NetApp統一存儲技術優勢分析2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute2為什么NetApp?業績出眾，業界領先員工喜歡：全球最受員工歡迎的100家公司第六名股東喜歡：連續34個季度超過25％的增長率客戶喜歡：產品深受客戶的歡迎2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute3快速,

廣泛創新 及時應對變革NetApp模式統一的:硬件 降低成本軟件 降低復雜性流程 降低風險2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute4主要內容NetApp統一存儲架構的技術優勢

NetApp數據保護與管理的技術優勢2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute5NetApp的統一存儲體系結構模型不兼容的孤島兼容的家族平臺競爭廠家NetApp軟件和流程不兼容的軟件;

不同的流程統一的軟件;

同樣的流程專家和集成服務需要許多專家和集成服務減少培訓和服務需求NetApp統一存儲的技術優勢2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute7四種存儲構架－DAS、SAN、iSCSI、NASDASNASNFS,CIFS應用服務器文件系統RAIDSCSIFCSwitchEthernet

Switch應用服務器應用服務器RAID文件系統SAN應用服務器文件系統RAIDEthernetSwitchiSCSI應用服務器文件系統RAID2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute8DAS起源－大型主機（Mainframe）時間：80年代最早應用于大型封閉主機，相關外部設備價格昂貴一個存儲磁盤陣列只能提供有限的幾個端口，連接到若干臺主機，數據無法共享存儲磁盤陣列本身難以擴展主機群RAIDRAIDRAID磁盤陣列1磁盤陣列2磁盤陣列32023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute9SAN起源（由DAS到SAN）時間：90年代中后期由直聯存儲（DAS）發展而來，原來一臺存儲磁盤陣列只能連接到有限的服務器，發展為可以同時連接到上百臺服務器采用光纖作為連接鏈路，使用專用的FC交換機構成存儲網絡每臺服務器擁有自己的存儲空間，但數據仍然不可以共享提供快照、容災等高級數據保護功能FC鏈路磁盤陣列FCSAN控制器FC交換機服務器2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute10FC-SAN技術特點SAN應用系統架構服務器1服務器2文件系統文件系統FCSwitchFCPRAID多臺前端服務器共用后端存儲設備后端存儲空間以LUN形式提供給前端服務器不支持共享，每個LUN只能屬于前端某一臺服務器連接采用FC光纖鏈路和專用FC交換機鏈路速率為2Gbps、4GbpsRAID2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute11NAS起源－網絡數據共享與交換時間：90年代初網絡飛速發展，許多應用系統的大量數據需要共享和交換，原有服務器DAS或SAN的模式無法滿足應用的需求出現專用的NAS存儲設備，成為數據共享與交換的核心隨著網絡帶寬的增加（千兆、萬兆以太網），性能飛速提高，應用范圍日趨廣泛NAS存儲控制器NAS存儲設備專用IP存儲網絡服務器群2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute12NAS應用結構技術特點NAS應用系統架構NFS,CIFS專用IP存儲網絡服務器3CIFSRAID文件系統多臺前端服務器共享后端存儲設備后端NAS設備上的存儲空間通過CIFS、NFS協議共享給前端主機，可同時對同一目錄或文件進行并發讀寫文件系統位于后端存儲系統連接采用標準以太網鏈路和TCP/IP協議鏈路速率為1Gbps、10Gbps服務器2NFS服務器1NFSNAS存儲設備2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute13iSCSI起源IP鏈路磁盤陣列iSCSI存儲控制器以太網交換機服務器時間：2001年為了解決FC-SAN在價格及管理上的諸多門坎而產生采用以太網作為連接鏈路，使用專用的以太網交換機構成存儲網絡每臺服務器擁有自己的存儲空間，但數據仍然不可以共享提供快照、容災等高級數據保護功能iSCSI之所以被看好的原因它根植于IP網絡上，所以可以采用現有已非常成熟的管理工具及基礎建設懂IP的人才資源非常豐沛因此可為企業節省大筆建置、管理及人事成本2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute14iSCSI技術特點iSCSI應用系統架構服務器1服務器2文件系統文件系統EthernetSwitchIPRAID多臺前端服務器共用后端存儲設備后端存儲空間以LUN形式提供給前端服務器不支持共享，每個LUN只能屬于前端某一臺服務器連接采用以太網鏈路和專用以以太網交換機鏈路速率為1Gbps、10GbpsRAID2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute15DAS/NAS/SAN/IPSAN(iSCSI)的區別StorageStorageStorageFileSystemApplicationFileSystemFileSystemApplicationApplicationNetwork以太網Network光纖網絡/高速以太網DASSAN/IPSANNAS2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute16數據集中什么架構最合適SAN：就目前而言性能和可靠性最高,但是其成本也最高。存儲空間的控制和使用通過主機實現，需要消耗主機資源。適合那些對可靠性和性能要求很高，基于數據庫方式存儲和訪問的業務數據。NAS：就目前而言，性能和可靠性還沒達到SAN水平，但是其成本較SAN低廉且管理也相對比較簡單。存儲空間的控制和使用通過磁盤陣列實現，不需要消耗主機資源。適合于那些基于文件方式存儲和訪問，且這些文件需要被前端多套主機共享訪問的業務數據。iSCSI：其在存儲邏輯上和SAN完全一致，但是成本比較低，當然目前來看，其性能和可靠性相對SAN來說較低。適合在項目成本緊張時，那些對可靠性和性能要求相對較低，基于數據庫方式存儲和訪問的業務數據。到底采用哪種架構才最合適用戶數據整合的需求??存儲架構與數據應用的關系－服務與被服務的關系2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute17NetApp的統一存儲架構NetAppFabricAttachedStorageiSCSIFibre

ChannelNFSEnterpriseNASDepartmental

NASEnterprise

SANDepartmental

IP-SANCIFSEnterprise

IP-SANiSCSI2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute18NetApp的存儲操作系統DataONTAP是統一存儲的基礎FC/SATA磁盤子系統RAID管理系統RAIDDP/RAID4+WAFLVirtualizationNVRAMJournalingSnapshotSnapSuiteFileSemanticsLUNSemanticsFileServicesNFS/CIFS/HTTP/FTPBlockServicesFCP/iSCSITCP/IPProtocolsFCPProtocols10/100M&1GbE&10GbEFiber&Copper2Gb/4GbFilerSystemAdministrationAndMonitoringOperationManagerFilerViewSNMPAutoSupportRLM2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute19各存儲廠商的統一存儲解決方案FC鏈路NAS網關控制器FCSAN磁盤陣列控制器磁盤架FC交換機服務器以太網交換機FC鏈路以太網鏈路其他廠商解決方案NetApp的解決方案FC鏈路NAS+SAN+iSCSI智能存儲控制器磁盤架FC交換機服務器以太網交換機以太網鏈路2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute20NetApp的統一網絡存儲vs第三方的組裝存儲FC/SATA磁盤子系統RAID管理系統RAIDDP/RAID4+WAFLVirtualizationNVRAMJournalingSnapshotSnapSuiteFileSemanticsLUNSemanticsFileServicesNFS/CIFS/HTTP/FTPBlockServicesFCP/iSCSITCP/IPProtocolsFCPProtocols10/100M&1GbE&10GbEFiber&Copper2Gb/4GbFiler系統管理及監控OperationManagerFilerViewSNMPAutoSupportRLMNetApp統一網絡存儲TCP/IPProtocols10/100M&1GbE&10GbEFiber&Copper2Gb/4GbFilerFCPProtocolsiSCSIProtocolsiSCSI網關磁盤子系統RAID管理系統RAID1/3/5/0+1LUNSemanticsBlockServicesFCP/iSCSIFCPProtocols2Gb/4GbFiler系統管理及監控第三方網絡存儲FileSemanticsFileServicesNFS/CIFS/HTTP/FTPTCP/IPProtocols10/100M&1GbE&10GbEFiber&Copper2Gb/4GbFilerFCPProtocolsVolumeManagerNAS網關數據中心存儲網絡TCP/IPProtocols10/100M&1GbE&10GbEFiber&Copper2Gb/4GbFilerFCPProtocolsiSCSIProtocolsiSCSI網關2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute21NetApp統一存儲架構的靈活升級能力無縫的擴展

不需數據遷移

良好的投資保護專用操作系統DataONTAP同時支持FCSAN,IPSAN和NAS統一的架構統一的管理界面完全互操作性學一個而貫通整個系列RemoteOfficeOperationalBusiness-CriticalFAS250FAS270/cFAS3020/cFAS3040/cFAS6070/aFAS6030/aFAS3070/cNetApp數據保護與管理的技術優勢2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute23NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute24有趣的數字CPU是GHz級的機械的影響假設每數據塊為4KB假設磁盤平均訪問時間為5ms每次訪問間隔相當于100MB/s的鏈路x5ms=0.5MB的數據沒有發送0.5MB的數據/4KB=128塊結論：提高存儲性能的關鍵不在鏈路帶寬和協議的開銷，而在于如何有效提高數據的訪問效率。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute25C底層存儲空間管理技術WAFL根ABD用戶數據此數據需要修改，從C修改為C’空閑空間池2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute26CC`其它廠商底層存儲空間管理技術在用戶數據修改時所采用的技術根ABD用戶數據空閑空間池在原來位置上直接利用新數據覆蓋老數據2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute27Netapp先進的底層存儲空間管理技術：WAFL在用戶數據修改時所采用的技術根ABD用戶數據空閑空間池C`C1.從空閑空間池分配一個新的數據塊2.把修改以后的數據寫入到新分配的數據塊中3.修改指針，從指向老數據塊修改為指向新數據塊4.老數據塊數據不做任何修改，直接返回空閑空間池2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute28提升存儲性能的幾個關鍵點StorageRAIDWAFLProtocolsNetwork

StackClientClientClientClientClientNVRAMDisksNetworkFiler/DataONTAPClusteringClusterPartnerClusterInterconnect數據條帶化讀寫數據批次讀寫WriteAnywhereFileLayout獨特的數據結構和訪問方式2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute29312111312213312295877121211DDDDPDP一個Raid組內可以同時壞兩塊硬盤而數據不會丟失數據可靠性比RAID-4或RAID-5提高了4000倍Netapp獨特技術RAIDDP（RAID6)用戶數據水平交驗數據對角交驗數據圖例2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute30NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute31非計劃停機發生原因和概率資料來源:GartnerGroup2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute32如何減少非計劃停機軟件故障和人為錯誤－80%數據冗余，采用快照技術（SnapShot和SnapRestore）硬件故障－15%部件冗余，集群，RAID-DP環境災難－5%設備冗余，遠程數據容災（SnapMirror）2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute33NetApp的快照（SnapShot）

與眾不同技術原理WriteAnywhereFileLayout技術優勢零拷貝模式不影響性能無預留區的限制無論快照還是快照恢復，完成時間僅數秒可針對單個文件進行普通用戶可以自己訪問自己的快照每一個卷支持255個拷貝不同快照技術對存儲性能的影響0%20%40%60%80%100%120%其它廠商NetApp數據快照ABC讀舊數據(C)寫舊數據(C)寫新數據(Z)2次寫，1次讀其他廠商數據快照ABZC數據快照ABCZNetApp寫新數據(Z)1次寫2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute34快照數據生產數據NetApp快速數據恢復技術：Snaprestore空閑空間池生產數據根節點快照數據根節點生產數據獨占的空間快照數據獨占的空間共享的空間圖例直接把快照數據升格為生產數據生產數據生產數據整個損壞恭喜數據恢復完成不需要任何的數據拷貝過程，只涉及到一些標志位的修改和數據塊的釋放，因此，不管需要恢復的數據量多大，都能在很短的時間內完成數據恢復2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute35NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute36傳統的存儲空間分配方式ERP系統CRM系統辦公自動化系統生產控制系統其它系統3TB1TB1TB2TB2TB總可分配存儲空間哎，都分光了，沒有剩余存儲空間2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute37傳統存儲空間分配方式導致的矛盾3TBERP系統1TBCRM系統辦公自動化系統2TB生產管理系統其它系統2TB分配空間不足需要擴容未使用空間Hi，兄弟分我一點存儲空間門都沒有，自己找管理員要已使用空間1TB圖例使用一段時間后的情景2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute38傳統存儲空間分配方式導致的低使用率LostSpaceLostSpaceLostSpaceLostSpace40%

利用率2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute39嘿嘿，所有的存儲空間還在我手里Netapp的Flexvol技術所采用的先進的存儲空間分配方式ERP系統CRM系統辦公自動化系統生產控制系統其它系統最多使用3TB最多使用1TB最多使用1TB最多使用2TB最多使用2TB總可分配存儲空間規定最大能使用的空間配額，不實際占用空間圖例2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute40Netapp的Flexvol技術采用的使用多少分配多少技術最多使用3TBERP系統最多使用1TBCRM系統辦公自動化系統最多使用2TB生產管理系統其它系統最多使用2TB需要擴容未使用空間還剩余的空間使用配額已使用空間圖例總可分配存儲空間多給0.5TB配額最多使用1TB在使用當中，采用使用多少分配多少的策略還有這么多空間可以分配2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute41Netapp的FlexVol所提供的空間超額分配技術6TBDisksDisksDisks3TB1TBCRM系統2TB1TB辦公自動化系統生產管理系統2TB其它系統存儲空間池ERP系統規定最大能使用的空間配額，不實際占用空間圖例3TB+1TB+1TB+2TB+2TB>6TB2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute42Netapp的FlexVol技術提高了存儲空間的使用率80%

利用率ReclaimedSpaceAvailableforGrowth2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute43NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute44數據虛擬化–

克隆(FlexClone)影子克隆卷2磁盤上的實際數據備份數據挖掘綜合報表研發/測試在線查詢生產數據生產數據復制生產卷1生產卷1的快照Snapshot生產卷1

改動的數據塊影子克隆卷2改動的數據塊2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute45NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute46只有核心應用集中了核心和邊緣應用（不區分應用等級）集中了核心和邊緣應用（利用Flexshare區分應用等級）高優先級高優先級低優先級低優先級FlexShare：保證核心應用的存儲訪問性能存儲網絡存儲網絡存儲網絡2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute47NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute48數據正常情況下精靈卷中的數據元數據重復數據刪除過程精靈卷中的A-SIS數據先進的單實體存儲元數據HowA-SISDeduplicationWorks2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute49NetApp數據保護與管理的技術優勢底層空間管理技術WAFL及RAID數據保護技術數據快照(Snapshot)與恢復技術(SnapRestore)靈活的空間管理技術，提高磁盤利用率(FlexVol)靈活的數據克隆，節省大量硬盤（FlexClone)服務級別控制，關鍵業務的性能保證(FlexShare)重復數據刪除技術(De-Dupplication)與應用系統的完美結合(SnapManager)其它先進技術。。。2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute50集成的數據管理與整體解決方案應用一致的數據管理簡化Windows與UNIX數據管理數據管理任務執行的邏輯視圖基于策略的控制與增強的存儲管理與應用系統的完美結合(SQL/Oracle/Exchange/SAP/…)2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute51如果沒有SnapManager(數據備份或克隆)應用系統主機操作系統存儲系統請進入到一致性狀態進入到一致性狀態請清空緩存緩存清空請拍數據快照（克隆）數據（克隆）快照拍完請恢復正常狀態恢復到正常狀態1.讓應用進入到數據一致性狀態2.讓主機操作系統把緩存中還沒寫入到硬盤的數據寫入到硬盤中3.讓磁盤陣列給相關數據進行數據快照或數據克隆4.讓應用恢復到正常狀態所有的這些工作都必須由管理員利用不同的命令行或圖形界面來完成，需要管理員懂應用系統，操作系統和存儲系統的相關操作怎么這么麻煩啊！2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute52自己管理數據快照所有的數據快照都要管理員自己負責追綜和管理數據恢復的時候，需要用戶手工尋找有效的數據快照2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute53如果使用Snapmanager(數據備份或克隆)應用系統主機操作系統存儲系統請進入到一致性狀態進入到一致性狀態請清空緩存緩存清空請拍數據快照（克隆）數據（克隆）快照拍完請恢復正常狀態恢復到正常狀態1.讓應用進入到數據一致性狀態2.讓主機操作系統把緩存中還沒寫入到硬盤的數據寫入到硬盤中3.讓磁盤陣列給相關數據進行數據快照或數據克隆4.讓應用恢復到正常狀態所有的這些工作都由Snapmanager自動完成，管理員所需要做的就是點擊鼠標Snapmanager開始備份點擊2023/2/4NetAppConfidential--DoNotDistribute54Snapmanager示意圖2023/2/4NetApp