课程名称：HCIA-Storage V4.5 华为认证存储工程师在线课程
1、存储技术趋势
1.1数据、信息与数据存储
1、数据包括：结构化数据、半结构化数据、非结构化数据。
结构化数据：可以使用关系形数据库来表示和存储的数据。二维表格。
半结构化数据：用分割语义符号、元素、标记对其中的内容进行分段。HTML语言。
非结构化数据：图像、视频等。
2、数据处理周期：输入、处理、输出。
3、数据=信息+数据冗余；数据进行加工处理后=信息。
数据：气象数据和卫星影像资料等。——>信息：天气预报。
4、信息生命周期管理：数据创建、保护、访问、迁移、归档、销毁。
5、数据存储系统：存储硬件、存储软件、解决方案。
存储硬件：存储设备；连接设备。
存储设备：磁盘阵列、磁带库、虚拟磁带库；连接设备：HBA卡、交换机、连接线缆。
存储软件：存储管理软件、快照镜像、备份、多路径软件。
解决方案：容灾、备份解决方案。
6、存储的物理结构
主机——存储网络交换设备——存储系统
存储系统：控制器前端板卡——缓存——控制器后端板卡——存储连接件——硬盘。
主机——NAS网关
1.2存储技术的发展
1、架构的发展
硬盘在服务器内部：CPU-RAM/硬盘；早期外接存储：服务器-JBOD；存储阵列：服务器-存储阵列（控制器+磁盘柜）。
分布式存储：通过软件将物理资源组织起来构成高性能存储逻辑池。
存储虚拟化：将不同存储设备进行抽象，以逻辑资源池的方式呈现，统一提供全面存储服务。
云存储：使用高度虚拟化的多租户基础设施为企业提供可扩展的存储资源，根据组织的要求动态配置。
2、介质的发展
机械硬盘、闪存硬盘。
3、接口协议的发展
硬盘接口：硬盘与主机间的连接部件。硬盘缓存<——>主机内存（服务器中的硬盘）；硬盘与控制器间连接（存储设备中）。
接口协议：信息交换接口遵从的通信方式和要求。
主机和存储设备的接口协议：FC、以太网、NVMe-oF（与全闪存匹配，将NVMe协议扩展）。
硬盘的接口协议：机械硬盘：SAS、SATA，固态硬盘：基于PCIe接口的NVMe协议。
NVMe协议：SSD控制器的接口标准，控制器CPU<—（PCIe接口）—>SSD；
NVMe-oF：将存储设备接入主机网络，主机<——>存储设备。
1.3存储产品的发展趋势
2、智能存储系统
2.1智能存储组件
1、控制框
一个控制框内两个控制器（双控）、内含电池，意外断电，电池可以支持控制器将cache中没有来得及写入的数据存放到指定硬盘。
盘控一体、盘控分离、整机柜。U=4.45cm
控制器中CPU+cache，共同实现对来自主机系统IO请求的操作，和对磁盘阵列的RAID管理。
2、硬盘框
3、级联模块
级联模块通过级联端口，连接控制框/硬盘框。
设备线缆：SAS线缆、AOC线缆-PCIe接口、光纤-<FC HBA卡-光纤交换机/存储>等等.
4、硬盘
尺寸分类：2.5英寸、3.5英寸；接口类型：SAS SATA FC NVMe；硬盘实现：机械硬盘；固态硬盘。
影响硬盘性能的因素：转速（连续IO吞吐量，首要）、寻道速度（随机IO性能，首要）、单碟容量（间接）、接口速度（最不重要）。
平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间；数据传输速率：内部传输速率+外部（接口传输率）。
IOPS：每秒的输入输出量（读写次数）。
并行传输（快、短距离）、串行传输（更好√）
硬盘接口技术：
用于ATA指令：IDE接口、串行ATA（SATA）接口
用于SCSI指令：并行SCSI接口、串行SCSI（SAS）接口、FC接口。SAS向下兼容SATA。
固态硬盘：flash存储技术；SLC-1bit、MLC-2bit、TLC-3bit、QLC-4bit。
5、接口模块
以太网口：1/10/40/100GE接口模块；25/100Gb RDMA接口模块；SAS级联模块；PCIe接口模块；infiniband接口模块；FC接口模块；FCoE接口模块。
2.2RAID技术
RAID：独立磁盘冗余阵列。多个独立物理硬盘组成一个逻辑硬盘。
RAID0：数据条带化、无校验；RAID1：数据镜像、无校验；RAID5：数据条带化、分布式校验（1块）；RAID6：数据条带化、分布式校验（2块）；RAID10：先镜像，再条带；RAID2.0+。
2.3常用的存储协议
1、SCSI协议；iSCSI：基于IP网络的SCSI；FC协议，FC主机总线适配器，即FC HBA卡；FCoE协议：在增强型无损以太网设施上传输光纤信道信号功能的协议。（以太网的物理层，FC的网络层）
SAS协议：串行SCSI标准，SAS速率：24/48Gb/S；SATA协议：串行ATA。
PCIe：是接口形态和总线标准；NVMe协议：为PCIe SSD定制的标准接口协议；
NVMe-oF；
2、RDMA：远程直接内存访问，通过网络在两个服务器的应用软件之间搬运缓冲区里的数据的方法。
RDMA承载网络，最早在infiniband，移植到传统的以太网就是RoCE/iWARP；RoCE v1：以太网链路层、IB网络层、IB传输协议；RoCE v2：以太网链路层、UDP/IP层、IB传输协议；iWARP：以太网链路层、TCP/IP层、iWARP协议。
IB：infiniband，针对服务器端的连接，服务器与服务器（复制、分布式）、服务器与存储设备（SAN和直接存储附件）、服务器和网络之间（LAN、Internet）的通信。
3、CIFS协议：基于网络的共享协议。（Windows系统）；NFS协议：网络文件系统。（Linux系统）；NDMP协议：网络数据管理协议。专门为NAS设备的数据备份系统设计的协议。
2.4存储架构演变
单控-双控-多控-分布式。
逻辑磁盘以LUN的形式呈现给主机。
双控制器：控制器A/B冗余，两个控制器有各自的lun，当对方故障，自动接管所有LUN。Active-Standby：只有一个控制器运行业务；Active-Active：两个控制器都在运行业务。
存储系统扩展方式：scale-up纵向扩展；scale-out横向扩展：PCIE scale-out、IP scale-out
2.5存储网络架构
DAS：直连式存储；NAS：网络附加存储（CIFS、NFS、FTP 、HTTP协议）；IP SAN：网卡+启动器软件、TOE网卡+启动器软件、iSCSI HBA卡；FC SAN：FC HBA卡；分布式存储组网。
2.6华为智能存储产品介绍
全闪存存储：固态存储介质，Ocean Storage Dorado系列。
混合闪存存储：SSD+HDD，Ocean Storage系列。
分布式存储：通过分布式技术组成大规模存储资源池。
3、存储中常用的高级技术
3.1存储资源调优相关技术
1、自动精简（HW：SmartThin）
逻辑虚拟空间创建Thin LUN，不会预先分配存储空间，无需停机扩容。Thin LUN-映射表-pool。
2、自动数据分层/（HW：智能数据分级SmartTier）
自动将不同活跃的数据和不同特点的存储介质动态匹配。监控-分析-迁移。
智能Qos/（HW：智能服务质量控制SmartQoS）
通过动态地分配存储系统的资源来满足某些应用程序的特定性能目标。I/O优先级调度、I/O流量控制。
重删/（HW：重复数据删除SmartDedupe）
数据缩减技术，通过删除存储系统中的冗余数据库，减少数据占用的物理存储容量。在线重删：写入前重删；相似度重删，先写入数据，空闲时再重删。
压缩/（HW：数据压缩SmartCompression）
通过对数据进行重新组织，缩减数据量以减少存储空间。在线压缩：写入前压缩；后压缩，先写入数据，空闲时再压缩。
（HW：LUN迁移SmartMigration）
不中断主机业务的情况下实现源LUN业务完整迁移到目标LUN上。业务数据同步+LUN信息交换，
（HW：分裂SmartMigration）
针对单个pair，源LUN和目标LUN停止业务数据同步后开始进行LUN信息交换，后解除数据迁移关系。
3.2存储数据保护技术与应用
1、快照（HW：HyperSnap）
指源数据在某个时间点的一致性数据副本。
级联快照：快照的快照，包含快照写过的数据。
跨级回滚：相同源卷的快照之间（包括源卷），可以回滚没有层级约束。
2、克隆（HW：HyperClone）
创建特定时间点的源LUN的全量的数据副本。
3、远程复制（HW：远程复制HyperReplication）
两个数据中心互为主备关系，生产中心复制到灾备中心。
4、双活（HW：HyperMetro）
两个数据中心互为备份且同时处于工作状态，当一个数据中心发生故障时，业务自动切换到另一个数据中心。
4存储业务连续性解决方案
1. 备份与容灾之间有什么区别和联系?
2. 存储备份解决方案网络有哪些？
3. 存储容灾架构有哪些?
