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NOVOTS KMS .: 服务管理 .: 存储基础知识

存储基础知识

存储基础知识

1、 什么是集群技术?

所谓集群就是为客户机提供资源的一组计算机系统,按照不同对应用,一般把集群分为三类:

Ø 高可用集群(以减少服务器中断时间为目的的集群技术)

Ø 高性能计算集群(以提高科学计算能力为目的的计算机集群技术)

Ø 高扩展集群(带负载均衡策略的服务器群集)

 

2、 什么是双机热备?

双机热备是指两台计算机为某一目的组合在一起的技术,两台计算机构成系统的两个节点,当其中一个节点不可用或者不能处理用户请求的时候,系统自动将该节点资源转移到另一个节点处理。

 

Ø 冗余路径管理软件能够解决哪些问题?

Ø 避免存储链路单点故障

Ø 保证在磁盘阵列控制器切换时数据访问的不间断

Ø 多链路负载均衡提升存储系统访问性能

 

3、 常见冗余路径管理软件分析

Ø 操作系统自带多路径功能:

 Windows2008 DSM(设备特定模块)

 Linux Device Mapper

 Solaris MPxIO

 IBM AIX MPIO Driver

与自身操作系统结合紧密,对盘阵兼容性要求高,配置与管理不方便。

Ø 盘阵自带多路径功能:

 同有:NetStor MP

 EMC:Powerpath

 HDSHDLM

 LSI: RDAC

收费,具备跨操作系统平台支持能力,只适用于本品牌盘阵。

Ø 第三方跨平台冗余路径管理软件:

 Symantec:Veritas DMP Storage Foundation组件之一)

较昂贵,具备较好的跨平台支持能力(多种操作系统、多种硬件设备),与应用系统结合紧密,使用灵活。

 

4、 什么是灾难及容灾?

灾难:是指已经发生,并导致系统中止运行、业务中断,给企业和客户造成重大影响的事件或事故。

容灾:为了应对灾难对信息系统的破坏所采取的一系列措施。(比如在生产系统相隔较远的异地,建立一套或多套功能相同的IT系统,互相之间可以进行健康状态监视和功能切换,当一处系统因意外(如火灾、地震等)停止工作时,整个应用系统可以切换到另一处,使得该系统功能可以继续正常工作。)

 

5、 容灾的客户价值是什么?

Ø 数据资产保护的价值

Ø 系统持续运行的价值

Ø 业务连续运行的价值

 

6、 构建一个容灾存储系统需要考虑哪些方面?

Ø 容灾数据的容量

Ø 容灾地点的选择(同城还是异地?)

Ø 容灾链路的选择(选择IP连接方式还是FC连接方式?能够提供的带宽是多少?)

Ø 容灾层次的选择(采用数据级别、应用级别还是业务级别的容灾?)

 

7、 容灾存储系统一般分为哪3个层次?

根据业务恢复时间的长短将容灾划分为三个容灾层次:数据级、应用级和业务级。

Ø 数据级容灾:是仅将生产中心的数据完整地复制到容灾中心的容灾方式(容灾中心往往只需要部署数据存储设备)

Ø 应用级容灾:是指在数据级容灾的基础上,还可以接管生产中心的应用(容灾中心往往还包括服务器、网络等设备)

Ø 业务级容灾:是指在应用级容灾的基础上,还可以接管生产中心的业务(容灾中心往往还包括办公环境、管理制度和人员等其他资源)

8、 典型的容灾方案有哪几类?各自的缺点是什么?

典型的容灾方案分为:基于磁盘阵列复制的容灾方案,基于备份系统的容灾方案及基于主机软件的容灾方案。其缺点分别如下:

Ø 基于磁盘阵列复制的容灾方案

 要求网络带宽高,一般都是基于FC的连接方式;

 受磁盘阵列厂商限制,只能采用同一厂家甚至同一型号的产品;

 成本较高。

Ø 基于备份系统的容灾方案

 容灾系统数据为离线数据,灾难发生后恢复的时间较长;

 只是提供数据级别的灾难备份,不能保证应用的连续性;

 备份间隔时间长,发生数据灾难时数据损失量大。

Ø  基于主机软件的容灾方案  

 按主机数量收费,主机数量不宜过多;

 容灾中心必须采用同平台的服务器;

 占用主机资源,影响生产系统性能。

 

9、 同有可以提供的容灾解决方案有哪些?各自适合的应用是什么?

Ø 虚拟磁带库间的远程复制容灾(如北京西城区政府电子政务容灾项目),适用于数据中心多业务数据容灾保护。

Ø NRS间的远程复制容灾(如广州市招生考试办公室异地容灾项目),适用于业务连续性要求较高的核心业务容灾。

Ø 磁盘阵列间的远程复制容灾(如重庆市建设委员会集中存储与容灾项目),适用于零数据丢失需求的业务系统容灾。

 

10、 衡量容灾系统好坏的两个关键目标?

Ø 恢复时间目标 (RTO – Recovery Time Objective

(用户可以忍受应用系统停顿多少时间?)

Ø 恢复时间点目标 (RPO – Recovery Point Objective)

(用户可以允许灾难发生后丢失多少数据?)

11、 存储基本架构有哪几种?各自的特点是什么?

存储基本架构有DASNASSAN三种。

Ø DASDirect Attached Storage):即“直接连接存储”

 优点-操作维护简便,价格低廉;

 缺点-分散式数据存储模式、不能集中管理。

Ø NAS:(Network Attached Storage):即“网络连接存储”

 优点-结构简单,配置、使用和管理非常方便,可实现跨平台的数据共享;

 缺点-需要占用网络资源、应用局限性大。

Ø SAN:(Storage Area Network):即“存储区域网”

 优点-强大的扩展性,多种存储设备的集中和新架构支撑下的集中数据应用方式;

 缺点-成本较高,管理和维护难度较大。

 

12、 常见的主机接口标准有哪些?各自的特点是什么?

Ø SCSISmall Computer System Interface):即“小型计算机系统接口”标准。

Ø iSCSIInternet SCSI),指通过TCP/IP协议传输SCSI指令和数据包的一种标准。iSCSI技术可以用TCP/IP网络组建SAN,即构筑在IP协议基础上的存储局域网。

Ø FC FIBRE CHANNEL),用光纤通道进行网络数据传输的一种通用的接口标准。

Ø SAS(Serial Attached SCSI) ,即“串行连接SCSI”标准,是新一代的SCSI技术,是并行SCSI接口之后开发出的全新接口技术。

特点:

 

优点

缺点

SCSI

成熟稳定

只适用于直连,扩展能力差

iSCSI

组网方便,管理简单,不受距离限制

数据传输效率低,安全性差

FC

吞吐量大,可靠性高,低时滞,安全性高,数据传输效率高

需存储专网,成本高

SAS

性价比高,发展空间大,技术新

连接距离短,只适用于直连

     

13、 常见的磁盘种类有哪些?各自的特点是什么?

Ø SATASerial-ATA)磁盘,即采用串行ATA接口技术的磁盘。目前的版本是SATA2.0,传输速率300MB/s

Ø SAS (Serial Attached SCSI) 磁盘 ,即采用串行连接SCSI接口技术的磁盘。目前的版本是SAS1.0,传输速率300MB/s09年将推出SAS2.0

Ø FCFIBRE CHANNEL)磁盘,即采用光纤通道接口技术的磁盘。目前的版本是4Gb

 

特点:

Ø SATA磁盘 :

 容量大,价格低

 单端口设计可靠性差,并行处理能力差,故障率高

Ø SAS磁盘:

 SAS接口兼容SATA,双端口设计,具备并行处理能力,故障率低

Ø FC磁盘:

 技术成熟,稳定可靠,双端口设计,并行处理能力强,故障率低

 

14、 IP-SANFC-SAN的优缺点比较,各自适用的应用环境是什么?

 

优点

缺点

IP-SAN

 部署成本低

 共享网络(IP网络复用,提高网络利用率)

 维护简便

 适合远距离传输

 传输效率低(正常IP网络利用率不足50%

 传输安全性低

 传输延时无保障

 一般占用大量主机资源

FC-SAN

 传输效率高

 传输安全性高

 传输延时极小

 占用主机资源少

 技术成熟

 应用范围最广的专业存储架构

 部署成本较高

 需要专属网络

IP-SAN适用环境:异地间的数据交换及容灾,备份,非关键应用的集中存储。

FC-SAN适用环境:关键应用的集中存储、备份及容灾。

 

15、 硬盘的主要技术指标有哪些?

Ø 单碟容量(GB

Ø 平均寻道时间(ms

Ø 主轴转速(RMP

Ø 最大内部数据传输率(Mb/s)

Ø 高速缓存(MB)

Ø 平均无故障时间MTBF, h

 

16、 FCSASSATA三种硬盘的性能对比(转速、使用寿命、传送速率、应用特点)

硬盘类型

转速

MTBF

持续速率

应用特点

SATA磁盘

7200 RPM

120万小时

25~30MB/

大容量、小吞吐量,高性价比

SAS磁盘

15000 RPM

160 万小时

30~45MB/

大容量、高可靠

FC磁盘

15000 RPM

160 万小时

40~55MB/

高可靠、负荷能力高、企业级应用

 

17、 IOPS是什么?IOPS指标对哪些存储应用有关键影响?

IOPS是存储设备每秒I/O的处理数量,通常有硬盘IOPSCache IOPS之分(真正有价值的是硬盘 IOPS)。

IOPS指标对小数据、密集I/O应用有参考价值(如交易处理系统,Web应用,MAIL)。

 

18、 盘阵实际传输能力的衡量方式

传统意义上,接口带宽是指磁盘阵列单主机接口所能达到的最高传输标称值;而系统带宽是指盘阵所有主机接口的传输标称值之和。接口带宽和系统带宽可以反映盘阵的传输能力,但盘阵的实际传输能力由接口带宽、系统带宽、磁盘种类、系统架构等多种因素决定。  

(部分盘阵厂商通过加FC-HUBFC-HBA卡并不能提升实际的传输能力。)

 

19、 桌面级SATA硬盘与企业级硬盘的差异

Ø 无故障时间:企业级硬盘是桌面级硬盘的2~3

Ø 可靠性:企业级硬盘带ECC校验,桌面级硬盘不带

Ø 工作环境:企业级硬盘7X24, 桌面级硬盘5X8  

 

20、 什么是RAID(磁盘阵列)?RAID技术有哪些常用的级别?

RAIDRedundant Array of Independent Disks):即“独立冗余磁盘阵列”技术。RAID技术将磁盘阵列中的多个磁盘组合为单一的虚拟磁盘,通过数据分块、数据校验等方式提供数据存储的高性能和高可靠性。

常见的RAID级别

Ø RAID 0Striped Disk Array without Fault Tolerance,无差错控制的分块磁盘组)

Ø RAID 1Mirroring,镜象结构)

Ø RAID 0+1Mirroring and Striping

Ø RAID 3Striping with dedicated parity,带奇偶校验的并行传送)

Ø RAID 5Striping with distributed parity,分布式奇偶校验的独立磁盘结构)

Ø RAID6(带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构)

 

21、 RAID 5RAID 6的特点及区别?

 

 

读写效率

安全性

可用容量

适用的硬盘

RAID 5

允许一块硬盘损坏

N-1

FC,SAS

RAID 6

RAID 5略低(2%~5%

允许二块硬盘同时损坏

N-2

SATA

 

22、 RAID 6技术对SATA硬盘的价值

RAID 6技术通过提供二份校验数据来弥补SATA硬盘的可靠性较低的弱点,使SATA盘阵的数据可靠性达到SAS盘阵甚至FC盘阵的级别。

 

23、 JBODSBOD的特点及区别?

 

性能

可靠性

连接方式

JBOD

低(串行读写)

低(轮询方式)

环路连接

SBOD

高(并行读写)

高(点到点方式)

星型连接

(注:当一个发起设备对系统的控制权进行仲裁时,仲裁进程不经过所有的设备,而只传送到交换矩阵并返回给发起设备。这个过程非常快,大大减少了系统时延。在发起设备获得控制权后,它可以打开目标驱动器并开始通信。发起设备与驱动器之间传送的数据包现在是点到点传送的,并且多个对话可以同时发生。)

 

 

 

 

 

 

 

24、 什么是嵌入式存储架构?

嵌入式存储架构为软硬一体化结构,专为存储应用特别设计,通常嵌入式存储架构具有高性能、高可靠性、体积小、低功耗等优势。

25、 2009年主机接口技术的几个发展热点?

Ø FC4Gb8Gb过渡  

Ø SASSAS 1.0 SAS 2.0过渡  

Ø IP-SAN:千兆向万兆过渡

 

26、 同有存储具备哪些绿色特性?

节电、环保、静噪

注:节电:MAID技术支持,低功耗CPU

MAID 1.0spin-down技术

MAID 2.0支持三种模式:15分钟后读写磁头自动停止、30分钟后转速降低一半、60分钟后处于休眠状态)

环保:所有材料均符合WEEERoHS国际环保标准

静噪:双向风道设计,风扇智能变速

 

27、 在线、近线及离线的定义

Ø 在线指可供用户实时读取和访问的工作状态

Ø 近线指可供用户快速读取和访问的工作状态

Ø 离线是指不能直接读取和访问的工作状态

 

28、 什么叫备份?备份可以预防什么样的问题?

备份是指为防止数据丢失,而将数据从应用主机的硬盘或阵列复制到其它介质的行为。

可以预防的问题:

Ø 物理故障(系统硬件故障造成的数据丢失或程序损坏)

Ø 逻辑故障(应用程序或操作系统出错,应用程序更新所造成的逻辑错误,人为误操作或误删除)

Ø 灾害(电脑病毒/黑客入侵,自然灾害造成的数据丢失)

  

29、 一个完整的备份系统由哪几部分组成?

Ø 需备份的服务器

Ø 备份网络

Ø 备份软件

Ø 备份设备及介质

 

30、 备份的三种架构是什么?各自的特点是什么?

Ø LAN备份:

 数据传输以局域网为基础

 需一台独立的服务器专门管理备份设备

 备份数据经局域网络由备份服务器直接写入备份设备

优势

 节省投资

 布置简单

 集中备份管理

 

Ø LAN-Free备份:

 备份数据传输以SAN网络为基础

 多主机共享连接备份设备

 关键业务数据可由需备份服务器直接写入备份设备

优势:

 不占用局域网带宽

 备份、恢复速度快

 局域网传输压力小

 备份设备资源共享

 备份成功率高

 

Ø Server-Free备份:

 基于SAN网络

 对数据源服务器上需备份数据产生一个副本,再由其他服务器将副本写入到备份设备上

 备份作业不占用数据源服务器CPU资源

 需要磁盘阵列具备卷镜像等高级功能支持

优势:

 不占用核心业务系统服务器资源

 不占用局域网资源

31、 什么是VTL

Ø VTL即虚拟磁带库,它是通过虚拟化技术将现有磁盘存储系统模拟成物理磁带库(包括磁带库机械臂、磁带驱动器、磁带);

Ø VTL由控制器和磁盘系统组成。

 

32、 磁盘、磁带备份两种设备的优缺点对比

 

优点

缺点

磁盘备份

 可靠性高,物理故障少

 备份准备时间短(不需要磁带加载和定位的时间)

 支持数据流的并发写入

 适用于小数据量LAN环境备份

 安全性低,因基于文件系统,很容易被误删除或受到病毒侵害

 因为基于文件系统,会产生磁盘碎片造成性能下降

 不能用于LAN-Free备份

磁带备份

 安全性高,备份数据不会被误删除或被病毒感染

 可以离线保存

 性价比高

 机械部件(机械臂、驱动器)故障率高

 备份数据可用性验证困难

 磁带保存条件苛刻,维护困难

 

33、 VTL备份与磁盘备份相比较有哪些优点?

Ø 更高性能:VTL虚拟的磁带库不基于文件系统不会出现因为磁盘碎片所造成的对磁盘容量和性能的影响;

Ø 更为安全:同样由于VTL虚拟的磁带库不基于文件系统,不会造成因为病毒和误删除所造成的不安全因素;

Ø 支持LAN-Free备份;

Ø 可以更好的与磁带库设备相结合。

 

34、 VTL备份与磁带备份相比较有哪些优点?

Ø 更高性能:具备磁盘存储的高性能表现;

Ø 更高稳定性:没有机械部件,不会发生机械故障;

Ø 更高可靠性:采用RAID 技术,可以实现冗余。

 

35、 在已经选择VTL作为主备份设备后,在什么情况下还要选择物理磁带库作为二级备份设备?

Ø 用户需要对数据做冗余保存,增加备份系统的安全性;

Ø 用户的数据需要做离线保存,磁带介质可以被取出,便于对备份数据的归档保存。

 

36、 目前常用的磁带的规格型号都有哪些?

目前我们最常用的磁带格式就是LTO格式,它共分LTO1LTO2LTO3LTO4这四种规格,目前主流的是LTO3

Ø LTO1( 压缩前容量100GB 压缩后200GB  压缩前速率20MB/s 压缩后40MB/s

Ø LTO2 (压缩前容量200GB 压缩后400GB  压缩前速率40MB/s 压缩后80MB/s

Ø LTO3( 压缩前容量400GB 压缩后800GB  压缩前速率80MB/s 压缩后160MB/s

Ø LTO4( 压缩前容量800GB 压缩后1600GB 压缩前速率120MB/s 压缩后240MB/

 

37、 磁带自动加载机和磁带库的区别是什么?

Ø 磁带自动加载机只有一个驱动器,并且不可扩展;

Ø 磁带库的驱动器可以扩展至两个及以上。

 

38、 什么是重复数据删除?

Ø 备份领域新兴技术,可提高存储空间的利用率;

Ø 用于减少磁盘备份系统的冗余数据量;

Ø 目前该技术还不成熟,尚未得到广泛应用。

 

39、 企业级备份软件和部门级备份软件的区别是什么?

Ø 企业级备份软件可实现对企业级应用环境的备份(如小型机下的数据库的备份);

Ø 企业级备份软件可采用三层系统架构(备份服务器、介质服务器和备份客户端)。

 

40、 什么是备份策略?备份策略的分类?

备份策略是对备份作业的管理和规划。

备份策略可划分为以下几类:

Ø 完全备份(将需要备份的数据完全备份到备份设备中)

Ø 增量备份(在备份时只备份与上一次的备份数据相比较所变化的数据)

Ø 差异备份(备份与上一次全备份相比较所变化的数据)

 

41、 什么叫做备份窗口?

备份窗口是指对业务系统每次备份发起到结束所需时间。

 

42、 备份软件的备份代理模块的作用是什么?

Ø 可实现备份管理服务器对应用系统的监控;

Ø 调用应用系统的接口,保证业务数据备份的完整。

 

43、 备份管理服务器在备份系统中的地位及作用?

Ø 实现对整个备份系统的管理;

Ø 是整个备份系统的核心部分;

Ø 备份管理服务器最好不要与其它应用服务器兼用。

 

44、 已有双机热备及集群,为什么还要去做备份?

Ø 双机热备及集群主要针对的是服务器及应用程序故障造成的业务中断;

Ø 双机热备及集群无法解决由以下原因引起的业务中断:

 病毒、黑客、误删除

 磁盘阵列故障



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