HCIA-虚拟化存储基础

存储基础

存储网络架构

• DAS（直连式）

  • 定义

    • 直接连接到服务器的指定存储设备，为服务器提供块服务

  • 分类

    • 内部DAS(本地硬盘)
    • 外部DAS

  • 缺点

    • 接口数量少，链路长度有限制
    • 维护时需要下电
    • 不支持共享，造成资源浪费

• NAS（网络附加存储）

  • 定义

    • 存储设备通过现有网络，为上层应用服务器提供数据和文件服务

  • 文件系统分类

    • CIFS

      • 适用Windows系统

    • NFS

      • 适用Linux系统

• SAN(存储区域网络)

  • 定义

    • 存储设备通过现有网络，为上层应用服务器提供数据和块服务

  • 分类

    • IP SAN

      • 以太网链路

    • FS SAN

      • 光纤链路

• JBOD(JUST BRUNCH OF DISKS)

  • 由若干物理磁盘串联组成，仅为拓展存储空间，不提供数据安全保障

RAID

• 定义

  • 独立磁盘冗余阵列，将多个单独的物理硬盘以不同的方式组成一个逻辑硬盘（物理卷），从而提升硬盘的读写性能和数据安全性

• 数据保护方式

  • 镜像（copy）
  • 奇偶校验（同假异真）

• 数据组织方式

  • 条带

    • 磁盘中单个或多个连续扇区构成，是构成分条的元素

  • 分条

    • 单个磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上相同位置（相同编号）的条带

• 组状态

  • 创建

    • 建立指定RAID组

  • 正常

    • RAID组正常工作

  • 降级

    • 故障盘在容可范围内

  • 失效

    • 故障盘超过冗余盘数

• 热备（重构）

  • 定义

    • 当冗余的RAID组中的硬盘故障时，在不干扰RAID组其他成员工作的情况下，由RAID系统另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性

  • 热备盘类型

    • 全局

      • 面向RAID组所有成员

    • 局部

      • 面向RAID组特定的成员

• 类型

  • RAID 0

    • 至少由两块硬盘组成，所有硬盘都参与读写，性能最高，无冗余策略，存储利用率100%

  • RAID 1

    • 至少由两块盘组成，n/2的硬盘参与读写，性能最差，安全性最高，存储利用率50%

  • RAID 3

    • 至少由三块盘组成，(n-1)/n的硬盘参与读写，存储利用率(n-1)/n%

  • RAID 5

    • 至少由三块盘组成，所有硬盘都参与读写，存储利用率(n-1)/n%

  • RAID 6

    • P+Q

      • 至少由四块硬盘组成，所有硬盘都参与读写，存储利用率（n-2）/n%

    • DP

      • 至少由四块硬盘组成，n-2的硬盘参与读写，存储利用率（n-2）/n%

  • RAID 10

    • 至少由四块盘组成，n/2的硬盘参与读写，存储利用率50%

  • RAID 50

    • 至少由六块盘组成，所有盘都参与工作，存储利用率100%

集中式存储与分布式存储

• 集中式存储

  • 将存储设备集中起来形成存储资源池，为上层提供块服务和文件服务

• 分布式存储

  • 将服务器的冗余硬盘集中起来形成存储资源池，提升存储空间和计算性能

存储转换路径

• 虚拟化

  • SAN

    • 物理硬盘--逻辑磁盘（物理卷）--逻辑卷（LUN）--挂载主机--文件系统

      • 主机侧形成文件系统

  • NAS

    • 物理硬盘--逻辑磁盘（物理卷）--逻辑卷（LUN）--文件系统

      • 存储侧形成文件系统

• 非虚拟化

  • FusionStorge

    • 物理硬盘--逻辑磁盘（物理卷）--逻辑卷

华为虚拟化产品的存储架构

• 存储资源

  • 真实的物理存储硬件

    • IP SAN(存储IP,管理IP)
    • FC SAN(存储IP)
    • FusionStorge(管理IP)

• 存储设备

  • 物理存储硬件的逻辑管理单元

    • 共享目录
    • LUN
    • 资源池

• 数据存储

  • 存储设备的逻辑管理单元

    • 承载虚拟机磁盘
    • 承载文件存储
    • 承载虚拟机磁盘快照管理

  • 类型

    • 虚拟化

      • SAN， NAS ，本地硬盘

    • 非虚拟化

      • FusionStorge

    • 裸设备映射

      • SAN

  • 注意事项

    • 数据存储和存储设备

      • 数据存储必须创建在指定的存储设备上
      • 一个存储设备只能创建或接入某一个数据存储
      • 存储设备必须被添加为数据存储才能被使用
      • 数据存储的大小依赖于存储设备的大小

    • 数据存储与主机

      • 数据存储必须关联主机才能为主机提供资源
      • 一个数据存储可关联多个主机，一个主机可使用多个数据存储

  • 扩容方式

    • 对已接入的存储设备进行扩容
    • 新加一个的存储设备

  • 性能比较

    • 裸设备映射>非虚拟化>虚拟化

  • 功能比较

    • 虚拟化>非虚拟化>裸设备映射

华为虚拟化磁盘的特征

• 类型

  • 普通

    • 一个磁盘只能给一台虚拟机使用

  • 共享

    • 一个磁盘可给多台虚拟机使用

• 配置模式

  • 普通

    • 立即分配相应的容量并置零

  • 普通延迟置零

    • 立即分配相应的容量但写入时才置零

  • 精简

    • 先分配最小容量后续拓展容量时再置零

• 创建速度比较

  • 精简>普通延迟置零>普通

• 性能比较

  • 普通>普通延迟置零>精简

• 虚拟机模板格式

  • OVF

    • .ova 虚拟机配置文件
    • .vhd 虚拟机磁盘文件

  • OVA

    • .ova 虚拟机磁盘文件+配置文件