞吐效率。 作为一种新的存储接口技术，SAS不仅在功能上可与Fibre Channel媲美，还具有兼容SATA的能力，因而被业界公认为取代并行SCSI的不二之选。SAS的优势主要体现在：灵活性，可以兼容SATA，为用户节省投资；扩展性，一个SAS域最多可以直连16384个设备；性能卓越，点对点的架构使性能随端口数量增加而提高；更合理的电缆设计，在高密度环境中提供更有效的散热。衡量一种技术的优劣通常有4个基本指标，即性能、可靠性、可扩展性和成本。回顾串行磁盘技术的发展历史，从光纤通道，到SATA，再到SAS，几种技术各有所长。光纤通道最早出现的串行化存储技术，可以满足高性能、高可靠和高扩展性的存储需要，但是价格居高不下；SATA硬盘成本倒是降下来了，但主要是用于近线存储和非关键性应用，毕竟在性能等方面差强人意；SAS应该算是个全才，可以支持SAS和SATA磁盘，很方便地满足不同性价比的存储需求，是具有高性能、高可靠性和高扩展性的解决方案。 4. SATA控制器SATA Connector 即SATA连接器 ，被广泛应用用于固态硬盘、移动硬盘、电脑主板、转接卡板、SATA转接线、液晶显示器、电讯卡、存储器、读卡器、数码相机、MP3、PDA、液晶电视、交换机、汽车防盗器、可视电话、无绳电话、机顶盒、硬盘录像机及各种通讯设备产品上等产品.5. SAS控制器和SATA控制器区别SAS控制器-支持SAS/SATA硬盘 SATA控制器-支持SATA硬盘 SAS控制器兼容SATA，速度上没有区别，只是对硬盘格式的支持问题。6. VX1600硬件特点 SATA控制器,SAS控制器同时存在; SATA控制器无法扩展DEU,SAS控制器可以扩展DEU;7. MTU最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。 因特网协议允许IP分片，这样就可以将数据包分成足够小的片段以通过那些最大传输单元小于该数据包原始大小的链路了。这一分片过程发生在网络层（OSI 模型的第三层，此前词条为传输层：O S I 模型中最重要的一层，这里是根据窗口控制传输，而非MTU。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外，传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如，以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片，同时对每一数据片安排一序列号，以便数据到达接收方节点的传输层时，能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。 ），它使用的是将分组发送到链路上的网络接口的最大传输单元的值。原始分组的分片都被加上了标记，这样目的主机的IP层就能将分组重组成原始的数据报了。 8. 端口流控端口的流量控制功能是指当接收者没有能力处理接收到的报文时，为了防止报文被丢弃，接收者需要通知报文的发送者暂时停止发送报文。流量控制功能通过端口收/发pause帧来实现。流量控制的工作模式有两种：收发模式：端口既能接收、又能发送pause帧；接收模式：端口只能接收、不能发送pause帧。9. RAID Group，RAID，RAID LUN之间的联系RAID Group是一个磁盘组的概念，是由数个物理硬盘构成的一个具有RAID级别特性的逻辑实体，用于组织物理硬盘，构造指定级别的RAID，并提供物理资源给RAID LUN来记录业务数据。RAID LUN在RAID Group提供的虚拟磁盘的基础上实现RAID算法。 10. VX1600产品优势 快速重建 VX1600上新增了拷贝重建的快速重建功能，如果不是因为拔盘踢出丢失的磁盘，而是因为容错失败的IO错误导致的RAUD LUN重建，不会像VX1500那样先踢掉故障盘再重建，故障盘在等待重建完成后才踢盘。目前测试验证，拷贝重建比传统重建快至少三分之一。 增强的容错机制 VX1500上若有容错失败的IO错误的冗余阵列，无论环境里是否有热备盘都会立刻踢盘重建，对非冗余阵列的IO错误会立刻导致RAID 状态为failed。VX1600上对容错失败的处理有所增强。冗余RAID LUN所在的盘发生容错失败的IO错误，会记录错误条带，若环境里有合适的热备盘则会立刻降级，寻找热备盘进行拷贝重建。若环境里没有合适的热备盘，则RAID LUN降级记录错误条带，在不具备数据完整性的条带的个数不超过1并且所有故障条块的条带个数不超过512个的情况下，RAID LUN只是降级继续提供业务读写。 VX1600提供resume强制恢复读写，只要磁盘个数局部完整性，都可以用resume强制恢复。 增强的超级块设计 关键的RAID LUN和RAID Group管理信息在超级块中需要双重备份，这个VX1600跟VX1500都是具有主备两部分的超级块区域。VX1600的RAID Group跟RAID LUN都有超级块。无论RAID LUN、RAID Group超级块的主区还是备区超级块更新失败，RAID LUN、RAID Group状态都为Normal，磁盘也未标示坏盘，但仍可以触发拷贝重建。在读取超级块信息的时候，只要磁盘主区或备区能组成RAID Group和RAID LUN，阵列仍然可以使用。 支持缓存动态分配 VX1500的读缓存在Xeon上，写缓存在IOP上， VX1500的阵列创建后，就会根据均分到一定的cache块大小。 VX1600的读写缓存在一块空间，VX1600写缓存支持动态分配。VX1600的RAID LUN创建后，并不会分配写缓存空间，而是有流量的RAID LUN才会均分总的写缓存空间。 说明：后续会支持更灵活的写缓存分配策略，从写缓存中划分出三分之一的空间用于流量比较大的或有突发流量的RAID LUN。 磁盘容错 VX1600对于4/44/0错误码的磁盘不进行直接下电而是进行下电后再上电处理。B类错误（3/14/1,b/0/0,4/44/0）上下电后磁盘上来，若再次出现故障，会对比上次故障区LBA，若LBA一样，则作为写错误处理，触发拷贝重建。 Smart检测 VX1600的 smart信息检测，对于 Reallocated_Sector_Ct项数值，要大于1000才会算Smart检测不过; VX1500的 Reallocated_Sector_Ct为FAILING_NOW，FAILING_NOW是达到400。 性能优化 VX1600支持监控性能要优于VX1500。目前测试： 1M码流可以支持512路 4M码流可以支持到400路 后续还可以继续优化 重建优化 VX1600支持快速重建，在重建时间上也比VX1500快很多。 测试在监控环境验证，1个23个盘的RAID LUN，有64路4M码流，传统重建10.5个小时，拷贝重建4.5个小时 电池 VX1500电池是锂电池，系统标配1块电池。在系统异常断电后可保存Cache的数据72小时。电池在使用3年后，会报超期告警以及硬件检测告警。VX1600的电池是铅酸电池，可配置1块也可配置2块电池。电池的作用是系统异常断电后，支撑Cache的数据刷到CF卡上，可维持约5分钟左右的电量。若系统配置的电池只有1块时，不会进行电池检测。若系统配置2块电池时，可从左边的电池进行电池电量检测，第一块检测完后紧接着检测右边电池的检测，然后1个月后才会再次启动电池电量检测。所以VX1600的在配置1块电池时，没有超期告警，只有硬件检测的故障告警。在配置2块电池时，有电池电量检测低于门限值的告警 11. VX1600注意事项如果RAID LUN的状态为正常（normal）或者降级（degraded），但是RAID LUN上的SAN资源为离线状态，或者是不能创建SAN资源，请手动执行逻辑资源“扫描”功能，能恢复正常。这种情况一般都是下面的操作引起： 1、当RAID LUN执行过导入或者是导出失败时； 2、当对有missing盘的RAID LUN执行过删除操作后，会导致该RAID LUN无法正常创建SAN或者是已经创建的SAN变成离线状态；3、在RAID LUN的状态发生变化（比如从failed->degraded），SAN资源上线过程中遇到磁盘错误时。12. 热交换13. 热备和热换热备热换的例子。图中，阵列1和阵列2共享一个备盘。当阵列2中的又磁盘损坏时，备盘自动被加入到阵列2中，从而保证阵列2的冗余运行。紧接着，将阵列2中的失效磁盘物理撤出，将新磁盘替换之。14. PD什么意思？不也是物理上连续的空间么？那和“段”有什么区别呢？VD有什么意义呢？其他呢，PD，段，LUN意义何在？