Устройства хранения данных

Август 6, 2022

Главная
Информатика
Устройства хранения данных

Содержание

2. Архитектура файлового хранения 1/3 Классическая архитектура файлового хранения
3. Архитектура файлового хранения 2/3 I/O Subsystem – интерфейс между приложением и хранением File System – механизм
4. Архитектура файлового хранения 3/3 Class – обеспечивает и унифицирует специфику работы устройств: диски, ленты, оптические носители.
5. Слои абстракции доступа к данным Доступ к файловым данным Диспетчеры ввода-вывода ОС Доступ к файловым системам
6. Немного истории Сотрудники IBM грузят жесткий диск объемом 5 МБ, 1956 год. Железо предназначалось для первого
7. Иерархия подсистем хранения Непосредственно подключенные устройства СХД DAS СХД NAS СХД SAN SDS (Software-Defined Storage) Облачное
8. Аппаратное обеспечение хранения
9. Интерфейсы дисков PATA SCSI SAS NVMe
10. PATA ATA (Advanced Technology Attachment) или IDE (Integrated Drive Electronics) До 133 Мб/c НЕ актуален
11. SCSI SCSI (Small Computer System Interface) — представляет собой набор стандартов для физического подключения и передачи
12. SCSI
13. SCSI
14. SATA SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации SATA Revision 1.0 -
15. SATA последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE) SATA
16. SAS (Serial Attached SCSI) последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных устройств хранения данных, например, жёстких
17. SAS SAS-1 - 3.0 Gbit/s - 2004 SAS-2 - 6.0 Gbit/s - 2009 SAS-3 - 12.0
18. SAS vs SATA
19. SAS. Основные сущности Инициатор (Initiator) — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для целевых устройств и
20. Кеннет Хотон
21. HDD vs SDD Накопитель на жёстких магнитных дисках, (HDD, HMDD), жёсткий диск, винчестер — запоминающее устройство
22. HDD vs SSD
23. SSD SATA vs SSD SAS Потолок производительности SAS 6Gb при интенсивной нагрузке вполовину выше потолка SATA
24. NVMe NVM Express (NVMe, NVMHCI — от Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification)
25. NVMe
26. NWMe (в форм-факторе M.2)
27. NVMe
28. NVMe NVMe 1.1b —2014 NVMe 1.2 — 2014; для устройств потребительского класса: расширенное управление питанием и
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Архитектура файлового хранения 1/3
Классическая архитектура файлового хранения

Слайд 3

Архитектура файлового хранения 2/3
I/O Subsystem – интерфейс между приложением и

хранением
File System – механизм определяющий способ организации,
хранения и именования данных. Содержит структуру и механизмы
работы с именованными данными.
Volume snapshots – механизм создания мгновенных копий состояния файловых систем.
Volume Manager – механизм, представляющий абстракцию тома.
Partition Manager - управление разделами. Раздел - область диска имеющая
определенные границы. Том - область диска с файловой системой.

Слайд 4

Архитектура файлового хранения 3/3
Class – обеспечивает и унифицирует специфику работы

устройств:
диски, ленты, оптические носители.
Port - управление «дисковыми протоколами» (SCSIport или SATAport)
Miniport - обеспечивает особую функциональность вендора устройства
Disk Subsystem – аппаратное обеспечение чтения\записи

Слайд 5

Слои абстракции доступа к данным
Доступ к файловым данным
Диспетчеры ввода-вывода ОС
Доступ к

файловым системам
Драйвер файловой системы (ext3\4, NTFS, zfs, ReFS)
Сетевой протокол файлового доступа (NFS, SMB, FTP, WebDAV)
Доступ к блочному устройству
Программные абстракции - тома, разделы (/dev/sda. Драйверы дискового контроллера).
Доступ к устройству хранения
Микропрограммы контроллера и устройства хранения (протоколы дискового канала SCSI, SATA, Nvme, iSCSI, FiberChanel и др.)

Слайд 6

Немного истории
Сотрудники IBM грузят жесткий диск
объемом 5 МБ, 1956 год.
Железо

предназначалось для первого суперкомпьютера с жестким диском 305 RAMAC.
Весила система около тонны, — получается по 0,2 грамма за байт (или 5 килобайт в 1 кг) и состояла из 50-ти дисков диаметром в 24 дюйма (610 мм).

Слайд 7

Иерархия подсистем хранения
Непосредственно подключенные устройства
СХД DAS
СХД NAS
СХД SAN
SDS (Software-Defined Storage)
Облачное хранение? ”Нет облака,

есть чужой компьютер”
Абстрагированный доступ к блочным устройствам (VM)
Облачные сервисы с программными интерфейсами

Слайд 8

Аппаратное обеспечение хранения

Слайд 9

Интерфейсы дисков
PATA
SCSI
SAS
NVMe

Слайд 10

PATA
ATA (Advanced Technology Attachment) или IDE (Integrated Drive Electronics)
До 133 Мб/c
НЕ актуален

Слайд 11

SCSI
SCSI (Small Computer System Interface) — представляет собой набор стандартов для

физического подключения и передачи данных между компьютерами и периферийными устройствами. SCSI-стандарты определяют команды, протоколы и электрические и оптические интерфейсы.
Устарел

Слайд 12

SCSI

Слайд 13

SCSI

Слайд 14

SATA
SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации
SATA

Revision 1.0 - до 1,5 Гбит/с - 2003
SATA Revision 2.0 - до 3 Гбит/с - 2005
SATA Revision 3.0 - до 6 Гбит/с - 2008

Слайд 15

SATA
последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации.
SATA является развитием параллельного

интерфейса ATA (IDE)
SATA работает в полудуплексном режиме
SATA поддерживает Hot Plug
Работает по протоколу AHCI (Advanced Host Controller Interface )

Слайд 16

SAS (Serial Attached SCSI)
последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных

устройств хранения данных, например, жёстких дисков и ленточных накопителей.
Протокол SAS обеспечивает полнодуплексную передачу данных.
SAS разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и основывается во многом на терминологии и наборах команд SCSI.
Совместим с SATA
SAS поддерживает большое количество устройств (> 16384), в то время как интерфейс SCSI поддерживает 8, 16, или 32 устройства на шине.

Слайд 17

SAS
SAS-1 - 3.0 Gbit/s - 2004
SAS-2 - 6.0 Gbit/s - 2009
SAS-3 - 12.0 Gbit/s

- 2013
SAS-4 - 22.5 Gbit/s (24G) - 2017

Слайд 18

SAS vs SATA

Слайд 19

SAS. Основные сущности
Инициатор (Initiator) — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для

целевых устройств и получает подтверждения по мере исполнения запросов. Чаще всего инициатор выполняется в виде.
Целевое устройство (Targets) содержит логические блоки и целевые порты, которые осуществляют приём запросов на обслуживание, исполняет их; после того, как закончена обработка запроса, инициатору запроса отсылается подтверждение выполнения запроса. Целевое устройство может быть как отдельным жёстким диском, так и целым дисковым массивом.
Подсистема доставки данных (Service Delivery Subsystem) Является частью системы ввода-вывода, которая осуществляет передачу данных между инициаторами и целевыми устройствами. Обычно подсистема доставки данных состоит из кабелей, которые соединяют инициатор и целевое устройство. Дополнительно, кроме кабелей в состав подсистемы доставки данных могут входить расширители SAS.
Расширители (экспандеры, Expanders) SAS — устройства, входящие в состав подсистемы доставки данных и позволяют облегчить передачи данных между устройствами SAS; например, расширитель позволяет подключить несколько целевых устройств SAS к одному порту инициатора. Подключение через расширитель является абсолютно прозрачным для целевых устройств.

Слайд 20

Кеннет Хотон

Слайд 21

HDD vs SDD
Накопитель на жёстких магнитных дисках, (HDD, HMDD), жёсткий диск, винчестер — запоминающее устройство (устройство

хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.
Твердотельный накопитель (solid-state drive, SSD) — компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме микросхем памяти, SSD содержит управляющий контроллер. Наиболее распространённый вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флеш-память типа NAND.

Слайд 22

HDD vs SSD

Слайд 23

SSD SATA vs SSD SAS
Потолок производительности SAS 6Gb при интенсивной нагрузке

вполовину выше потолка SATA 6Gb - только за счет полнодуплексной передачи и особенностей протокола. Накладные расходы у SAS всегда ниже;
Переход к SAS 12Gb увеличивает отрыв;
SAS работает с множеством устройств как единой сетью;
Длина очереди SATA всего 32 команды, а SAS – от 256;

Слайд 24

NVMe
NVM Express (NVMe, NVMHCI — от Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification)

Слайд 25

NVMe

Слайд 26

NWMe (в форм-факторе M.2)

Слайд 27

NVMe

Слайд 28

NVMe
NVMe 1.1b —2014
NVMe 1.2 — 2014; для устройств потребительского класса: расширенное

управление питанием и поддержка накопителей без динамической памяти; для устройств корпоративного класса: возможность обновления прошивки без остановки работы накопителя, снижение задержек в топологиях с большим количеством NVMe-накопителей и коммутаторами PCIe
NVMe 1.2a — 2015
NVMe 1.3c — 2018
Типичные скорости около 2000..2500 Мб/c

Устройства хранения данных

Содержание

Архитектура файлового хранения 1/3Классическая архитектура файлового хранения

Архитектура файлового хранения 2/3 I/O Subsystem – интерфейс между приложением и

Архитектура файлового хранения 3/3 Class – обеспечивает и унифицирует специфику работы

Слои абстракции доступа к даннымДоступ к файловым даннымДиспетчеры ввода-вывода ОСДоступ к

Немного историиСотрудники IBM грузят жесткий диск объемом 5 МБ, 1956 год.Железо

Иерархия подсистем храненияНепосредственно подключенные устройстваСХД DASСХД NASСХД SANSDS (Software-Defined Storage)Облачное хранение? ”Нет облака,

Аппаратное обеспечение хранения

Интерфейсы дисковPATASCSISASNVMe

PATAATA (Advanced Technology Attachment) или IDE (Integrated Drive Electronics)До 133 Мб/c НЕ актуален

SCSISCSI (Small Computer System Interface) — представляет собой набор стандартов для

SCSI

SCSI

SATASATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информацииSATA

SATAпоследовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного

SAS (Serial Attached SCSI) последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных

SASSAS-1 - 3.0 Gbit/s - 2004SAS-2 - 6.0 Gbit/s - 2009SAS-3 - 12.0 Gbit/s

SAS vs SATA

SAS. Основные сущностиИнициатор (Initiator) — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для

Кеннет Хотон

HDD vs SDDНакопитель на жёстких магнитных дисках, (HDD, HMDD), жёсткий диск, винчестер — запоминающее устройство (устройство

HDD vs SSD

SSD SATA vs SSD SASПотолок производительности SAS 6Gb при интенсивной нагрузке

NVMeNVM Express (NVMe, NVMHCI — от Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification)

NVMe

NWMe (в форм-факторе M.2)

NVMe

NVMeNVMe 1.1b —2014NVMe 1.2 — 2014; для устройств потребительского класса: расширенное

Похожие презентации

Архитектура файлового хранения 1/3
Классическая архитектура файлового хранения

Архитектура файлового хранения 2/3
I/O Subsystem – интерфейс между приложением и

Архитектура файлового хранения 3/3
Class – обеспечивает и унифицирует специфику работы

Слои абстракции доступа к данным
Доступ к файловым данным
Диспетчеры ввода-вывода ОС
Доступ к

Немного истории
Сотрудники IBM грузят жесткий диск
объемом 5 МБ, 1956 год.
Железо

Иерархия подсистем хранения
Непосредственно подключенные устройства
СХД DAS
СХД NAS
СХД SAN
SDS (Software-Defined Storage)
Облачное хранение? ”Нет облака,

Интерфейсы дисков
PATA
SCSI
SAS
NVMe

PATA
ATA (Advanced Technology Attachment) или IDE (Integrated Drive Electronics)
До 133 Мб/c
НЕ актуален

SCSI
SCSI (Small Computer System Interface) — представляет собой набор стандартов для

SATA
SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации
SATA

SATA
последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации.
SATA является развитием параллельного

SAS (Serial Attached SCSI)
последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных

SAS
SAS-1 - 3.0 Gbit/s - 2004
SAS-2 - 6.0 Gbit/s - 2009
SAS-3 - 12.0 Gbit/s

SAS. Основные сущности
Инициатор (Initiator) — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для

HDD vs SDD
Накопитель на жёстких магнитных дисках, (HDD, HMDD), жёсткий диск, винчестер — запоминающее устройство (устройство

SSD SATA vs SSD SAS
Потолок производительности SAS 6Gb при интенсивной нагрузке

NVMe
NVM Express (NVMe, NVMHCI — от Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification)

NVMe
NVMe 1.1b —2014
NVMe 1.2 — 2014; для устройств потребительского класса: расширенное