服務器、網絡、存儲設備術語

一、服務器

1.HBA卡

主機總線適配器是網絡與交換,是能插入計算機或大型主機的板卡。光纖通道HBA(Host Bus Adapter)卡是將主機接入FC網絡必不可少的設備。國內在光纖通道HBA卡的研發上還尚未成熟,少數的設計方案也僅停留在實驗室階段,且大多用於存儲,只能完成普通幀的收發。

1.1概念

能插入計算機、服務器或大型主機的板卡,通過光纖信道或SCSI把計算機連接到存儲器或存儲器網。主機總線適配器(Host Bus Adapter,HBA)是一個在服務器和存儲裝置間提供輸入/輸出(I/O)處理和物理連接的電路板或集成電路適配器。因爲HBA減輕了主處理器在數據存儲和檢索任務的負擔,它能夠提高服務器的性能。一個HBA和與之相連的磁盤子系統有時一起被稱作一個磁盤通道。

  • "FC網卡:一般也叫光纖網卡,學名Fibre ChannelHBA。傳輸協議爲光纖通道協議,一般通過光纖線纜與光纖通道交換機連接。接口類型分爲光口和電口。光口一般都是通過光纖線纜來進行數據傳輸,接口模塊一般爲SFP(傳輸率2Gb/s)和GBIC(1Gb/s),對應的接口爲SC和LC。電口的接口類型一般爲DB9針或HSSDC。
  • "ISCSI網卡:學名ISCSI HBA,傳輸ISCSI協議,接口類型與以太網卡相同。
      大家說的“光纖網卡”一般是指FC HBA卡,插在服務器上,外接存儲用的光纖交換機;而光口的以太網卡一般都叫做“光纖以太網卡”,也是插在服務器上,
      不過它外接的是帶光口的以太網交換機。

1.2樣圖

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2.SCSI(小型計算機系統接口)

Small Computer System Interface
是一種用於計算機及其周邊設備之間(硬盤、軟驅、光驅、打印機、掃描儀等)系統級接口的獨立處理器標準。SCSI標準定義命令、通信協議以及實體的電氣特性(換成OSI的說法,就是佔據物理層、鏈接層、套接層、應用層),最大部分的應用是在存儲設備上(例如硬盤、磁帶機);但,其實SCSI可以連接的設備包括有掃描儀、光學設備(像CD、DVD)、打印機……等等,SCSI命令中有條列出支持的設備SCSI周邊設備。理論上,SCSI不可能連接所有的設備,所以有“1Fh - unknown or no device type”這個參數存在。

2.1樣圖

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3.刀片服務器

刀片服務器是指在標準高度的機架式機箱內可插裝多個卡式的服務器單元,是一種實現HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服務器平臺,爲特殊應用行業和高密度計算環境專門設計。刀片服務器就像“刀片”一樣,每一塊“刀片”實際上就是一塊系統主板。
它們可以通過"板載"硬盤啓動自己的操作系統,如Windows NT/2000、Linux等,類似於一個個獨立的服務器,在這種模式下,每一塊母板運行自己的系統,服務於指定的不同用戶羣,相互之間沒有關聯。不過,管理員可以使用系統軟件將這些母板集合成一個服務器集羣。在集羣模式下,所有的母板可以連接起來提供高速的網絡環境,並同時共享資源,爲相同的用戶羣服務。在集羣中插入新的"刀片",就可以提高整體性能。而由於每塊"刀片"都是熱插拔的,所以,系統可以輕鬆地進行替換,並且將維護時間減少到最小。
這些刀片服務器在設計之初都具有低功耗、空間小、單機售價低等特點,同時它還繼承發揚了傳統服務器的一些技術指標,比如把熱插拔和冗餘運用到刀片服務器之中,這些設計滿足了密集計算環境對服務器性能的需求;有的還通過內置的負載均衡技術,有效地提高了服務器的穩定性和核心網絡性能。而從外表看,與傳統的機架式服務器/塔式服務器相比,刀片服務器能夠最大限度地節約服務器的使用空間和費用,併爲用戶提供靈活、便捷的擴展升級手段。
刀片服務器比機架式服務器更節省空間,同時,散熱問題也更突出,往往要在機箱內裝上大型強力風扇來散熱。此型服務器雖然空間較節省,但是其機櫃與刀片價格都不低,一般應用於大型的數據中心或者需要大規模計算的領域,如銀行電信金融行業以及互聯網數據中心等。
刀片式服務器已經成爲高性能計算集羣的主流,在全球超級500 強和國內100 強超級計算機中,許多新增的集羣系統都採用了刀片架構。由於採用刀片服務器可以極大減少所需外部線纜的數量,可以大大降低由於線纜連接故障帶來的隱患,提高系統可靠性。

3.1樣圖

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二、網絡

三、存儲

塊存儲、文件存儲、對象存儲的理解

存儲方式 技術實現 優勢 劣勢 代表作
塊存儲 裸盤上劃分邏輯卷,邏輯卷格式化成任意文件系統 支持多種文件系統,傳輸速度快,提供硬件容錯機制 無法實現網絡共享 FC-SAN,iSCSI
文件存儲 在格式化的磁盤上存儲文件 提供網絡共享 網絡傳輸速度制約讀寫速度,分層目錄結構限制可擴展性 NFS,FAT,EXT3
對象存儲 以靈活可定製的對象爲存儲單元,元數據服務器提供快速併發尋址 讀寫速度較快的同時支持網絡共享,對象靈活定義 管理軟件的購買、使用和運維成本高 Swift

塊存儲

典型設備: 磁盤陣列,硬盤

1.磁盤陣列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID)

磁盤陣列是由很多塊獨立的磁盤,組合成一個容量巨大的磁盤組,利用個別磁盤提供數據所產生加成效果提升整個磁盤系統效能。利用這項技術,將數據切割成許多區段,分別存放在各個硬盤上。
磁盤陣列還能利用同位檢查(Parity Check)的觀念,在數組中任意一個硬盤故障時,仍可讀出數據,在數據重構時,將數據經計算後重新置入新硬盤中。

1.1 概念

獨立磁盤冗餘陣列,是把相同的數據存儲在多個硬盤的不同的地方(因此,冗餘地)的方法。通過把數據放在多個硬盤上,輸入輸出操作能以平衡的方式交疊,改良性能。因爲多個硬盤增加了平均故障間隔時間(MTBF),儲存冗餘數據也增加了容錯。

1.2 功能

RAID技術主要有以下三個基本功能:
(1)通過對磁盤上的數據進行條帶化,實現對數據成塊存取,減少磁盤的機械尋道時間,提高了數據存取速度。
(2)通過對一個陣列中的幾塊磁盤同時讀取,減少了磁盤的機械尋道時間,提高數據存取速度。
(3)通過鏡像或者存儲奇偶校驗信息的方式,實現了對數據的冗餘保護。

1.3 分類

磁盤陣列其樣式有三種,一是外接式磁盤陣列櫃、二是內接式磁盤陣列卡,三是利用軟件來仿真。

1.4 優缺點

  • 優點
    提高傳輸速率。RAID通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數據來大幅提高存儲系統的數據吞吐量(Throughput)。在RAID中,可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數據,而這些磁盤驅動器在邏輯上又是一個磁盤驅動器,所以使用RAID可以達到單個磁盤驅動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因爲當時CPU的速度增長很快,而磁盤驅動器的數據傳輸速率無法大幅提高,所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最後成功了。
    通過數據校驗提供容錯功能。普通磁盤驅動器無法提供容錯功能,如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環冗餘校驗)碼的話。RAID容錯是建立在每個磁盤驅動器的硬件容錯功能之上的,所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有較爲完備的相互校驗/恢復的措施,甚至是直接相互的鏡像備份,從而大大提高了RAID系統的容錯度,提高了系統的穩定冗餘性。

  • 缺點
    RAID0沒有冗餘功能,如果一個磁盤(物理)損壞,則所有的數據都無法使用。
    RAID1磁盤的利用率最高只能達到50%(使用兩塊盤的情況下),是所有RAID級別中最低的。
    RAID0+1以理解爲是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 0+1可以爲系統提供數據安全保障,但保障程度要比 Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。

1.5 RAID級別

  • RAID 0
    RAID 0是最早出現的RAID模式,即Data Stripping數據分條技術。RAID 0是組建磁盤陣列中最簡單的一種形式,只需要2塊以上的硬盤即可,成本低,可以提高整個磁盤的性能和吞吐量。RAID 0沒有提供冗餘或錯誤修復能力,但實現成本是最低的。
  • RAID 1
    RAID 1稱爲磁盤鏡像,原理是把一個磁盤的數據鏡像到另一個磁盤上,也就是說數據在寫入一塊磁盤的同時,會在另一塊閒置的磁盤上生成鏡像文件,在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修復性上,只要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用,甚至可以在一半數量的硬盤出現問題時系統都可以正常運行,當一塊硬盤失效時,系統會忽略該硬盤,轉而使用剩餘的鏡像盤讀寫數據,具備很好的磁盤冗餘能力。雖然這樣對數據來講絕對安全,但是成本也會明顯增加,磁盤利用率爲50%,以四塊80GB容量的硬盤來講,可利用的磁盤空間僅爲160GB。另外,出現硬盤故障的RAID系統不再可靠,應當及時的更換損壞的硬盤,否則剩餘的鏡像盤也出現問題,那麼整個系統就會崩潰。更換新盤後原有數據會需要很長時間同步鏡像,外界對數據的訪問不會受到影響,只是這時整個系統的性能有所下降。因此,RAID 1多用在保存關鍵性的重要數據的場合。
  • RAID0+1
    從RAID 0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結合體。在我們單獨使用RAID 1也會出現類似單獨使用RAID 0那樣的問題,即在同一時間內只能向一塊磁盤寫入數據,不能充分利用所有的資源。爲了解決這一問題,我們可以在磁盤鏡像中建立帶區集。因爲這種配置方式綜合了帶區集和鏡像的優勢,所以被稱爲RAID 0+1。把RAID0和RAID1技術結合起來,數據除分佈在多個盤上外,每個盤都有其物理鏡像盤,提供全冗餘能力,允許一個以下磁盤故障,而不影響數據可用性,並具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區集至少4個硬盤。

1.6樣圖

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2.存儲卷

2.1. 卷類型
卷(通常也稱之爲盤或者分區)是我們使用的對於文件管理的基本容器單位,按照其功能,主要有:生產卷、鏡像卷、快照卷、克隆卷、拷貝卷、複製卷。
2.1.1. 生產卷
生產卷:一般指客戶直接用於做數據存儲和應用的原始卷。
2.1.2. 鏡像卷
鏡像卷:一般指生產卷的實時的數據拷貝而產生的卷,鏡像卷的數據始終和生產卷是一致的,只要生產卷數據有變化,鏡像卷就隨之而變。
2.1.3. 快照卷
快照卷:一般指生產卷的一個歷史副本,它具有完整的數據,主要用於數據備份和恢復,一般來說,快照卷是隻讀的。
2.1.4. 克隆卷
克隆卷:一般指快照卷的一份數據的完整性拷貝,用戶可以在克隆捲上另起一個分支進行讀寫。
2.2. 卷管理
2.2.1. LVM
LVM最初是運行在Linux系統中的一種實現,後來又被廣泛的應用到AIX和HPUX系統上。LVM是在磁盤分區和文件系統之間添加的一個邏輯層,來爲文件系統屏蔽下層磁盤分區佈局,提供一個抽象的盤卷,在盤捲上建立文件系統。通過它最終形成的LV,它的大小可以隨時變更。LVM操作非常的簡單,創建PV,將PV加入VG,在VG中創建LV,然後就可以格式化LV來使用了。
2.2.2. VxVM
VxVM是Veritas公司開發的一個高級卷管理軟件,目前支持RAID0、RAID1、RAID01和RAID5四種RAID模式,支持動態擴大和縮小卷容量。
2.2.3. LDM
LDM是微軟在win2000之後的操作系統中引入的動態磁盤的概念後,和Veritas合作開發的一種卷管理軟件。

3.存儲池

存儲池是 Data Protection Manager (DPM) 服務器在其中存儲副本、卷影副本和傳輸日誌的一組磁盤。
您必須向存儲池添加至少一個磁盤纔可開始保護數據。添加到存儲池的磁盤應是空的。爲了準備數據保護,DPM 重新格式化磁盤並擦除磁盤上的任何數據。
DPM 服務器必須安裝至少兩個磁盤,一個專用於啓動、系統和 DPM 安裝文件,而另一個專用於存儲池。在 DPM 環境中,"磁盤"是指在 Windows 磁盤管理工具中顯示爲磁盤的任何磁盤設備。DPM 不會將含有啓動文件、系統文件或 DPM 安裝的任何組件的任何磁盤添加到存儲池

MAC地址

(英語:Media Access Control Address)直譯爲媒體存取控制位址,也稱爲局域網地址(LAN Address),MAC位址,以太網地址(Ethernet Address)或物理地址(Physical Address),它是一個用來確認網絡設備位置的位址。在OSI模型中,第三層網絡層負責IP地址,第二層數據鏈路層則負責MAC位址。MAC地址用於在網絡中唯一標示一個網卡,一臺設備若有一或多個網卡,則每個網卡都需要並會有一個唯一的MAC地址

MAC地址簡介

MAC地址也叫物理地址、硬件地址,由網絡設備製造商生產時燒錄在網卡(Network lnterface Card)的EPROM(一種閃存芯片,通常可以通過程序擦寫)。IP地址與MAC地址在計算機裏都是以二進制表示的,IP地址是32位的,而MAC地址則是48位的。
MAC地址的長度爲48位(6個字節),通常表示爲12個16進制數,如:00-16-EA-AE-3C-40就是一個MAC地址,其中前6位16進制數00-16-EA代表網絡硬件製造商的編號,它由IEEE(電氣與電子工程師協會)分配,而後6位16進制數AE-3C-40代表該製造商所製造的某個網絡產品(如網卡)的系列號。只要不更改自己的MAC地址,MAC地址在世界是惟一的。形象地說,MAC地址就如同身份證上的身份證號碼,具有唯一性

未完待續。。。

引用
[1] 胖墩哥 https://www.cnblogs.com/jimlau/p/11926282.html
[2] 百度百科
圖片來源網絡

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