对存储系统发挥特殊作用的文件系统课件.ppt
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- 关 键 词:
- 存储系统 发挥 特殊 作用 文件系统 课件
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1、对存储系统发挥特殊作用的文件系统2006年5月-北京存储系统当前是信息系统建设的核心 在直连存储系统的时代,应用系统以计算机为中心,存储只是外设,数据是存储孤岛 在存储网络时代,数据成为信息系统的核心,应用系统充分挖掘数据的价值,服务器成为存储系统的外设文件级在存储系统中的位置应用系统操作系统文件系统RAID控制磁盘读写文件级传输文件级传输块级传输块级传输文件级传输:应用系统的I/O逻辑请求,它是文件系统的输入。是应用系统要求存储做什么的逻辑请求。文件系统决定数据(包括META数据)在磁盘上的存放格式和位置,这种格式和位置又决定磁头的移动方式。块级传输:应用系统的I/O物理请求,它是文件系统的
2、输出。是怎么对存储操作的数据块请求。RAID控制使文件系统看到一个大逻辑盘。它不管磁盘格式。从应用系统的I/O调用看存储模式文件系统对存储系统的效率有举足轻重的作用应用系统操作系统文件系统RAID控制磁盘读写NASFC SANSAN和NAS存储模型的比较应用服务器应用服务器以太网交换机以太网交换机NAS FC 交换机交换机SAN应用服务器应用服务器文件系统文件系统RAIDRAID文件系统文件系统RAID文件系统文件系统RAID应用服务器应用服务器文件系统文件系统应用服务器应用服务器误区之一:带宽决定一切人们经常高估带宽的作用。他们一看到网络变慢,就想到是带宽不够了,其实往往是其他原因。我个人还
3、从来没有看到因为带宽不够需要从2-Gbps生到4-Gbps的情况。Quite often people are not exceeding their bandwidths.They see a network slowdown and think they are exceeding their pipeline,but often it is something else.Im not yet personally seeing anyplace where the need to exceed 2-Gbps is a reason to push for 4-Gbps.随着4-Gbps产
4、品价格下落,对大映像文件存取所用的SAN会是最好的选择。但对于象数据库这样的应用所用的SAN来说,增添的性能是多余的。With the price of 4-Gbps products expected to fall,it will be the best alternative for installing new SANs,or for existing SANs where large imaging or R&D files are stored and accessed.But for existing SANs used for such applications as data
5、bases,the extra performance may not be necessary.-摘自“IBM Latest Vendor To Throw Hat Into 4Gbps Ring”CRN 5-9-05文件系统(1)什麽是文件系统?计算机的文件系统是任何信息管理系统的基本元素。它是处理过的信息最终被放置的地方。关键应用系统的客户依靠文件系统得到快速、不间断的可靠的数据访问。VERITAS指数据(包括文件和metadata)在存储介质上的组织管理模式,以便能快速可靠地存取数据。文件系统是最初的存储“虚拟者”。每个操作系统都有自己的文件系统。例如操作系统所支持的文件系统MS-DO
6、S,Windows 95 FAT16Windows 95,98,MeFAT16,FAT32Windows NT,2000,XPNTFS,FAT16,FAT32LinuxExt2,FAT32,FAT16文件系统(2)不同的文件系统有不同的格式。例如文件系统最长文件名 最大卷大小 最大文件大小FAT1682GB*2GBFAT322552TB4GBNTFS25516TB16TBExt22554TB2GB不同的FS有不同的存储效率WAFL Writes to nearest available free blockBerkeley Fast File System/Veritas Fast File
7、System/NTFS Writes to pre-allocated locations(data and metadata).文件系统对I/O效率的影响文件系统决定了磁头如何读写磁盘磁头是毫秒级操作,最大限度地减少磁头臂的平均移动次数,是提高读写效率的关键WAFL 大目录处理对谁有用?大邮件目录新闻大目录环境每秒创建数Directory SizeSunOSNetApp 2.0NetApp 2.110003011312250002268123100001640122200001214122Copy-on-Write技术(1)数据卷Snapshot卷需要建立快照卷Copy-on-Write技术
8、(2)Data VolumeSnapshot Volume必须进行数据拷贝Copy-on-Write技术(3)Data VolumeSnapshot VolumeNetApp 的 Snapshot 快照技术(1)ABCActive File SystemFile:NETAPP.DATDisk blocksNetApp 的 Snapshot 快照技术(2)Snapshot.0File:NETAPP.DATABCActive File SystemFile:NETAPP.DATDisk blocksSnapshot 仅仅记录这三个仅仅记录这三个数据块的指针数据块的指针,没有数据拷贝没有数据拷贝Ne
9、tApp 的 Snapshot 快照技术(3)Snapshot.0File:NETAPP.DATCWAFL把修改后的数据块写到新位置(C)现在数据块(C)既没有被更新,也没有被释放ABCActive File SystemFile:NETAPP.DATDisk blocks顾客修改数据块 C新数据新数据NetApp 的 Snapshot 快照技术(4)当前文件系统 NETAPP.DAT 现在由数据块 A,B 和 C组成.NETAPP.DAT 的Snapshot.0由数据块 A,B 和 C 组成.可以同时保留多个文件系统版本,用于系统快速恢复CSnapshot.0File:NETAPP.DATA
10、BCActive File SystemFile:NETAPP.DATDisk blocks不同“快照”方式的比较把模块把模块“C”改为改为“Z”其它File Systems(例如,NTFS,UFS)存在存在 Snapshot每个 write I/O 变为:Read old valueWrite old valueWrite new value300%I/O penalty把模块把模块“C”改为改为“Z”Write Anywhere File Layout 一个 write I/O 保持为一个 I/O当前文件当前文件系统系统Snapshot当前文件当前文件系统系统Snapshot当前文件当前文
11、件系统系统SnapshotCABCDABZDZABCD存储系统中的缓存作用v磁盘写操作涉及磁头臂的机械运动,可以用带电池的缓存来减短应用的中断时间v缓存可以把单个写操作,积累成批量写操作,从而提高磁盘阵列的写效率v写缓存可以放在文件系统级或卷管理级基于文件系统的缓存进程中断时间最短,客户响应时间加快,可预见NVRAM:保证快速写操作保证快速写操作保证所写数据与磁盘的一致性,缩短中断时间基于文件系统和基于卷的缓存UNIX NVRAMNetApp NVRAMDisk DriverNVRAMSemantic LayerWrite alloc Layer File System NFS Disk Dr
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