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(共19张PPT)
项目3
DAS服务器配置与管理
数据存储技术与应用
主编：崔升广
CONTENTS
CONTENTS
01
项目陈述
02
必备知识
03
项目实施
项目3 DAS服务器配置与管理
随着社会对信息存储需求的不断加速，使得存储容量飞速增长，网络存储作为一种广泛的服务，用户除了对其要求提供海量储存容量外，还对包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力、数据安全性等多个方面提出要求。存储技术的水平逐渐成为一种可量化的，影响系统和网络性能的关键因素，它的优劣直接影响到整个系统能否正常运行。因此，近年来存储行业逐渐成为IT业界最热门的领域之一。本章讲解DAS技术基础知识、RAID磁盘阵列、RAID数据保护LUN虚拟化以及磁盘及磁盘分区等相关理论知识，项目实践部分讲解基本磁盘的配置与管理、动态磁盘的配置与管理以及存储池的配置与管理等相关知识与技能。
3.1 项目陈述
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.1 DAS技术基础知识
3.2.2 RAID磁盘阵列
3.2.3 RAID数据保护
3.2.4 LUN虚拟化
3.2.5 磁盘及磁盘分区
3.2 必备知识
项目3 DAS服务器配置与管理
存储是一种为数据提供稳定、非易失、可靠的保存数据的基础设施的总称。而网络存储技术，就是以互联网为载体实现数据的传输与存储，它采用面向网络的存储体系结构，使数据处理和数据存储分离。它通过网络连接服务器和存储资源，消除了不同存储设备和服务器之间的连接障碍；提高了数据的共享性、可用性、可扩展性和管理性。
目前网络存储架构中，普遍使用的有直连式存储（Direct Attached Storage，DAS）、网络附属存储（Network Attached Storage，NAS）、存储区域网络（Storage Area Network，SAN）和因特网小型计算机系统接口（Internet Small Computer System Interface，iSCSI），又称为IP-SAN，是一种基于因特网及SCSI-3协议下的存储技术。
1．直连式存储DAS
（1）内置存储。
（2）外置存储。
3.2.1 DAS技术基础知识
项目3 DAS服务器配置与管理
2．DAS的优点
DAS 适用于对存储容量要求不高、服务器数量很少的中小型局域网，其主要优点在于存储容量扩展的操作非常简单，投入的成本少。
（1）DAS能实现大容量存储。 （2）实现了应用数据和操作系统的分离。
（3）提高存取性能。 （4）实施简单。
（5）本地数据供给优势明显，系统可靠性高，针对小型环境部署简单。
（6）系统复杂度较低，成本少而见效快，系统效益高。
3．DAS的缺点
DAS存储方式实现了机内存储到存储子系统的跨越，但其也存在很多局限性：
（1）扩展性差。 （2）浪费资源。
（3）管理分散。 （4）异构化严重。
（5）数据备份问题。
3.2.1 DAS技术基础知识
项目3 DAS服务器配置与管理
4．DAS的适用环境
无论直连式存储还是服务器主机从一台扩展为多台服务器组成的群集（Cluster），又或是存储阵列容量的扩展，都存在业务系统停机的可能，从而给企业带来经济损失的风险，这对于银行、电信等行业的7x24小时服务的关键业务系统，这是不可接受的。因此，DAS常应用于以下环境。
（1）企业仅有若干台服务器，且数据中心投资较少的非关键业务系统。
（2）存储系统必须被直接连接到应用服务器上时。
（3）服务器在地理分布上很分散，通过SAN（存储区域网络）或NAS（网络直接存储）在它们之间进行互连非常困难时。
3.2.1 DAS技术基础知识
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.2 RAID磁盘阵列
独立磁盘冗余阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）通常简称为磁盘阵列。简单地说，RAID是由多个独立的高性能磁盘驱动器组成的磁盘子系统，提供了比单个磁盘更高的存储性能和数据冗余技术。
在传统的计算机存储系统中，存储工作通常是由计算机内置的磁盘来完成的，采用这种内置存储方式容易引起性能、容量扩展性、可靠性等方面的问题。
（1）不利于扩容，
（2）不利于资源共享，数据存在于不同服务器挂接的磁盘上，不利于共享和备份。
（3）影响业务连续性
（4）可靠性低，
（5）存储空间利用率低，
（6）内置存储直接通过总线与内存相连，占用总线资源，影响主机性能。
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.2 RAID磁盘阵列
RAID 技术的优势主要体现在三个方面。
（1）将多个磁盘组合成一个逻辑盘组，以提供更大容量的存储；
（2）将数据分割成数据块，由多个磁盘同时进行数据块的写入/读出，以提高访问速度；
（3）通过数据镜像或奇偶校验提供数据冗余保护，以提高数据安全性。
实现RAID主要有两种方式：软件RAID和硬件 RAID。
（1）基于软件的RAID技术。
（2）基于硬件的RAID技术。
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.2 RAID磁盘阵列
1．RAID中的关键技术
RAID技术除了可以提供大容量的存储空间，还可以提高存储性能和数据安全性。那么它如何能在提高读写性能的同时保证数据安全性呢？主要原因在于RAID采用了数据条带化这一高效数据组织方式以及奇偶校验这一数据冗余策略。
（1）镜像。
（2）数据条带。
（3）数据校验。
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.2 RAID磁盘阵列
2．常见的RAID类型
（1）RAID0。
（2）RAID1。
（3）RAID3。
（4）RAID5。
（5）RAID6。
（6）RAID01。
（7）RAID10。
（8）RAID50。
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.2 RAID磁盘阵列
3．RAID容量计算
RAID0：N块盘组成，逻辑容量为N块盘容量之和；
RAID1：2N块盘组成，逻辑容量为N块盘容量；
RAID3：N块盘组成，逻辑容量为N-1块盘容量；
RAID5：N块盘组成，逻辑容量为N-1块盘容量之和；
RAID6：N块盘组成，逻辑容量为N-2块盘容量之和；
RAID10：2N块盘组成，逻辑容量为N块盘容量之和；
RAID50：假每个RAID5由N块盘组成，共有M个RAID5组成该RAID50，则逻辑容量为(N-1)*M块盘容量之和。
4．常用RAID级别的比较
项目3 DAS服务器配置与管理
RAID 通过使用多磁盘并行存取数据来大幅提高数据吞吐率；另外，通过数据校验，RAID可以提供容错功能，提高存储数据的可用性。目前，RAID已成为保障存储性能和数据安全性的一项基本技术。
1．热备盘
2．预拷盘
3．失效重构
4．RAID状态
3.2.3 RAID数据保护
项目3 DAS服务器配置与管理
3.2.4 LUN虚拟化
RAID 技术的设计初衷是将儿块小容量廉价的磁盘组合成一个大的逻辑磁盘给大型机使用。随着磁盘技术的不断发展，单个磁盘的容量不断增大，组建RAID的目的就不限于构建一个大容量的磁盘，而是利用并行访问技术和数据编码方案来分别提高磁盘的读写性能和数据安全性。目前，单个磁盘容量已经较大，多个磁盘组建的RAID磁盘组容量则更大，此时，大容量的一个磁盘阵列，是映射给一台主机使用还是共享给多台主机？如果把整个 RAID 组作为一个逻辑单元映射给一台主机使用，就有可能造成存储资源的浪费，因为不是所有的主机都需要如此大的存储空间。如果通过增减阵列成员磁盘的方式适应主机存储空间的需求，那么会造成两种消极影响。
（1）影响阵列整体的存储性能，因为磁盘数目过少性能将得不到很好的提升，磁盘数目过多故障率会越高，失效重构会影响用户响应性能；
（2）影响存储空间的利用率，增减磁盘意味着存储容量调整粒度是单个磁盘容量，主机可能只使用一小部分空间，造成存储空间的闲置和浪费。
项目3 DAS服务器配置与管理
磁盘根据使用方式可以分为两类：基本磁盘和动态磁盘。按照磁盘的分区机制可分为 MBR磁盘和GPT磁盘。
1．基本磁盘
2．动态磁盘
3．MBR磁盘
4．GPT磁盘
5．磁盘分区格式
3.2.5 磁盘及磁盘分区
项目3 DAS服务器配置与管理
3.3 项目实施
3.3.1 基本磁盘的配置与管理
3.3.2 动态磁盘的配置与管理
3.3.3 存储池的配置与管理
项目3 DAS服务器配置与管理
3.3.1 基本磁盘的配置与管理
本案例使用在VMware虚拟机上安装Windows Server 2019操作系统。
1．磁盘的安装与初始化
2．新建主分区和逻辑分区
项目3 DAS服务器配置与管理
3.3.2 动态磁盘的配置与管理
RAID技术产生的初衷主要是为大型服务器提供高端的存储功能和冗余的数据安全。在系统中，RAID被看作是由多个硬盘组成的（最少2块）一个逻辑分区，它通过在多个硬盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量，由于在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，因此大大提高了RAID系统的容错度，同时也提高了系统的稳定冗余性。
1．简单卷的建立与扩展
2．跨区卷的创建
3．带区卷（RAID0）的创建
4．镜像卷（RAID1）的创建
5．RAID5卷的创建
6．RAID5卷的故障修复
项目3 DAS服务器配置与管理
3.3.3 存储池的配置与管理
在服务器上创建存储池，将3块60GB磁盘全部安装到存储服务器并进行初始化磁盘，将新磁盘进行“联机”和“初始化”，并将磁盘设置为基本磁盘。
1．存储服务器磁盘的池化配置与管理
2．创建简单逻辑磁盘
3．创建镜像逻辑磁盘
4．逻辑磁盘扩容
5．RAID10磁盘的创建

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