Transcript SAN的優點

雙核心 CPU結構
多核心(multi-core)
 單一運算的處理器擁有多個能獨立執行的計算單元，
有雙核心、四核心和六核心等之處理器
多層次快取(multi-level cache)
 快取是儲存最近CPU自記憶體所讀取的小塊資料，可
加速下次所需的近端高速儲存記憶體。多層次快取則
有多個階層快取的設計，如L1, L2和L3。存取快取時，
會依序由L1提取，如果沒有會找L2，依此類推。快取
越大，延遲就越大，因此快取大小成相反順序，L3 >
L2 > L1。各核心擁有獨立的L1快取，但L2快取則共享，
L3快取通常不在CPU內，其速度仍然比記憶體快
執行緒(thread of execution)
 執行緒是程序(process)中最小單元的程式，由程序所
「fork」出來，而由作業統排程。程序中多個執行緒
可共享程序中的資源，如指令或變數等參數值。各執
行緒是透過分時多工的機制排程
磁碟陣列(Redundant Array
Inexpensive Disk, RAID)
 將多顆相同介面的高速硬碟，如SCSI硬碟，以特殊的
管理控制介面，組成一個大容量和安全性高的整合性
邏輯磁區，並達到冗餘目的的技術稱為磁碟陣列
(Redundant Array Inexpensive Disk, RAID)。常用於需要
大量資料空間的伺服器，如檔案或資料庫伺服器，
RAID架構可同時存取多台硬碟，加快存取速度並提供
容錯的功能
小型電腦系統介面(Small
Computer System Interface, SCSI)
 使用於電腦於周邊裝置連接的介面獨立處理器標準，
周邊裝置可為磁碟、印表機或CD等，主要使用於硬碟
的連接。SCSI對於各種周邊裝置有其控制傳輸命令，
且SCSI隨著演進有SCSI-1、SCSI-2和SCSI-3平行排線傳輸，
Ultra Wide SCSI 16位元的排線傳輸速度可達40 MB/s，
而Ultra-640的16位元排線傳輸則達640 MB/s。最新延
續SCSI-3發展的介面為序列SCSI，即SAS，可與SATA相
容，傳輸速度可達600 MB/s
條狀資料分佈和資料切割
RAID 0
Block 1
Block 2
Block 3
區塊資料
Block 4
Block 5
Block 6
分開
Block 1
Block 2
Block 3
Block 4
Block 5
Block 6
disk 1
disk 2
disk 3
平行儲存
磁碟
RAID 1
Block 1
Block 2
Block 3
區塊資料
Block 4
Block 5
Block 6
Block 1
Block 2
Block 3
Block 4
Block 5
Block 6
disk 1
disk 2
disk 3
Block 1
Block 2
Block 3
Block 4
Block 5
Block 6
disk 4
disk 5
disk 6
磁碟
映
射
複
製
RAID 5
修復運算：XOR
 相同位元經XOR運算其值為0，不相同位元的XOR運
算其值為1
 1 xor 1 = 0 xor 0 = 0； 1 xor 0 = 0 xor 1 = 1
RAID 5 的修復機制
Block 1
Block 1
Block 2
Block 2
Block 3
Block 3
Block 4
Block 4
Block 5
Block 5
Block 6
Block 6
Block 1
Block 2
Block 1
Block 3
Block 3
Block 2
Block 4
Block 4
Block 5
Block 5
Block 6
Block 6
disk 1
disk 2
disk 3
Block 1
Block 2
Block 1
Block 3
Block 3
Block 2
Block 4
Block 4
Block 5
Block 5
Block 6
Block 6
disk 1
disk 2
disk 3
1. 正常運作環境下
2. 磁碟損壞
Block 1
Block 1
Block 2
Block 2
Block 3
Block 3
Block 4
Block 4
Block 5
Block 5
Block 6
還原
3,4
XOR
Block 6
XOR
還原
2,6
Block 1
Block 2
Block 1
Block 3
Block 3
Block 2
Block 4
Block 4
Block 5
Block 5
Block 6
Block 6
disk 1
disk 2
disk 3
3. 取代損壞硬碟後回復資料
Block 1
Block 2
Block 1
Block 3
Block 3
Block 2
Block 4
Block 4
Block 5
Block 5
Block 6
Block 6
disk 1
disk 2
disk 3
4. 恢復正常運作
RAID Level 特性綜合
RAID 0
RAID 1
RAID 5
100 %
50 %
67% ~ 97%
(3 ~ 32 顆磁碟)
磁碟使用數量
n
n/2
n-1
最少安裝硬碟
1
2
3
系統容錯
No
Yes
Yes
寫入效能比較
高
中
低
資料儲存使用比率
刀鋒伺服器
刀鋒伺服器的優勢
 備援的元件；如電源、冷卻電扇等
 集中管理；透過遠端管理應用系統可監控整個刀鋒系
統的元件。
 伺服器群容易擴充；機箱內刀鋒插槽可依需求插入刀
鋒，如果機箱已滿可透過介面串接另一台機箱
 由於刀鋒伺服器省電省空間的特性，所以很多網路企
業公司利用它來做叢集或格網的運算架構，以代替昂
貴的大型伺服器。
 儲存系統可採用RAID或其他系統，如SAN或NAS。
企業應用管理系統
 企業資源規劃(Enterprise Resource Planning , ERP) 整
合機構內外部的管理資訊作業，包括財務、會計、製
造、銷售、供應鏈和客戶關係的管理等

 供應鏈管理(Supply Chain Management, SCM)
與
客戶需求有關的產品和服務之商業網路管理，亦即設
計和規劃、執行和控制供應鏈之活動

 客戶關係管理(Customer Relationship Management,
CRM)
管理企業與客戶和消費者互動之管理策略
大型伺服器
大型伺服器特性
 對稱式多重處理器(Symmetric Multi-Processing, SMP)
的架構，這些相同的處理器擁有共通的記憶體、I/O子
系統和作業系統，每一顆處理器可以隨意讀取記憶體
內的任何資料，並執行任何工作。
 伺服器有動態領域(dynamic domain)的資源配置設計
，或處理器分割(processor partition)的方式，將數個
處理器劃分群組，虛擬化出多個伺服系統，每個伺服
系統各有其獨立的作業系統，線上組態記憶體配置、
I/O和儲存空間等資源。
OS
 UNIX
 Windows
 UNIX-Like : Linux ( Fedora, SUSE, Red Hat .. )
儲存技術
 DAS
 NAS
 SAN
DAS
SCSI排線
WEB伺服器
SCSI排線
LAN
FTP伺服器
FC光纖
DB伺服器
DAS存取堆疊
DAS優缺點
 DAS優點
 架構簡易，方便實施運作
 成本低廉， 安全性高
 維護和管理較容易

 DAS缺點
 資料共用時，資料取得需要經過LAN連接至該伺服器，透過應用系
統存取資料，這樣會提高伺服器的負載，影響伺服器，也造成區域
網路內傳輸的負擔
 要共用儲存空間時，不同的伺服器其DAS空間的配置不同，性質相
異，會造成容量太多或不足
 由於儲存空間不易共用，延展性差
 DAS儲存器會因作業系統相異，或銷售商的不同，安裝的軟體或韌
體等因素，而需要特別關注安裝程序
NAS
用戶端
WEB伺服器
LAN/WAN
用戶端
DB伺服器
用戶端
NAS儲存系統
NAS存取堆疊
NAS存取協定
 NAS是檔案層次存取的儲存裝置，對於兩種不同平台所使用的檔案系
統，UNIX和Windows，NAS支援兩種存取協定，網路檔案系統(NFS)
和共通Internet檔案系統(CIFS)。
 NFS
 客戶端透過遠端程序呼叫(Remote Procedure Call, RPC)，以得到
伺服器端的NFS服務埠號，再對NFS埠位址連線。客戶端透過NFS
相關指令可知道伺服器端開放的檔案系統，而將之附掛在近端來存
取檔案。
 CIFS
 原來的名稱為伺服器訊息區塊(Server Message Block, SMB)，此協
定主要用來分享網路節點間檔案、印表機和其他電腦資源，使用的
範疇多在Windows網路系統。
NAS優缺點
 NAS具有的優點有：
 高相容性； NAS的儲存裝置不屬於特定伺服器，能同時提供
Windows和UNIX檔案系統的儲存
 低成本且容易實施；NAS利用現有的Internet環境，實施既有的存取
協定，NFS/CIFS，企業很容易即可導入，無須再建置新的儲存基礎
建設
 標準性；NAS已有標準協定，可以在不同的作業系統下運作，相容
性高，適合於網路小資料量的傳輸

 NAS的缺點為：
 由於NAS使用LAN或WAN來傳送資料，因此存取速度與資料分享受
網路環境影響，如果資料存取頻繁且量大時，其效能將降低
 NAS不能擴充，隨著儲存空間需求的增加，如果沒有合宜的網路規
劃，上述的缺點將更加顯著
SAN
SAN存取堆疊
SAN存取協定
 SAN是區塊層次的存取，它有兩種存取技術：光纖通道和Internet
SCSI (iSCSI)。
 iSCSI
 iSCSI協定定義區塊資料在TCP/IP上收送，iSCSI支援Gigabit
Ethernet介面，所以具iSCSI介面的系統可直接連上Gigabit交換器或
路由器，所以SCSI的存取指令集可封裝在IP層內。
 FCIP
 利用IP網路存取FC 架構下的SAN，並互相連結FC SAN起來以支援
關鍵性任務。FC SAN結合IP網路以延伸SAN的存取距離。FCIP讓
SAN可跨越LAN和WAN。
FCIP架構
SAN的優缺點
 SAN的優點
 是any to any的架構，任一伺服器可與任一儲存裝置直接相連，任
何儲存裝置也可彼此相連，資料可分享且備份容易
 容易擴充延展，不需要伺服器等設備的停機與區域網路的調整，可
直接進行擴充
 儲存裝置雖分散各處，但卻集中管理，容易維護
 其架構本質具有負載平衡，高效率傳輸速度，適合存放需要運算的
資料

 SAN的缺點
 建置成本高，如需要新增介面、交換器設備，以及光纖基礎建設
 建置門檻高，建置費時及工程複雜高於NAS，需要具有相關知識的
人力支援及維護
企業的應用系統
資料庫管理系統
 資料庫管理系統(DataBase Management System, DBMS)是
一套軟體系統，它管理、定義及描述資料庫與應用程式間
的關聯，是資料庫系統的核心。DBMS建立在作業系統上
，可為多個使用者並依據其授權情況來分享資料。使用者
在授權的情況下可以透過SQL語言新增或刪除檔案，也可
以對檔案中的資料執行選取(select)、插入(insert)、更新
(update)與刪除(delete)等動作。DBMS的功能包括資料庫
的建立及維護、資料存取、定義和運作管理、組織和儲存
管理，以及效能優化等。
管理資訊系統
 管理資訊系統(management information system, MIS)
是一套能提供資訊以有效管理企業的軟體系統。MIS
用來管控企業組織內部與商務活動的程序，以解決人
員、產品和服務的問題，並提供企業運作的參考策略
。
 MIS是利用其他資訊系統所提供的企業營運資訊，分
析並提出報告，利用其專家系統(expert system)而達到
自動產生決策的相關資訊，或提供的數據足以讓決策
者提出策略。