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共享式存儲器體系架構

發布時間: 2022-07-03 14:01:51

㈠ 簡述共享匯流排結構和共享存儲器結構

地址轉換:就是ip轉化,外網和內網,區域網的轉化,需要相關協議的存儲共享:就是硬碟空間做成網路硬碟,上傳i下載資料都可以文件:就是名目,名字,有文件才能知道是啥樣的東西相對路徑:跟絕對路徑相應的解釋,就是這個路徑可以改變的。但絕對...

㈡ 計算機體系結構有哪三種

【結構】
(1)單處理器的體系結構
在分級存儲的計算機中,對一個CPU來說,決定持續存儲器帶寬的關鍵因素是cache的未命中等待時間。目前,採用cache的機器其存儲系統有了顯著的變化,存儲器訪問中等待時間與傳輸時間之比大大改變,1990年20MHz的機器等待時間和傳輸時間大致相等,1995年100MHz的機器中等待時間佔了絕大部分。

(2)共享內存的體系結構

向量機屬於共享內存體系結構(分布式共享內存機器除外)。它大大簡化了cache的一致性難題和所造成的等待時間(處理延遲)。但是,向量機要比共享存儲器或分級存儲器的超標量機昂貴。

具有cache的機器和向量共享存儲器計算機都有固定的存儲器帶寬限制,也就是說它的機器均衡性數值隨著處理器數目增加而加大,因而處理器數目有一個極限值。典型的情況是,共享存儲器系統在各個處理器之間是非阻塞的(nonblocking),從而允許多個CPU並發活動,這樣可以補償由於等待時間造成的較大延遲。當使用多個處理器時,機器的cache命中率由等待時間、帶寬限制和匯流排/網路/交叉開關控制器的限制共同決定。在向量計算機中,限制主要在帶寬上而不是等待時間。

(3)對稱多處理(SMP)共享存儲器系統

對稱多處理(SMP)節點包含兩個或兩個以上完全相同的處理器,在處理上沒有主/從之分。每個處理器對節點計算資源享有同等訪問權。節點內的處理器和內存之間的互聯必須利用可以保持一致性的互聯方案。一致性意指無論在任何時候,處理器只能為內存的每個數據保持或共享唯一一個數值。

SMP共享存儲器系統把多個處理器與一個集中的存儲器相連。在SMP環境中,所有處理器都通過匯流排訪問同一個系統的物理存儲器,這就意味著SMP系統只運行操作系統的一個拷貝。為單處理器系統編寫的應用程序可以毫無改變地在SMP系統中運行。因此SMP系統有時也被稱為均勻存儲器。對於所有處理器來說,訪問存儲器中的任何地址所需的時間都是一致的。

SMP體系結構的缺點是可伸縮性有限,因為存儲器介面達到飽和時增加處理器並不能獲得更高的性能。SMP處理器數目一般最多可達到32個。

㈢ 共享儲存伺服器怎麼搭建

最簡單的是右擊磁碟共享他,然後讓別的客戶端訪問。

㈣ 區域網交換機的交換機

交換機的內部結構決定交換機的性能,採用的內部結構主要有4種:
(1)共享式存儲器結構:共享儲存器結構是幀直接從存儲器傳送到輸出埠,各模塊之間不需要用背板匯流排連接,依賴中心交換引擎來提供全埠的高性能連接,由中心交換引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方式容易實現,但需要很大的內存容量,很高的管理費用。且由於訪問儲存器需要時間,不可能在較大的埠數之間實現線速交換,因此比較適合於小系統交換機。
(2)交叉匯流排結構:交叉匯流排式結構在埠間建立直接的點對點連接,每一模塊都直接和任何其他模塊相連。每一模塊自己處理連接問題。不需要中心交換陳列模塊進行集中控制。這種結構適合單點傳輸,對於多點傳輸存在一定的問題。
(3)混合交叉匯流排結構:混合交叉匯流排結構是在交叉匯流排結構的基礎上改進得來的。它是將一體的交叉匯流排矩陣劃分成小的交叉矩陣,中間通過一條高性能的匯流排連接。優點是減少了交叉匯流排數,降低了成本,還減少了匯流排爭用。但連接交叉矩陣的匯流排可能稱為新的性能瓶頸。
(4)環形匯流排結構:這種結構在1個環內最多支持4個交換引擎並且允許不同速度的交換矩陣互聯,環與環之間通過交換引擎連接。與前幾種結構不同的是此種結構有獨立的一條控制匯流排,用於搜集匯流排狀態、處理路由、流量控制和清理數據匯流排。環形匯流排結構的最大優點是擴展能力強,成本低,因為採用環形結構,很容易聚集帶寬,當埠數增加的時候,帶寬就相應增加了。另外,它還有效的避免了系統擴展時造成的匯流排瓶頸。 交換機的交換方式一般地,交換機主要通過以下4中方式實現交換。
(1)直通式:在這種模式下,交換機只需要知道幀的目的MAC地址就可以成功的將幀轉發到目的地。在交換機讀取到幀中足夠的信息並能識別出目的地址後,它將立即把幀發送到目的埠。直通式的優點是由於不需要存儲,延遲非常小,交換非常快。但是缺點是由於沒有緩存,數據包內容並沒有被乙太網交換機保存下來,所以無法檢查所傳送的數據包是否有誤,不能提供錯誤檢測能力,而且容易丟包。
(2)存儲轉發:存儲轉發方式是將輸入埠的數據包先存儲起來,然後進行CRC檢查,在對錯誤包處理後才取出數據包的目的地址,通過查找MAC地址表轉換成輸出埠送出包。由於這種方式可以對進入交換機的數據包進行錯誤檢測,使網路中的無效幀大大減少,所以可有效的改善網路性能。但是缺點是由於需要存儲再轉發,導致數據處理時延大,然而隨著ASIC的降低以及處理器的速度的增加,許多新的交換機都可以在很短的時間內完成整個幀的檢查,所以這種交換方式應用比較廣泛。
(3)碎片隔離:碎片隔離是上述兩種技術的綜合。它檢查數據包的長度是否夠64B,如果小於這個值,說明是假包,則丟棄該包;如果大於這個值,則發送該包。這種方式也不能提供數據校驗。它的數據處理速度比存儲轉發方式快,但比直通式慢。
(4)智能交換模式:智能交換模式集中了直通式和存儲轉發式兩者的優點。只要可能,交換機總是採用直通式模式,但是一旦網路出錯率超過了事先設定的閾值,交換機將採用存儲轉發模式,當網路出錯率下降後,又重新開始直通式模式。 1.低交換延遲這是區域網交換機的主要特點,從傳輸延遲時間的量級來看,如果區域網交換機為幾十μs,那麼網橋為幾百μs,而路由器為幾千μs。
2.支持不同的傳輸速率和工作模式區域網交換機的埠可以設計成支持不同的傳輸速率,例如支持10Mb/s的埠、支持100Mb/s的埠、支持1000Mb/s的埠。同時,埠還可以設計成支持半雙共和全雙工兩種工作模式。
3.支持虛擬區域網服務交換式區域網是虛擬區域網的基礎,Ethernet交換機基本上都可以支持虛擬區域網服務。
4.高傳輸帶寬

㈤ 請問常見的計算機的體系架構有哪些

我只知道單處理器的體系結構、共享內存的體系結構、對稱多處理(SMP)共享存儲器系統這幾個

㈥ 存儲器的層次體系結構是什麼樣的

各存儲器之間的關系
按照與CPU的接近程度,存儲器分為內存儲器與外存儲器,簡稱內存與外存。內存儲器又常稱為主存儲器(簡稱主存),屬於主機的組成部分;外存儲器又常稱為輔助存儲器(簡稱輔存),屬於外部設備。CPU不能像訪問內存那樣,直接訪問外存,外存要與CPU或I/O設備進行數據傳輸,必須通過內存進行。在80386以上的高檔微機中,還配置了高速緩沖存儲器(cache),這時內存包括主存與高速緩存兩部分。對於低檔微機,主存即為內存。

把存儲器分為幾個層次主要基於下述原因:


半導體存儲器
1、合理解決速度與成本的矛盾,以得到較高的性能價格比。半導體存儲器速度快,但價格高,容量不宜做得很大,因此僅用作與CPU頻繁交流信息的內存儲器。磁碟存儲器價格較便宜,可以把容量做得很大,但存取速度較慢,因此用作存取次數較少,且需存放大量程序、原始數據(許多程序和數據是暫時不參加運算的)和運行結果的外存儲器。計算機在執行某項任務時,僅將與此有關的程序和原始數據從磁碟上調入容量較小的內存,通過CPU與內存進行高速的數據處理,然後將最終結果通過內存再寫入磁碟。這樣的配置價格適中,綜合存取速度則較快。


存儲器晶元
為解決高速的CPU與速度相對較慢的主存的矛盾,還可使用高速緩存。它採用速度很快、價格更高的半導體靜態存儲器,甚至與微處理器做在一起,存放當前使用最頻繁的指令和數據。當CPU從內存中讀取指令與數據時,將同時訪問高速緩存與主存。如果所需內容在高速緩存中,就能立即獲取;如沒有,再從主存中讀取。高速緩存中的內容是根據實際情況及時更換的。這樣,通過增加少量成本即可獲得很高的速度。

2、使用磁碟作為外存,不僅價格便宜,可以把存儲容量做得很大,而且在斷電時它所存放的信息也不丟失,可以長久保存,且復制、攜帶都很方便。

㈦ 常用的存儲架構有

順序存儲方法它是把邏輯上相鄰的結點存儲在物理位置相鄰的存儲單元里,結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現,由此得到的存儲表示稱為順序存儲結構。順序存儲結構是一種最基本的存儲表示方法,通常藉助於程序設計語言中的數組來實現。
鏈接存儲方法它不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上亦相鄰,結點間的邏輯關系是由附加的指針欄位表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈式存儲結構,鏈式存儲結構通常藉助於程序設計語言中的指針類型來實現。
順序存儲和鏈接存儲的基本原理
順序存儲和鏈接存儲是數據的兩種最基本的存儲結構。
在順序存儲中,每個存儲空間含有所存元素本身的信息,元素之間的邏輯關系是通過數組下標位置簡單計算出來的線性表的順序存儲,若一個元素存儲在對應數組中的下標位置為i,則它的前驅元素在對應數組中的下標位置為i-1,它的後繼元素在對應數組中的下標位置為i+1。在鏈式存儲結構中,存儲結點不僅含有所存元素本身的信息,而且含有元素之間邏輯關系的信息。
數據的鏈式存儲結構可用鏈接表來表示。
其中data表示值域,用來存儲節點的數值部分。Pl,p2,…,Pill(1n≥1)均為指針域,每個指針域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點(以後簡稱為後繼結點或前驅結點)的存儲位置。通過結點的指針域(又稱為鏈域)可以訪問到對應的後繼結點或前驅結點,若一個結點中的某個指針域不需要指向其他結點,則令它的值為空(NULL)。
在數據的順序存儲中,由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到,所以訪問元素的時間都相同;而在數據的鏈接存儲中,由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中,所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到,訪問任一元素的時間與該元素結點在鏈式存儲結構中的位置有關。
儲存器方面的儲存結構
儲存系統的層次結構為了解決存儲器速度與價格之間的矛盾,出現了存儲器的層次結構。
程序的局部性原理
在某一段時間內,CPU頻繁訪問某一局部的存儲器區域,而對此范圍外的地址則較少訪問的現象就是
程序的局部性原理。層次結構是基於程序的局部性原理的。對大量典型程序運行情況的統計分析得出的結論是:CPU對某些地址的訪問在短時間間隔內出現集中分布的傾向。這有利於對存儲器實現層次結構。
多級存儲體系的組成
目前,大多採用三級存儲結構。
即:Cache-主存-輔存,如下圖:
3、多級存儲系統的性能

考慮由Cache和主存構成的兩級存儲系統,其性能主要取決於Cache和貯存的存取周期以及訪問它們的
次數。(存取周期為: Tc,Tm ;訪問次數為: Nc,Nm)
(1)Cache的命中率 H= Nc / (Nc+Nm)

(2)CPU訪存的平均時間 Ta= H * Tc+ (1-H) Tm
Cache-主存系統的效率
e= Tc / Ta
=1/H+(1-H)Tm/Tc
根據統計分析:Cache的命中率可以達到90%~98%
當Cache的容量為:32KB時,命中率為86%
64KB時,命中率為92%
128KB時,命中率為95%
256KB時,命中率為98%

㈧ 數據存儲的三類簡介

一、DAS(Direct Attached Storage)直接附加存儲,DAS這種存儲方式與我們普通的PC存儲架構一樣,外部存儲設備都是直接掛接在伺服器內部匯流排上,數據存儲設備是整個伺服器結構的一部分。
DAS存儲方式主要適用以下環境:
(1)小型網路
因為網路規模較小,數據存儲量小,且也不是很復雜,採用這種存儲方式對伺服器的影響不會很大。並且這種存儲方式也十分經濟,適合擁有小型網路的企業用戶。
(2)地理位置分散的網路
雖然企業總體網路規模較大,但在地理分布上很分散,通過SAN或NAS在它們之間進行互聯非常困難,此時各分支機構的伺服器也可採用DAS存儲方式,這樣可以降低成本。
(3)特殊應用伺服器
在一些特殊應用伺服器上,如微軟的集群伺服器或某些資料庫使用的原始分區,均要求存儲設備直接連接到應用伺服器。
(4)提高DAS存儲性能
在伺服器與存儲的各種連接方式中,DAS曾被認為是一種低效率的結構,而且也不方便進行數據保護。直連存儲無法共享,因此經常出現的情況是某台伺服器的存儲空間不足,而其他一些伺服器卻有大量的存儲空間處於閑置狀態卻無法利用。如果存儲不能共享,也就談不上容量分配與使用需求之間的平衡。
DAS結構下的數據保護流程相對復雜,如果做網路備份,那麼每台伺服器都必須單獨進行備份,而且所有的數據流都要通過網路傳輸。如果不做網路備份,那麼就要為每台伺服器都配一套備份軟體和磁帶設備,所以說備份流程的復雜度會大大增加。
想要擁有高可用性的DAS存儲,就要首先能夠降低解決方案的成本,例如:LSI的12Gb/s SAS,在它有DAS直聯存儲,通過DAS能夠很好的為大型數據中心提供支持。對於大型的數據中心、雲計算、存儲和大數據,所有這一切都對DAS存儲性能提出了更高的要求,雲和企業數據中心數據的爆炸性增長也推動了市場對於可支持更高速數據訪問的高性能存儲介面的需求,因而LSI 12Gb/s SAS正好是能夠滿足這種性能增長的要求,它可以提供更高的IOPS和更高的吞吐能力,12Gb/s SAS提高了更高的寫入的性能,並且提高了RAID的整個綜合性能。
與直連存儲架構相比,共享式的存儲架構,比如SAN(storage-area network)或者NAS(network-attached storage)都可以較好的解決以上問題。於是乎我們看到DAS被淘汰的進程越來越快了。可是到2012年為止,DAS仍然是伺服器與存儲連接的一種常用的模式。事實上,DAS不但沒有被淘汰,近幾年似乎還有回潮的趨勢。 二、NAS(Network Attached Storage)數據存儲方式
NAS(網路附加存儲)方式則全面改進了以前低效的DAS存儲方式。它採用獨立於伺服器,單獨為網路數據存儲而開發的一種文件伺服器來連接所存儲設備,自形成一個網路。這樣數據存儲就不再是伺服器的附屬,而是作為獨立網路節點而存在於網路之中,可由所有的網路用戶共享。
NAS的優點:
(1)真正的即插即用
NAS是獨立的存儲節點存在於網路之中,與用戶的操作系統平台無關,真正的即插即用。
(2)存儲部署簡單
NAS不依賴通用的操作系統,而是採用一個面向用戶設計的,專門用於數據存儲的簡化操作系統,內置了與網路連接所需要的協議,因此使整個系統的管理和設置較為簡單。
(3)存儲設備位置非常靈活
(4)管理容易且成本低
NAS數據存儲方式是基於現有的企業Ethernet而設計的,按照TCP/IP協議進行通信,以文件的I/O方式進行數據傳輸。
NAS的缺點:
(1)存儲性能較低(2)可靠度不高 三、SAN(Storage Area Network)存儲方式
1991年,IBM公司在S/390伺服器中推出了ESCON(Enterprise System Connection)技術。它是基於光纖介質,最大傳輸速率達17MB/s的伺服器訪問存儲器的一種連接方式。在此基礎上,進一步推出了功能更強的ESCON Director(FC SWitch),構建了一套最原始的SAN系統。
SAN存儲方式創造了存儲的網路化。存儲網路化順應了計算機伺服器體系結構網路化的趨勢。SAN的支撐技術是光纖通道(FC Fiber Channel)技術。它是ANSI為網路和通道I/O介面建立的一個標准集成。FC技術支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多種高級協議,其最大特性是將網路和設備的通信協議與傳輸物理介質隔離開,這樣多種協議可在同一個物理連接上同時傳送。
SAN的硬體基礎設施是光纖通道,用光纖通道構建的SAN由以下三個部分組成:
(1)存儲和備份設備:包括磁帶、磁碟和光碟庫等。
(2)光纖通道網路連接部件:包括主機匯流排適配卡、驅動程序、光纜、集線器、交換機、光纖通道和SCSI間的橋接器
(3)應用和管理軟體:包括備份軟體、存儲資源管理軟體和存儲設備管理軟體。
SAN的優勢:
(1)網路部署容易;
(2)高速存儲性能。因為SAN採用了光纖通道技術,所以它具有更高的存儲帶寬,存儲性能明顯提高。SAn的光纖通道使用全雙工串列通信原理傳輸數據,傳輸速率高達1062.5Mb/s。
(3)良好的擴展能力。由於SAN採用了網路結構,擴展能力更強。光纖介面提供了10公里的連接距離,這使得實現物理上分離,不在本地機房的存儲變得非常容易。 DAS、NAS和SAN三種存儲方式比較
存儲應用最大的特點是沒有標準的體系結構,這三種存儲方式共存,互相補充,已經很好滿足企業信息化應用。
從連接方式上對比,DAS採用了存儲設備直接連接應用伺服器,具有一定的靈活性和限制性;NAS通過網路(TCP/IP,ATM,FDDI)技術連接存儲設備和應用伺服器,存儲設備位置靈活,隨著萬兆網的出現,傳輸速率有了很大的提高;SAN則是通過光纖通道(Fibre Channel)技術連接存儲設備和應用伺服器,具有很好的傳輸速率和擴展性能。三種存儲方式各有優勢,相互共存,佔到了磁碟存儲市場的70%以上。SAN和NAS產品的價格仍然遠遠高於DAS.許多用戶出於價格因素考慮選擇了低效率的直連存儲而不是高效率的共享存儲。
客觀的說,SAN和NAS系統已經可以利用類似自動精簡配置(thin provisioning)這樣的技術來彌補早期存儲分配不靈活的短板。然而,之前它們消耗了太多的時間來解決存儲分配的問題,以至於給DAS留有足夠的時間在數據中心領域站穩腳跟。此外,SAN和NAS依然問題多多,至今無法解決。

㈨ 存儲的架構有哪些

目前市場上的存儲架構如下:
(1)基於嵌入式架構的存儲系統
節點NVR架構主要面向小型高清監控系統,高清前端數量一般在幾十路以內。系統建設中沒有大型的存儲監控中心機房,存儲容量相對較小,用戶體驗度、系統功能集成度要求較高。在市場應用層面,超市、店鋪、小型企業、政法行業中基本管理單元等應用較為廣泛。
(2)基於X86架構的存儲系統
平台SAN架構主要面向中大型高清監控系統,前端路數成百上千甚至上萬。一般多採用IPSAN或FCSAN搭建高清視頻存儲系統。作為監控平台的重要組成部分,前端監控數據通過錄像存儲管理模塊存儲到SAN中。
此種架構接入高清前端路數相對節點NVR有了較高提升,具備快捷便利的可擴展性,技術成熟。對於IPSAN而言,雖然在ISCSI環節數據並發讀寫傳輸速率有所消耗,但其憑借擴展性良好、硬體平台通用、海量數據可充分共享等優點,仍然得到很多客戶的青睞。FCSAN在行業用戶、封閉存儲系統中應用較多,比如縣級或地級市高清監控項目,大數據量的並發讀寫對千兆網路交換提出了較大的挑戰,但應用FCSAN構建相對獨立的存儲子系統,可以有效解決上述問題。
(3)基於雲技術的存儲方案
當前,安防行業可謂「雲」山「物」罩。隨著視頻監控的高清化和網路化,存儲和管理的視頻數據量已有海量之勢,雲存儲技術是突破IP高清監控存儲瓶頸的重要手段。雲存儲作為一種服務,在未來安防監控行業有著客觀的應用前景。
與傳統存儲設備不同,雲存儲不僅是一個硬體,而是一個由網路設備、存儲設備、伺服器、軟體、接入網路、用戶訪問介面以及客戶端程序等多個部分構成的復雜系統。該系統以存儲設備為核心,通過應用層軟體對外提供數據存儲和業務服務。

㈩ 共享存儲區通信有哪些優點使用上有哪些限制

共享存儲區通信的優點有:常用的集中式多處理機使用的通信機制兼容。

限制有:是針對其他通信機制運行效率較低而設計的。往往與其它通信機制,如信號量結合使用,來達到進程間的同步及互斥。

共享存儲是指兩個或多個處理機共用一個主存儲器的並行體系結構。每一個處理機都可以把信息存入主存儲器,或從中取出信息。處理機之間的通信通過訪問共享存儲器來實現。

系統結構

1、無高速緩沖存儲器的集中式

這種結構的處理機沒有高速緩沖存儲器,多個處理機通過交叉開關或多級互聯網路等直接訪問共享存儲器。由於任一存儲單元在系統中只有一個備份,這類系統不存在高速緩沖存儲器一致性問題,系統的可伸縮性受限於交叉開關或多級互聯網路的帶寬。

2、基於高速緩沖存儲器的集中式

在這種結構的系統中,每個處理機都有高速緩沖存儲器,多個處理機一般通過匯流排與存儲器相連。每個處理機的高速緩沖存儲器通過偵聽匯流排來維持數據一致性。

3、具有高速緩沖存儲器一致性的分布式

這種結構稱為高速緩沖存儲器一致的非均勻存儲訪問結構。這類系統的共享存儲器分布於符結點之間。結點之間通過可伸縮性好的互聯網路相連,每個處理機都能緩存共享單元,高速緩沖存儲器一致性的維護是這類系統的關鍵,決定著系統的可伸縮性。

4、唯高速緩沖存儲器的分布式

在這種結構中,每個結點的存儲器相當於一個大容量的高速緩沖存儲器,數據一致性也在這一級維護。這種系統的共享存儲器的地址是活動的。存儲單元與物理地址分離,數據可以根據訪存模式動態地在各結點的存儲器間移動和復制。

5、無高速緩沖存儲器一致性的分布式

這種結構稱為無高速緩沖存儲器一致性的非均勻存儲訪問結構。它的特點是雖然每個處理機都有高速緩沖存儲器,但硬體不負責維護高速緩沖存儲器一致性,而由編譯器或程序員來維護。