海量信息存储课件.ppt
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1、第第11章章 海量信息存储海量信息存储2022-11-111物联网背景下如何适应海量信息存储的需求,物联网背景下如何适应海量信息存储的需求,数据中心数据中心将成为将成为解决海量数据存储的主要手段解决海量数据存储的主要手段介绍典型网络存储体系结构及数据中心的基本概念介绍典型网络存储体系结构及数据中心的基本概念11.1 物联网对海量信息存储的需求物联网对海量信息存储的需求11.2 网络存储体系结构网络存储体系结构11.3 数据中心数据中心11.4典型的数据中心典型的数据中心*11.5 Hadoop*11.6 数据中心的研究热点数据中心的研究热点第第11章章 海量信息存储海量信息存储2022-11-
2、11211.1 物联网对海量信息存储的物联网对海量信息存储的需求需求2022-11-11311.1 物联网对海量信息存储的需求物联网对海量信息存储的需求2022-11-11411.1 物联网对海量信息存储的需求物联网对海量信息存储的需求全球信息总量迅猛增长全球信息总量迅猛增长2007年产生的数据量为年产生的数据量为281 EB(1 EB=10亿亿 GB)物联网中对象的数量物联网中对象的数量将将庞大到以百亿为单位庞大到以百亿为单位物物联网中的联网中的对象积极参与业务流程的需求对象积极参与业务流程的需求高强度计算需求高强度计算需求数据的持续在线可获取特性数据的持续在线可获取特性导致导致网络化存储网
3、络化存储和和大型数据中心大型数据中心的诞生的诞生2022-11-11511.2 网络存储体系结构网络存储体系结构2022-11-11611.2 网络存储体系结构网络存储体系结构三种基本网络存储三种基本网络存储体系结构:直接附体系结构:直接附加存储,网络附加加存储,网络附加存储,存储区域网存储,存储区域网络络11.2.1 直接附加直接附加存储(存储(DAS:Direct Attached Storage)l将存储系统通过将存储系统通过缆线与服务器或工缆线与服务器或工作站相连作站相连l包括多个硬盘驱包括多个硬盘驱动器,与主机总线动器,与主机总线通过电缆或光纤通过电缆或光纤连连接接l存储设备和主机存
4、储设备和主机总线适配器之间不总线适配器之间不存在其存在其它它网络设备网络设备l实现了计算机内实现了计算机内存储到存储子系统存储到存储子系统的跨越的跨越2022-11-11711.2 网络存储体系结构网络存储体系结构11.2.2 网络附加网络附加存储(存储(NAS:Network Attached Storage)文件级文件级计算机数计算机数据存储架构据存储架构计算机连接到一计算机连接到一个仅为其它设备提个仅为其它设备提供基于文件数据存供基于文件数据存储服务储服务 的网络的网络NAS与与DAS的区别的区别DAS是对已有服务是对已有服务器的简单扩展,并器的简单扩展,并未未真正实现网络互真正实现网络
5、互联联NAS则将网络作为则将网络作为存储实体,更容易存储实体,更容易实现文件级别的共实现文件级别的共享享NAS性能比性能比DAS有有所增强所增强2022-11-11811.2 网络存储体系结构网络存储体系结构11.2.3 存储区域存储区域网络网络(SAN:Storage Area Network)通过网络方式连通过网络方式连接存储设备和应用接存储设备和应用服务器的存储架构服务器的存储架构由服务器、存储由服务器、存储设备和设备和SAN连接设连接设备组成备组成特点特点l存储共享存储共享l支持服务器从支持服务器从SAN直接启动直接启动2022-11-11911.2 网络存储体系结构网络存储体系结构D
6、AS:易管理,结易管理,结构简单;集中式体构简单;集中式体系结构,不能满足系结构,不能满足大规模数据访问的大规模数据访问的需求;存储资源利需求;存储资源利用率低,资源共享用率低,资源共享能力差,造成能力差,造成“信信息孤岛息孤岛”NAS:网络存储实网络存储实体,实现文件级别体,实现文件级别共享;性能依赖于共享;性能依赖于网络流量,用户数网络流量,用户数过多,读写过于频过多,读写过于频繁时性能受限繁时性能受限SAN:存储管理简存储管理简化,存储容量利用化,存储容量利用率提高;无直接文率提高;无直接文件级别的访问能力,件级别的访问能力,但可在但可在SAN基础上基础上建立文件系统建立文件系统2022
7、-11-111011.3 数据中心数据中心2022-11-111111.3 数据中心数据中心维基百科维基百科数据中心是一整套复杂的设施。不仅包括数据中心是一整套复杂的设施。不仅包括计算机系统计算机系统和与之和与之配套的设备配套的设备(如通信和存储系统),还包含冗余的(如通信和存储系统),还包含冗余的数据通信数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置Google多功能多功能网络网络建筑物建筑物,容纳多个,容纳多个服务器及通信设备服务器及通信设备。这些设备。这些设备被放置在一起是因为它们具有相同的环境要求及物理安全需被放置在一起是因为它们具有相
8、同的环境要求及物理安全需求,并且这样放置便于维护求,并且这样放置便于维护2022-11-111211.3 数据中心数据中心大型机大型机微型机微型机大规模数据中心大规模数据中心(Mega Data Center)11.3.1 数据中心的起源及发展数据中心的起源及发展2022-11-111311.3 数据中心数据中心11.3.2 数据中心的相关标准数据中心的相关标准数据中心建设的难题数据中心建设的难题 如何规划一个新的数据中心?如何规划一个新的数据中心?怎样对数据中心进行升级?怎样对数据中心进行升级?数据中心的标准对相关经验进行了总结数据中心的标准对相关经验进行了总结ANSI/TIA/EIA-94
9、2(简称(简称TIA-942):数据中心标准):数据中心标准由电信产业协会(由电信产业协会(TIA)提出,并经美国国家标准学会)提出,并经美国国家标准学会(ANSI)批准)批准2022-11-111411.3 数据中心数据中心1、选址选址与布局与布局需要考虑的因素需要考虑的因素 建设和运营成本建设和运营成本 应用需求应用需求 政策优惠政策优惠布局布局按功能区域划分按功能区域划分2022-11-111511.3 数据中心数据中心(1)入口室:)入口室:放置互联网接入点设备的场所放置互联网接入点设备的场所(2)主分布区:)主分布区:核心区域,各个核心区域,各个LAN与与SAN结构的核心路由结构的核
10、心路由 器及交换机所放置的区域,同时放置光纤、电缆等器及交换机所放置的区域,同时放置光纤、电缆等(3)水平分布区:)水平分布区:主分布区的下层,水平缆线集中点主分布区的下层,水平缆线集中点(4)设备分布区:)设备分布区:放置服务器和其它设备的机架与机柜放置服务器和其它设备的机架与机柜(5)区段分布区:)区段分布区:水平分布区与设备分布区间的连接点,可水平分布区与设备分布区间的连接点,可 放置独立设备放置独立设备(6)主干缆线和水平缆线:)主干缆线和水平缆线:各个区域间的连接各个区域间的连接2022-11-111611.3 数据中心数据中心TIA-942规定了规定了缆线系统、能源系统、降温系统、
11、可靠性分级缆线系统、能源系统、降温系统、可靠性分级(四个等级,(四个等级,P228229,表,表11.1)缆线系统缆线系统规格规格如何放置如何放置能源系统能源系统外部电力外部电力供应供应电池组电池组发电机发电机降温系统降温系统降温设备降温设备架空地板架空地板冷通道与热冷通道与热通道通道2022-11-111711.4 典型的数据中心典型的数据中心*2022-11-111811.4 典型的数据中心典型的数据中心*11.4.1 Google数据中心数据中心每月将近每月将近3.8亿用户、亿用户、30亿次查询亿次查询每天处理每天处理20 PB数据、存有数十亿网页地址与个人资料数据、存有数十亿网页地址与
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