HCIE-Storage學問點匯總

統一存儲系統概述

SAN主要協議

SCSI協議

SCSI指的是一個浩大的協議體系，到目前為止閱歷了

SCSI-1/SCSI-2/SCSI-3

SCSI協議定義了一套不同設備（磁盤、磁帶、處理器、光設備，網絡設

備）等利用該框架進行信息交互的模型和必要指令集

SCSI的目標器target和啟動器Initiator

FC協議

基于FC光網絡的傳輸協議，具有高速率，高效率，組網靈敏

FC的網絡協議棧共分5層h,分別為FC-O,FC-1,FC-2,FC-3,FC-4

FC-O:物理接口

FC-1:數據鏈路層，編碼/解碼

FC-2:網絡層，封裝/數據傳遞

FC-3:公共服務，數據加密和壓縮

FC-4:協議映射層

光纖網的拓撲：點對點（2個設備）、光纖仲裁環（126個設備）、交換式

光纖網（160。萬）

SAS協議

SMP：SAS設備之間的信息

SSP:SAS域中兼容SCSI叮囑

STP：SAS域中兼容SATA叮囑

iSCSI協議

基于iSCSI協議的IP-SAN是把用戶的請求轉換成SCSI代碼，并將數據

封裝進IP包在以太網中進行傳輸

iSCSI封裝過程

iSCSIInitiatoriSCSITarget

iSCSI協議的優點：成本低、功能強、平安性高、帶寬高、傳輸距離長

以太網、TOE網卡、iSCSIHBA卡

FCoE協議

干脆在增加型無損以太網基礎設施上傳輸光纖信道信號的功能的協議。

FCoE把FC幀封裝在以太網幀中，允許LAN和SAN業務流量在同一以

太網中傳送。

EthernetFCoEFCFrameSCSI

以太網可以容忍網絡丟包，但FCoE協議不允許出現丟包

IB協議

IB特性：高帶寬、低延時、高可擴展性、支持QOS,支持RDMA

PCI-E協議

PCI-E總線是第三代高性能I/O總線,運用雙向串行點對點傳輸,帶寬高、

功耗低、完善的錯誤檢測和處理、有流限制，支持熱插拔。

協議棧對比

思索題

1.SCSI協議與FC和iSCSI協議的關系？

SCSI協議是一個協議體系統，定義了不同設備之間的交互模型和必要指

令集。

FC和iSCSI協議都承載著SCSI協議

2.IPSAN與FCSAN的主機區分有哪些？

基于iSCSi協議的，基于FC協議的

3.SAN和NAS的區分？

SAN基于FC協議光纖網絡，RDM盤

NAS基于NAS協議的，是網絡，自己有文件系統。用戶可干脆運用。

4.SAN協議是如體在華為統一存儲陣列上運用的

5.存儲協議的發展和網絡存儲形態的發展有什么內在關系?

統一存儲系統技術與應用

統一存儲產品形態

?融合統一：協議與組網的統一、硬件平臺的統一、管理界面的統一

?經濟高效：動態分級存儲、SmartCache＞虛擬環境的優化、自動精

簡配置

?靈敏牢靠：輕松的升級方式、UltraVR和UltraAPM、接口的靈敏配

比

?硬件架構：PCIE全交換、全冗余通道、負載均衡、全局緩存

?軟件功能：

Hyper(sanp,copy,clone,relication),RAID2.0,Smart(Tier,Thin,Q

os,Partition)

存儲技術:

高可言11可力'展伸曰1能高可用性

--一

?器件冗余（多控）?Scale-out?塊虛擬化技術?SmcdTief技術

,侵盤壞道檢刑/?iSCSI?cache回寫?SmartQos技術

修復?FC技術?cache預取技術?SmadTh卜也術

?磁盤健康分析?SAS技術?12G6SAS

?多路徑技術?PCI-e?16GbFC

?BBU掉電保護?FcOE

*RAID里構

?緩存鏡像技術

,磁盤保險箱技術

*磁盤頊拷貝技術

?快照/克隆技術

?LUN拷貝

*遠程復制

Cache鏡像技術（寫策略、凹凸水位）

?Cache的寫策略包括三種：透寫，回寫鏡像和回寫不鏡像。

鏡像Cache示意圖

DISKIJ4SK

高低水位

?設置存儲寫策略為回寫時，高低水位控制Cache模塊對臟數據的存儲容量

和刷盤速率。

寫CACHE

刷盤線程持續刷盤，直到水位到達低水位以下

■-高水位線

刷盤速率?中立刻刷一個chunk的數據

I————--低水位線

刷盤速率-低一般不刷盤，如果5s之內都沒有I/O到達，則

刷一個chunk的數據

RAID2.0技術

傳統RAID：是一種將多個物理的硬盤組合成一個邏輯硬盤來運用的虛擬

化技術

常見RAID有(RAID。,RAID1,RAID5,RAID6,RAID10)

RAID5依次讀寫要優于RAID10

RAID10隨機寫要優于RAID5,隨機讀相當

RAID2.0原理

?將硬盤劃分成若干個連續的固定大小的存儲空間，稱為存儲塊，即

chunk,簡稱CK(64M)

?Chunk按RAID策略組成RAID組，稱為存儲塊，即chunkgroup,

簡稱CKG

?在CKG中劃分若干小數據塊，即extent。來自不同CKG的extent組

成LUN

?用作熱備空間的CK也是分散在各個盤上的。

RAID2.0原理

?ThickLUN以Extent為單位映射到LUN

?Grain在Extent在基礎上進行更細粒度的劃分

?ThinLUN以Grain為單位映射到LUN

RAID2.0優勢

?熱備空間分散分布

?LUN空間分散分布

?性能大大提升

?硬盤利用率提升

?存儲池易擴容

?LUN易擴容0

智能分級存儲SmartTier

LUN上的數據可以依據數據的活躍度、自動調整、遷移到存儲池中的不

同存儲層。

（高性能SSD、性能層SAS、容量層）

Smartier關鍵技術：I/O監控、數據排布分析、數據遷移

智能精簡硬盤SmartThin

SmartThin特點：存儲容理虛擬化、按需支配、可在線擴容、容量管理

自動化、告警閾值

SmartThin關鍵技術：寫時空間支配、讀寫重定向

ThinLUN

存儲實際敷期物理存儲空網（存儲泡）

RAID5

IHiiin'

用時再分配

SmartThin關鍵技術SmartThin關鍵技術

1.收到寫請求i.收到讀請求

2.查映射表■■■.-auk缺|f￡2.查映射表

3.寫重定向3.重定向請求

4寫數據4.讀數據數據

智能Qos調度SmartQos

依據應用需求，限制（IOPS或帶寬），優行保證關健性應用程序資源。

SmartQos關鍵技術：令牌桶

智能緩存分區SmartPartition

依據應用的優先級不同，保證各個級別的應用性能。

SmartPartition特性以業務LUN為單位進行分區設定，每個分區的資

源獨立訪問。

HyperSnap概述

?定義：

°HyperSnap.即快照，是指在不中斷正常業的情況下、源數據在某一時間點的數

據的完全可用的拷貝，該拷貝是源數據在拷貝時間點的靜態映像.

?特點

。快照可以對存儲設備上的數據靈活和頻繁地生成多個恢復點,在需要時可以快速

地快兔數據.

°快照可瞬間生成，不影響源LUN業務，可以方便地作為備份和歸檔的數據源.

?應用

□數據備份與恢復、持續數據保護、結合具他軟件實現前份和容災,并應用于報&

生成、數據測試、數據分析等數據處理場景.

HyperSn叩原理與關鍵技術

?原理:

。通過映射表來定位數據的位H

□不需要做數據的完全復制

?關鍵技術：寫前拷貝

1.收到與請求

2.畬映射表

3.拷貝數據塊

4.記錄映射表

5.寫數據

快照配置流程：

起先-檢查license-添加資源LUN-添加叮囑設備-部署UltraAPM軟件-

配置虛擬快照策略-完成

快照重要概念：源LUN、資源池、資源LUN、映射表、快照LUN

拷貝HyperCopy

?定義

□LUN拷貝把源LUN數據完整貸制到本附列或其它沖列的目標LUN.

LUN拷貝配置流程：

起先-檢查license-創建RAID組-創建目標LUN-創建全量LUN拷貝-結

束

LUN拷貝重要概念：（源LUN、目標LUN、備份窗口、內部快照、差異

位圖、進度位圖）

克隆HyperClone

?概述

O克窿是在不中斷正常業務的前提下.在物理上生成主LUN在某個時間點的份

完整娉貝.

。一個克隆組支持一個主LUN對應八個從LUN.可以對同一個主LUN備份八份不同

時間點的數據.

遠程復制HyperReplication

定義：遠程復制是數據鏡像技術的一種，通過在兩個或多個站點維護若干

個數據副本，實現數據的遠端備份和復原、持續的業務數據支撐、數據的

遷移和分發、數據的災難復原

分類:

同步遠程復制：實時地同步數據，最大限度保證數據的一樣性。

異步遠程復制：周期性地同步數據，最大限度削減由于數據遠程傳輸時延

而造成性能下降。

同步遠程復制原理和特點

?原理:

?特點:

數據同步每次同步數RPO對主LUN性支持從LUN個

適用范用

周期據量（數據丟失率）能影響

同0

實時較小0較大2

■一,」

異步遠程復制原理和特點

數據同步周每次同步數對主IUN性能支持從個

RPO適用范例LUN

期據量（數據丟失率）影響數

較大（取決

取決于同步周

于同步周期

定時期內主LUN的較小1

內主LUN的數

數據改變量

據改變fit）

遠程復制一致性組

?用于保持多個LUN之間鏡像數據的時間一致性

?所有成員一起同步、分裂、斷開和主從切換

?每個一致性組可有8個相同復制類型的遠程復制

?主、從LUN可處于任意控制器

思索題

1.RAID2.0同傳統RAID的區分是什么？

2.華為存儲有哪些功能用來提升客戶體驗?

統一存儲規劃與設計

存儲規劃原則和流程

?存儲規劃目標：滿足客戶的需求

業務需求：（兼容性、性能、容量、牢靠性、可擴展性、災備需求、可服

務性）

IT應用需求：（資金預算、人力預算、可管理性、資源利用率、節能減排）

?存儲規劃原則

單一需求原則、簡潔設計原則、標準性與開放性、經濟性原則

?存儲規劃流程

需求分析-環境信息收集-分析設計-方案驗證

存儲規劃：

主機規劃：主機配置、文件系統、業務軟件

網絡層規劃：IPSAN與FCSAN>SAN網絡拓撲、VLAN/Zone劃分

存儲層規劃：限制器性能、RAID組規劃、LUN歸屬、分條深度、Cache.

磁盤選擇

主機層規劃

主機操作系統、主機文件系統、雙機和集群

網絡層規劃

SAN網絡架構選擇

?IPSAN與FCSAN選擇

對比項IPSANFCSAN

性能要求低：分布式應用.大多數依假軟件曷性陡、關鍵性的數據中心,榜定性好，

適用環境

實現,梢定性與可器性隨軟件食雜度降低可靠性高

TCP/IP1辦議.開放性好,完全跨平臺文科系統長協議與專用網絡,受光纖蹌高野晌.

標港出議

共享易形成存儲地島

5csi提供了非常豐富的安全功能：CHAP身份

金述能阻止未授權的訪問；能阻止插入、依領專用FC網絡,但FC本身沒有安全功

安全性

備改和■除操作,并防止被偷聽,哨保了私箜

Ett

利用標準TCP/IP以及以太網網絡荷單.成本復雜與昂貴的光纖網絡、HBA卡與R：磁

TCO

低.技術或熟、維護商單fi.需專業舉加工程加

SAN網絡拓撲（雙交換組網、直連組網、單交換組網）

多路徑軟件

VLAN與ZONE劃分

存儲層規劃

磁盤選擇：（SATA、SAS、FC、SSD）

RAID級別選擇（RAID。，1,5,6,10）

RAID性能:

IO模型RAID10與RAID5對比

順序讀大數據塊時1^目011能比心也更低,但大于Ra45的一半

熟序寫前站國力足夠時，Rad5的寫帶寬會優于Radio的寫帶寬

隨機讀RaidlO的購機讀性能與Raid5的班機讀性能基本相當

隨機寫Radio的隨機寫性能優于Raid5

推薦碣女數RAID5推薦成員盤數5-9個.RAID10推薦組內鏡像儀個數為2個

大文件讀寫操作時，Raid5的性能會明顯好于Radio；

典型應用推薦

對于隨機小數據塊讀寫為主的業務,Radio是最優的選擇

RAID容量規劃:

硬盤類型硬盤標稱容量硬盤實際容量

300GB279GB

SAS600GB559GB

900GB838GB

1TB931GB

SATA2TB1.82TB

3TB2.73TB

1OOGB93GB

SSD

200GB186GB

2TB1.82TB

NLSAS3TB2.73TB

1TB3.61TB

全局熱備規劃：（熱備大于RAID成員盤、硬盤接口相同、熱盤勻整分布,

一個框一個熱盤）

分條深度：

?分條與分條深度

°分條

O分條深度分條

0分條深度對性能的影響

?分條深度=1。大小，高IOPS分條深度

適于隨機。業務，如數據庫業務

?分條深度小于I。大小，高帶寬

適于順序I。讀寫，如多媒體業務

LUN歸屬：LUN單一歸屬原則、業務理均衡分布原則、業務類型單一分

布原則

Cache預取策略:

?讀命中：獨取固定大小

?讀不命中：獨取大小,不?

中長度?固定f*取大小

?造干持續順序讀業務

3

W

?讀命中：fi取長度=預取倍數?謨命令長度?謨命中：預取固定長度

?讀不命中：BUR長度?不命中長度倍?漆不命中：憤取邱陣事中長度*

數"讀命令長度固定預取長度

?適于訪問的文件或敷售庫記錄從物理堆”?適于持續小數據塊讀應用

是離散的，但讀取效據又屬于連續的

Cache的寫策略包括三種：透寫、回寫鏡像、回寫不鏡像

存儲系統Hyper功能規劃

__________________________如果涉及到LUN8py或者遠程

假路規劃—'復制.需要根據鏈路帶寬、業

務類型、產品配置來規劃鏈路

HostAgent的部輯位置、組網

HostAgent規劃、簫略制定以及辨用軟

件、操作系統的兼容性規劃等

資源池">資源LUN的大小而數量規劃

容災方式一'如何實現容實數據的使用

思索題

1.統一存儲網絡規劃的目標有哪些?

2.統一存儲網絡規劃的原則有哪些?

3.統一存儲網絡規劃的流程有哪些?

統一存儲性能優化

性能調優概述

?系統性能瓶頸點

?系統性能分析思路

?性能調優思路

性能指標

?IOPS

?帶寬

?響應時間

?波動率

什么是性能問題？

1.性能數據波動大、穩定性不夠

2.性能值在不同的版本之間的變更明顯

3.性能數據不能滿足測試的需求

4.10延時，用戶明顯感覺業務響應慢

影響性能的關鍵因素與技術

?RAID組級別

RAID5依次讀寫性能大于RAID10

RAID10與RAID5隨機讀性能相當，隨機寫性能RAID10明顯要優于

RAID5

?成員盤個數

RAID58+1RAID4,8

?分條深度

?讀寫策略

?凹凸水位

?LUN歸屬

性能診斷和調優

相關叮囑

Linux監控叮囑：iostat-kx1top

AIX常用性能監控：iostat-dhdiskO15sar-d13svmon-

G

數據系統性能調優

應用模塊性能分析

業務系統上承載的應用多種多樣,按用戶下發請求后，其主要表現

的。特性和性能需求，可劃分為四大類：

應用場，業務椅征性能或求

小數據塊,通常2aCB

OLTP訪問位置非箔隨機同0Ps,低延遲

20落60%寫.并發育

大數據塊，通常64-512KB

OLAP高帶寬

多路順序.＞90%候

大數據塊.通塞32KJMB

多媒體高帶寬、低延遲

全讀或全寫,并發高

小數理塊,通常＜64K

虛擬桌面聞OPS

隨機訪問，＞80%域

數據容器性能調優一數據庫

兩優項推券值

讓盡量多的存健資源分擔熱點區域；合理抗取B*g/smni

戰空間

FBe

Coche采用80%左右的主機內存作為數據庫的CACHE使用

數據塊OLTP4KB或8KB.OLAP32KB

預瀆窗口與ASM/LVM/LUN的條常對齊，建議512K、IMB

索引熱除不必要索引.合理選杼B樹或位圖

分區大于1億條記錄時分區.合理使用RANGE、LIST.HASH

刷效進程數保證無freebufferwails

日志文件大小適中.建議32128MB,每實例5個

數據容器性能調優-文件系統

文件系統容器,主要負責處理由上層模塊下發的針對文件或目錄的操作.

1.選擇恰當的文件系統

文件系統分為日名文他系統和U日皂文11系統兩類.

4%5*1H悻業務女舛品援

databaseserverMa.劉h小般模Ext3.ReHerb

小文件.

VCMft電子商務系筑.金岫桑然

大文件，多牌||分謖Videoserver.XFS

XAW.*的?^耳**監控第統XFS

■#X疆黑CPU個簽勵［法，用網文舛件*案燃&

<<?86_____________Exx?733.R.eeHisermts

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數據容器性能調優-文件系統

2文件系統暫數調整

Btock54?eW?會。S容,第fll況下健議H對。UP內網采用々以附填大

小口對OLAP及Mumcnedam求用32“K的歡人小

文伸男八■理：文件事妹住長網網發*使用后會出雙塞化漢分，教文件第-和壑*加.

船事坊H吃告戶*■外的。開網.陶時訪間依裾電費騫里加寓?國也■議事據實算情況.?文

件索嫌使用白?達到儀陽諼行整片”厚■佳的舞歸餐圖方式暴將所立文件揖貝到另一個相同

文忤系或上，使元敷播與文件依蠅■新布,

元依富惶化：元簽離憂化包含三個多?元長氣。實際M分鼻痣號恰當的日&星武、*的不

必^的日志修作

日玄區城”?住?用心軍再日3&箕住?對及美團,文忤時型?日3佐?以城

操作系統性能調優-卷管理模塊

在創建LVM卷時保證全部LUN

分條一樣、容量相等、磁盤數相等、RAID級別一樣，并歸屬不同的存儲

限制器

分條大小等到LVM分條單元大小

一，

SSD>2000/1ms100MBA

15KHDO200/10ms30MB/s

10KHOO15(yi5<m2OMB/5

7.2KHDO5(V20ms10MB/s

性能測試工具和方法

溯試工具適用范圍缺陷

適用操作系統：

Windows,Linux^olaris.Netware.MacOSX1.Linux存在異步1。壓力不足的問

適用場景：口

lometer

提供非常全面的1。特性配置參數，可作為1。壓力2.無法進行數據一致性臉證

溯試工具,能在。層面模擬一些簡單的業務場景3.我機浜試中容易出錯

，支持聯機澳1試

適用掾作系統：1.存在一些兼容性bug,在某些主

WindowsXinux5olaris.MacOSX.AIX.HP機或操作系統上運行會報錯

XDDUNIX.IRIX2.無法設置測試時間

適用場景：3.測試時工具本身有一些性能波動

可作為1。壓力滿試工具，目前在AIX下使用最多4.不支持聯機凋試

適用掾作系統：