计算机存储

计算机存储-DAS

  • 直连存储DAS(Direct-attached Storage)

  • 存储设备只用于独立的一台主机服务器连接,其他主机不能使用这个存储设备,例如PC中的磁盘。

  • 直连式存储与服务器主机之间的连接通常采用SCSI或者FC连接

存储目标

  • 存储是根据不同的应用环境通过采用合理、安全、有效的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效的访问

  • 一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介

  • 另一方面,它是保证数据完整安全存放的方式或行为

  • 存储就是把这两个方面结合起来,向客户提供一套数据存放解决方案

存储技术的分类

  • SCSI小型计算机系统接口

  • DAS直连式存储

  • NAS网络技术存储

  • SAN存储区域网络

  • FC光纤通道

关于scsi接口

  • small computer system interface

小型机

  • 一种用于计算机和智能设备之间(硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪)系统级接口的独立处理器标准,是一种智能的通用接口标准,它具备与多种类型的外设进行通信。

  • SCSI接口广泛的应用在小型机上的告诉数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、宽带大、CPU占用率低,以及热插拔(服务器在运行期间的时候可以随时进行硬盘的添加和拔除技术)等方便的优点。

ISCSI优势

  • 基于IP协议技术的标准

  • 允许网络在TCP/IP协议上传输SCSI命令

  • 相对FC SAN,iSCSI实现的IP SAN投资更低

  • 解决了传输效率、存储容量、兼容性、开放性、安全性等方面的问题

  • 没有距离限制

  • 客户端

    • iSCSI Initiator:软件实现,成本低、性能较低

    • iSCSI HBA:硬件实现,性能好,成本较高

SCSI发展过程

  • SCSI-I 老旧的扫描仪和驱动器还使用 速率=1.5MB/s

  • SCSI-II 快速scsi提高传输 速率=10MB/S

  • SCSI-III 当代还在发展中,并行传输技术。 速率=20MB/s

为什么要将SCSI接口作为主要标准的DAS接口呢?

老旧的个人计算机IDE,对速率的有求不是很高。IDE存在的缺陷是CPU需要全程参与,通道也比较少,SCSI不需要CPU参与自带CPU,性能比IDE强,但是价格比较贵

什么是FC?

  • FC(Fibre Channel),光纤通道技术,最早应用于存储局域网络

  • 一种适合于千兆数据传输的、成熟而安全解决方案

  • FC接口是光纤对接的一种接口变准形式,开发于1988年,最早是用来提高硬盘协议的传输宽带,侧重于数据的快速、高效、可靠传输。

  • 与传统的SCSI相比,FC提供更高的数据传输速率、更远的传输距离、更多的设备连接支持以及更稳定的性能、更简易的安装

FC主要组件

  • 光纤

  • HBA(主机总线适配置器)

  • FC交换机

什么是DAS

DAS的优点

  • Direct-Attached Storage的简称

  • 能够实现大容量存储,将多个磁盘合并成一个逻辑磁盘,满足海量存储的需求。

  • 可以实现应用数据和操作系统的分离:操作系统一般存放在本机硬盘中,而应用数据存放在阵列中。

  • 能提高存取性能:操作单个文件资料,同时又多个物理磁盘在并行工作,运行速度比单个磁盘运行速度高

  • 实施简单:无须专业人员操作和维护,节省用户投资

DAS的适用环境

  • 服务器在地理分布上很分散,通过存储网络进行互联非常困难的时候,例如商店或银行的分支

  • 存储系统必须被直接连接到应用服务器或某些数据库使用的 原始分区

  • 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,他们需要直接连接到存储服务器上,群件应用和一些邮件服务器也包括在内部

DAS的缺点

  • 服务器本身容易成为系统瓶颈

  • 对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便于管理,同时多台服务器使用DAS时候,存储空间不能在服务器之间动态的分配,可能会造成相当的资源浪费。

  • 数据量越大,性能越差

  • 占用服务器操作系统资源,如CPU、IO等

  • 数据备份时候操作复杂。

什么是NAS

  • NAS-Network Attached Storage-网络接入存储

  • NAS本身能够支持多种协议(NFS、CIFS、FTP、HTTP),而且能够支持各种操作系统,通过任何一台工作站,采用浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。

  • 一种专用数据存储服务器,以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资

  • 采用标准的NFS/HTTTP/CIFS等

NAS优点

  • NAS产品是真正即插拔即用的产品,NAS设备支持多平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无序改造即可用于混合Unix、Windows NT局域网。

  • NAS设备的物理位置灵活,它们可以防止在工作组内,靠近数据中心来的应用服务器,或者也可以放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。无序应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可以减小CPU的开销,也能显著改善网络性能。

NAS缺点

  • NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,为备份过程中的宽带消耗,NAS使用网络进行备份和恢复,它将存储事务由于并行SCSI连接转移到了网络上,LAN除了处理正常的用户传输流外,还要处理备份操作的存储磁盘请求。

  • 存储数据通过普通数据网络传输,容易受到网络上其他流量的影响,当网络上有其他大数据流量是会影响到系统性能。而且容易产生数据泄露等安全问题。

  • 存储只能以文件方式访问。

DAS与NAS比较

计算机存储-SAN

  • 网络存储-存储区域网络(storage Area Network)

  • 采用网状通道(Fibre Channel,简称FC),通过FC交换机连接存储阵列和服务器主机,建立专用于数据库存储的区域网络

SAN适用环境

  • SAN主要用于存储量大的工作环境,如银行等

  • 成本高、标准尚未确定问题影响了SAN的市场,不过随着用户业务量的增大,SAN也有着广泛的应用前景

  • 与传统的SCSI相比,FC提供更高的数据传输速率、更远的传输距离、更多的设备连接支持以及更稳定的性能、更简易的安装

SAN优点

  • SAN提供了一种与Lan连接的简易方法,并且通过同一个物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议

  • SAN的结构允许任何服务器连接到存储阵列,不管数据放置在哪里,服务器都可以直接存取所需的数据,采用了光纤接口,SAN还具有更高的宽带,这使得实现物理上分离的,不在机房的存储变得非常容易。

  • SAN从基本功能剥离出存储功能,运行备份操作无序考虑它们对网络总体性能的影响

iSCSI技术

  • Internet SCSI
  • IETF制定的标准,将SCSI数据块映射为以太网数据包
  • 是一种基于IP Storage理论的新型存储技术
  • 将存储行业广泛应用的SCSI接口技术与IP网络相结合
  • 可以在IP网络上构建SAN
  • 最初由Cisco和IBM开发

配置ISCSI

1、准备三台虚拟机
    vh05.tedu.cn    192.168.4.5/24
    vh06.tedu.cn    192.168.4.6/24
    vh07.tedu.cn    192.168.4.7/24
2、初始化:主机名,ip,yum,ssh免密登录
    (1) 配置IP地址:nmtui
3、安装target服务端
    [root@vh05]# yum -y install targetcli
4.为主机vh05添加一块20G硬盘
5.分区 - vh05主机
    [root@vh05]# parted /dev/vdb
    (parted) mklabel gpt
    (parted) mkpart primary 1M 20%  划分为第一个主分区,1M/20%是起始和结束位置
    [root@vh05]# lsblk
6. 创建ISCSI服务端
    [root@vh05]# targetcli  //配置相关的
      o- backstores .............................................................................................................. [...]
      | o- block .................................................................................................. [Storage Objects: 1]
      | | o- iscsidisk ...................................................................... [/dev/vdb1 (0 bytes) write-thru activated]
      | |   o- alua ................................................................................................... [ALUA Groups: 1]
      | |     o- default_tg_pt_gp ....................................................................... [ALUA state: Active/optimized]
      | o- fileio ................................................................................................. [Storage Objects: 0]
      | o- pscsi .................................................................................................. [Storage Objects: 0]
      | o- ramdisk ................................................................................................ [Storage Objects: 0]
      o- iscsi ............................................................................................................ [Targets: 1]
      | o- iqn.2018-05.cn.tedu.nsd1801 ....................................................................................... [TPGs: 1]
      |   o- tpg1 ............................................................................................... [no-gen-acls, no-auth]
      |     o- acls .......................................................................................................... [ACLs: 2]
      |     | o- iqn.2018-05.cn.tedu.vh06 ............................................................................. [Mapped LUNs: 1]
      |     | | o- mapped_lun0 ............................................................................. [lun0 block/iscsidisk (rw)]
      |     | o- iqn.2018-05.cn.tedu.vh07 ............................................................................. [Mapped LUNs: 1]
      |     |   o- mapped_lun0 ............................................................................. [lun0 block/iscsidisk (rw)]
      |     o- luns .......................................................................................................... [LUNs: 1]
      |     | o- lun0 ................................................................. [block/iscsidisk (/dev/vdb1) (default_tg_pt_gp)]
      |     o- portals .................................................................................................... [Portals: 1]
      |       o- 0.0.0.0:3260 ..................................................................................................... [OK]
      o- loopback ......................................................................................................... [Targets: 0]
7. 启动服务端target服务
    [root@vh05]# systemctl restart target
    [root@vh05]# systemctl enable target
8. 配置vh06、vh07为客户端
    [root@vh06]# yum -y install iscsi-initiator-utils
    [root@vh06]# vim /etc/iscsi/initiatorname.iscsi
        --> InitiatorName=iqn.2018-05.cn.tedu.vh06
    [root@vh06]# man iscsiadm  //查看帮助文档
    [root@vh06]# iscsiadm --mode discoverydb --type sendtargets --portal 192.168.4.5:3260 --discover
    #[root@vh06]# iscsiadm --mode node --targetname iqn.2018-05.cn.tedu.nsd1801 --portal 192.168.4.5:3260 --login
    [root@vh06]# lsblk
    [root@vh06]# systemctl restart iscsi
    [root@vh06]# lsblk
    [root@vh06]# systemctl enable iscsi    //iscsi :用户自动login
    [root@vh06]# systemctl enable iscsid   //iscsid:这是iscsi服务

udev

udev是什么?

动态管理硬件的设备文件的方法

  • devfs
    • Linux早期采用的静态管理方法
    • /dev目录下有大量静态文件
    • 内核版本2.6.13开始被完全取代
  • udev
    • 只有连到系统上来的设备才在/dev下创建设备文件
    • 与主、次设备编号无关
    • 为设备提供持久、一致的名字

接入设备事件链

  • 内核发现设备并导入设备状态到sysfs

  • udev接到事件通知

  • udev创建设备节点或是运行指定程序

  • udev通知hald守护进程

  • HAL探测设备信息

  • HAL创建设备对象结构

  • HAL通过系统消息总线广播该事件

  • 用户程序也可以监控该事件

udev的作用

  • 从内核收到添加/移除硬件事件时,udev将会分析:

    • /sys目录下信息

    • /etc/udev/rules.d目录中的规则

  • 基于分析结果,udev会:

    • 处理设备命名

    • 决定要创建哪些设备文件或链接

    • 决定如何设置属性

    • 决定触发哪些事件

配置方法

  • 1、规则文件命名:数字-自定义名字.rules。数字编号是生效顺序

  • 2、udev规则只有在硬件设备连接上或是取下的时候才生效

  • 3、规则编写,判断是否满足条件用==或!=,赋值用=

设置接入的U盘名字是/dev/udisk
1、查看u盘信息在/sys/目录中的位置
[root@room8pc16 ~]# udevadm info --query=path --name=/dev/sdb1
2、查看U盘信息
[root@room8pc16 ~]# udevadm info --query=all --attribute-walk --path=/devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb1/1-5/1-5:1.0/host7/target7:0:0/7:0:0:0/block/sdb/sdb1
3、创建规则
[root@room8pc16 ~]# cd /etc/udev/rules.d/
[root@room8pc16 rules.d]# vim 90-udisk.rules
ACTION=="add", KERNEL=="sd[a-z]*", SUBSYSTEMS=="usb", SYMLINK+="udisk%n"
释义:如果系统接入硬件,内核识别出来的名字是sd[a-z]*,并且是usb的总线,那么就给它加上一个链接叫udisk1/2/3
4、将U盘取下,再插上,查看新的名称
[root@room8pc16 rules.d]# ll /dev/udisk*

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