月度归档： 2014 年 9 月

网工 错题整理03

差分曼彻斯特编码

差分曼彻斯特编码属于一种双相码，中间电平只起到定时的作用，不用于表示数据。信号开始时有电平变化则表示0，没有电平变化则表示1。 题目的第一位信号波形没有前信号波形比较，因此无法判断图形表示0还是1，只需要判断后面6位图形代表的数字含义即可。后6位差分曼彻斯特编码的信号波形表示的数据是111011，所以选项为D

差分曼彻斯特编码：比特流之间电位无变化代表1，有变化代表0。

这里如果答案是B 第1位和第2位之间电位无变化，如果第1位为1；那么第2位也是1 所以答案不成立。

曼彻斯特编码

是一种同步时钟编码技术。通过电平的高低转换来表示“0”或“1”，每一位的中间有一个跳变的动作，这个动作既作时钟信号，又作数据信号，但因为每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2，其编码效率为50%。常用于局域网传输！

与差分曼彻斯特编码的区别

差分曼彻斯特编码,它在每个时钟位的中间都有一次跳变，传输的是”1″还是”0″，是在每个时钟位的开始有无跳变来区分的。

曼彻斯特编码是一个比特位占时钟周期的一半，当传输”1″时，在时钟周期的前一半为高电平，后一半为低电平；

线路速率与传输耗时

局域网上相距2km的两个站点，采用同步传输方式以10Mb/s的速度发送150000字节大小的IP报文。假定数据帧长为1518字节，其中首部为18字节；应答帧为64字节。若收到对方的应答帧后立即发送下一帧，则传送该文件花费的总时间为（1）ms（电路传播速率为200m/μs，线路有效速率为（2）Mb/s。

  1. 总时间计算：
    • 发送一个数据帧的时间 = 数据帧长度 / 速度 = (1518 +64) 字节 / (10 Mb/s) = 1582字节 / (10 * 10^6 b/s) = 1582*8bit/10*10^6= 1.2656ms=1265.6us。
    • 应答帧的往返时间 = 2 * 距离 / 传播速率 = 2 * 2000 m / (200 m/μs) = 20 μs。
    • 因此，总的发送时间 = 数据帧数量 * (发送一个数据帧的时间 + 应答帧的往返时间)。
      • 数据帧数量 = 文件大小 / 每个数据帧包含的有效数据量 = 150000 字节 / (1518 – 18) 字节/帧 = 100帧。
      • 因此，总的发送时间 = 100 * (1265.6 μs + 20 μs) ≈ 128560 μs = 128.56 ms。
  2. 线路有效速率计算：
    • 线路有效速率 = 传送1500字节所占用的时间/传送一帧的总时间*带宽[(1500*8bit)/10Mbs]/1285.6us*10Mbs=0.0012s/1285.6us*10Mbs=0.000933(us)*10Mb/s=0.933s*10Mb/s=9.33Mb/s

所以，传送该文件花费的总时间为128.56 ms，线路有效速率为9.33 Mb/s(答案貌似错误）。

编码

1000BASE-T的最大网段长度是（），为了提高编码效率，采用了（）编码方式。

1000Base-T，采用非屏蔽双绞线，最大网段是100米。

由于千兆以太网的速率要求高，因此相应的线缆的长度也就缩短了，而且采用了一种新的基于光纤信道的编码方案：PAM5。

香农与奈奎斯特定律

有噪声的情况下根据香农公式C=B(带宽）*log(1+s/n)；

无噪声的情况下根据奈氏定理计算最大传输速率C=2W*logN=B*logN (其中B是波特率、W是带宽、N是码元种类）

电话信道的频率为0-4kHz，若信噪比为30dB，该电话信道的容量为（1），要达到该容量，至少需要（2）个信号状态。(先使用香农公式计算速率，再使用奈氏定理计算码元种类）

用香农定理通道容量=Wlog2(1+S/N)，又因为信噪比=10log10(S/N)，1dB=10*logS/N 所以30dB 计算出S/N=1000，所以通道容量≈40Kbps，而回到奈奎斯特定律，通道的最大容量=2Wlog2（N），算出N=32。

香农公式表述了在给定带宽 B 和信噪比 S/N 的情况下，无差错传输信息的最大速率 C，单位是比特每秒 (bps)。公式如下：

CDMA码片序列

假设CDMA发送方在连续两个时隙发出的编码为：+1-1+1-1+1-1-1-1+1-1-1-1+1+1+1+1，发送方码序列列为+1-1+1-1-1，则接收方解码后的数据应为（25）

假定在一个CDMA系统中，两个发送方发送的信号进行叠加，发送方1和接收方1共享的码片序列为：(1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1)，发送方2和接收方2共享的码片序列为：(-1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, 1)。假设发送方1和发送方2发送的两个连续bit经过编码后的序列为：(2, 0, 2, 0, 2, -2, 0, 0)，(0, -2, 0, 2, 0, 0, 0, 2, 2)，则接收方1接收到的两个连续bit应为( )。

千兆和万兆以太网最小帧长

传统以太网采用CSMA/CD控制方式，规定帧长最短64字节，最长1518字节，发展到千兆以太网，因为速率提高，如果维持帧的最短帧长不变，则CSMA/CD就会出错，因此将帧的最短帧长调整为512字节，万兆以太网保持了帧长与千兆以太网一致，且不再使用CSMA/CD。

CRC 校验码

信息位为10100110，生成多项式为f(x)=x^5+x^4+x+1，则得到的CRC码为（29)

x^5+x^4+x+1 多项式系数为110011，信息们后加5个0 得到1010011000000 除以多项式系数110011得到的余数就是CRC校验码110000

传输延迟

本题考查的是关于数据传输的基本时间计算，这里要特别注意的是题干直接给出了链路的传播速率，因此不要使用我们平常记住的信号传输速度的常数。

数据传输时间=信号的传输时延+传播时延；由于在原目的节点中间存在有2个路由器，每个路由器都会使用存储转发的方式转发数据，因此在这三段链路上，数据会被发送三次。由于三段链路的总距离为503km，因此这三段链路的传播时延是：503*10^3m/3*10^8m/s=167.67*10^(-5)s=0.00168s

而三次传输因为其链路速率不同，所以三次传输的时间也各不相同，可以由数据长度/链路速率计算得出，三次传输延时的时间是：16000b/10*10^6b/s+16000b/1*10^6b/s+16000b/100*10^6b/s=0.01776s

总延迟=传播时延+传输时延=0.00168s+0.01776s≈0.019s

Massive MIMO 技术

在5G技术中，用于提升接入用户数的关键技术是 Massive MIMO （大规模多输入多输出）。

Massive MIMO是一种天线技术，它在基站侧使用大量的天线阵列来同时服务多个用户。通过空分复用（SDMA – Space Division Multiple Access），Massive MIMO能够在相同的频谱资源上为多个用户提供独立的数据流，从而极大地增加了系统的容量和频谱效率。这种技术不仅提升了接入用户数，还改善了网络的整体性能，包括数据传输速率和延迟。

Massive MIMO的工作原理包括：

  • 利用波束赋形技术，形成窄波束来集中能量向特定用户发送信号，减少了干扰并提高了信号强度。
  • 在空间维度上实现了多用户的复用，即在同一时间和频率资源上服务多个用户。
  • 提升了频谱效率，因为可以更有效地利用有限的频谱资源。

因此，Massive MIMO是5G技术中一项重要的创新，它有助于满足5G网络对于高密度用户连接的需求。

网工 存储技术

https://support.huawei.com/enterprise/zh/knowledge/EKB1000947810

RAID 6中的数据冗余通过（1）技术实现，如果有2块80G的盘、1块60G和1块40G做RAID 6阵列，此时RAID 6的可用容量是（2）

(1) RAID 6中的数据冗余通过什么技术实现？ 答：RAID 6中的数据冗余通过双重奇偶校验技术实现。

(2) 如果有2块80G的盘、1块60G和1块40G做RAID 6阵列，此时RAID 6的可用容量是多少？

可用容量 = (N – 2) * 单个硬盘最小磁盘容量= （4-2）*40=80G

IP SAN技术（又称iSCSI）是在传统IP以太网架构的SAN存储网络，把服务器与存储连接起来。IP SAN把SCSI协议封装在IP协议中，这样用于本机的SCSI协议可以通过TCP/IP网络发送。IP SAN成本较低，有扩展能力，适用性强。

InfiniBand

InfiniBand架构是一种支持多开发现链接的“转换连线”技术，也是新一代服务器I/O标准，它将I/O与CPU/存储器分开，采用基于通道的高速串行线路和可扩展的光纤交换网络替代共享总线结构。

InfiniBand可以处理存储I/O、网络I/O，也能够处理进程间通信（IPC），Infiniband在主机侧采用RDMA技术，把主机内数据处理的时延从几十微秒降到几微秒。

InfiniBand可以将磁盘阵列、SAN、LAN、服务器和集群服务器进行互联，也可以连接外部网络，可实现高带宽（40G bps、56G bps和100G bps）、低时延（几百纳秒）、无丢包性（媲美FC网络的可靠性）。

# 主要概念 

1. 高带宽：

   – Infiniband 提供极高的数据传输速度，常见的速率有 40 Gbps、56 Gbps、100 Gbps 和更高。 

2. 低延迟：

   – Infiniband 的延迟非常低，通常在微秒级别，这是高性能计算和实时数据处理应用的关键需求。 

3. RDMA（Remote Direct Memory Access）：

   – 允许一个计算机直接访问另一台计算机的内存，而无需通过操作系统。这大大降低了延迟和 CPU 负载。 

4. 拓扑结构：

   – 支持多种网络拓扑，包括 Fat-Tree、3D Torus 和 Dragonfly，用于优化网络性能和扩展性。 

5. QoS（Quality of Service）：

   – 提供服务质量保证，确保关键应用的数据流优先处理。 

# 主要设备 

1. HCA（Host Channel Adapter）：

   – 主机通道适配器，安装在服务器或工作站上，提供 Infiniband 网络接口。 

2. Switch（交换机）：

   – 用于连接多个 HCA 设备，组成 Infiniband 网络。交换机具有高吞吐量和低延迟的特点。 

3. Router（路由器）：

   – 连接不同的 Infiniband 子网，支持更大规模的网络拓扑。 

4. Cable（电缆）：

   – 使用光纤或铜缆连接 HCA 和交换机。常见的电缆类型包括 QSFP 和 CXP。 

# 组网方法 

1. 单层拓扑（Single Layer Topology）：

   – 简单的组网结构，适用于小规模集群，所有节点通过一个或多个交换机直接互连。 

2. Fat-Tree 拓扑：

   – 一种多级的树形结构，提供高带宽和低延迟，适用于大规模集群。每个交换机层次之间有多条路径，增加了网络的容错性和负载均衡能力。 

3. 3D Torus 拓扑：

   – 三维环形结构，节点连接成环状，适用于超大规模的 HPC 集群。每个节点与相邻节点直接连接，提供高带宽和低延迟的点对点通信。 

4. Dragonfly 拓扑：

   – 一种超大规模网络结构，提供极高的带宽和低延迟。Dragonfly 拓扑通过分层结构和全互连的超级节点，最大限度地减少了网络跳数，提高了性能。

 # 组网示例 

## 示例 1：小型集群 

– 使用单个 36 端口 Infiniband 交换机连接 32 个节点。

– 每个节点安装一个 HCA，通过 QSFP 电缆连接到交换机。 

## 示例 2：中型集群（Fat-Tree 拓扑） 

– 使用三个层次的交换机组成一个 Fat-Tree 结构。

– 顶层使用 12 个核心交换机，中间层使用 24 个汇聚交换机，底层使用 48 个边缘交换机。

– 每个节点通过 HCA 连接到底层的边缘交换机。 

## 示例 3：大型集群（3D Torus 拓扑） 

– 节点以三维环状排列，每个节点有六个连接端口，分别连接到前后、左右、上下的相邻节点。

– 使用多条路径进行数据传输，确保高带宽和低延迟。

https://www.cnblogs.com/augustone/articles/18261227

IntServ服务的优缺点

IntServ模型的优点： 提供绝对保证的QoS，因为RSVP在从源端到目地端的每个路由器上运行，能监视每个数据流，以防资源浪费。 在源端与目的地之间，RSVP可以用现有的路由协议决定数据流的通路，RSVP使用IP包承载，通过周期性重传路径和RSVP消息，能对网络拓扑的变化做出反应。 可支持多播，RSVP协议能让路径消息识别多播的所有端点，并将路径消息发送给它们，还能把来自每个接收端的RSVP消息合并成一个网络请求点上，让一个多播能在分开的连接上发送。

IntServ模型的缺点： 状态信息的数量与流的数目成正比。因此在大型网络中，按每个流进行资源预约会产生很大的开销。 IntServ体系结构复杂。若要得到有保证的服务，所有的路由器都必须装有 RSVP、接纳控制、分类嚣和调度嚣。 综合服务 IntServ 所定义的服务质量等级数量太少，不够灵活。

RAID技术

RAID 6（Redundant Array of Independent Disks 6）是一种磁盘阵列技术，它提供了比RAID 5更高的容错能力。RAID 6能够容忍两个硬盘同时故障而不丢失数据，这对于需要高可靠性和数据完整性的应用场景非常有用。下面是一些关于RAID 6的关键特性：

RAID 6 的工作原理

RAID 6 结合了奇偶校验和条带化技术，通常使用双重奇偶校验（dual parity）。这意味着在数据条带化的同时，计算并存储两组奇偶校验信息，通常称为 P 和 Q 奇偶校验。这样，即使有两个硬盘同时故障，也可以从剩余的硬盘和奇偶校验信息中恢复数据。

RAID 6 的优点

  1. 高可靠性：由于支持两个硬盘同时故障，RAID 6 提供了很高的可靠性。
  2. 数据保护：即使有两个硬盘故障，数据也不会丢失。
  3. 性能：在读取方面，RAID 6 性能与 RAID 5 类似，但在写入方面可能会稍微慢一些，因为需要计算两组奇偶校验信息。

RAID 6 的缺点

  1. 成本：为了达到双硬盘容错，需要额外的硬盘容量，这会增加成本。
  2. 性能影响：写入性能可能会受到一定影响，特别是在需要频繁写入的环境中。
  3. 重建时间：当一个硬盘故障后重建的时间可能会比较长，尤其是在大型阵列中。

RAID 6 的配置

RAID 6 阵列至少需要四个硬盘驱动器。例如，一个由六个硬盘组成的 RAID 6 阵列将拥有四个数据盘和两个用于存储奇偶校验信息的盘。

RAID 6 的类型

  • RAID 6 (P+Q)：这是最常见的 RAID 6 实现方式，它使用两组奇偶校验位（P 和 Q）。
  • RAID 6 (DP)：双重奇偶校验 RAID 6，也称为 DP RAID 6。

应用场景

RAID 6 适合需要高可用性和数据完整性的场景，例如企业级服务器、数据中心存储解决方案、视频编辑工作站等。

配置示例

以下是一个简单的 RAID 6 配置示例，假设我们有六个硬盘：

  • 硬盘数量：6
  • 数据盘：4
  • 奇偶校验盘：2 (P 和 Q)

假设我们有如下布局：

  • 硬盘 1: Data 1
  • 硬盘 2: Data 2
  • 硬盘 3: Data 3
  • 硬盘 4: Data 4
  • 硬盘 5: P (Data 1 + Data 2 + Data 3 + Data 4)
  • 硬盘 6: Q (Data 1 + Data 2 + Data 3 + Data 4)

如果硬盘 1 和硬盘 2 故障，可以通过硬盘 3、硬盘 4、硬盘 5 和硬盘 6 中的数据恢复硬盘 1 和硬盘 2 的数据。

RAID 5（Redundant Array of Independent Disks 5）是一种常用的磁盘阵列技术，它结合了数据条带化和奇偶校验信息，以提高存储系统的性能和数据冗余。下面是一些关于 RAID 5 的关键特性和工作原理：

RAID 5 的工作原理

RAID 5 使用数据条带化（data striping）技术将数据分散到多个硬盘上，并在这些硬盘上同时计算和存储奇偶校验信息。这意味着每个硬盘都包含一部分数据以及一部分奇偶校验信息，而不是像 RAID 4 那样将所有的奇偶校验信息存储在一个单独的硬盘上。

RAID 5 的优点

  1. 高可靠性：RAID 5 能够容忍一个硬盘故障而不丢失数据。在硬盘故障时，数据可以从其余硬盘和奇偶校验信息中恢复。
  2. 高性能：由于数据分布在多个硬盘上，RAID 5 在读取性能方面表现出色。
  3. 成本效益：相比 RAID 1（镜像），RAID 5 提供了更好的存储空间利用率。

RAID 5 的缺点

  1. 写入性能：写入性能可能略低，因为每次写入都需要更新奇偶校验信息。
  2. 重建时间：当一个硬盘故障后，重建过程可能比较耗时，尤其是当阵列较大时。
  3. 多硬盘故障风险：虽然 RAID 5 可以容忍一个硬盘故障，但如果在重建过程中另一个硬盘也发生故障，则可能导致数据丢失。

RAID 5 的配置

RAID 5 阵列至少需要三个硬盘驱动器。例如，一个由四个硬盘组成的 RAID 5 阵列将拥有三个数据盘和一个用于存储奇偶校验信息的盘。随着硬盘数量的增加，数据的条带化和奇偶校验分布也会更加均匀。

配置示例

假设我们有四个硬盘组成一个 RAID 5 阵列：

  • 硬盘数量：4
  • 数据盘：3
  • 奇偶校验盘：1

假设我们有如下布局：

  • 硬盘 1: Data 1
  • 硬盘 2: Data 2
  • 硬盘 3: Data 3
  • 硬盘 4: P (Data 1 + Data 2 + Data 3)

其中 P 代表奇偶校验信息。奇偶校验信息是通过计算数据块的异或（XOR）结果得到的。

应用场景

RAID 5 适用于需要高可靠性和良好读取性能的应用场景，例如企业级服务器、小型到中型数据库、视频监控系统等。

注意事项

  • 硬盘容量匹配：RAID 5 中的所有硬盘应具有相同的容量，以确保最佳性能和数据完整性。
  • 热备盘：在一些部署中，可以添加一个或多个热备盘来加快重建过程，提高系统可用性

RAID 10（也称为 RAID 1+0）是一种结合了镜像（RAID 1）和条带化（RAID 0）技术的磁盘阵列配置。这种配置提供了高可靠性和良好的性能，非常适合需要高数据完整性和快速读写的应用场景。下面是一些关于 RAID 10 的关键特性和工作原理：

RAID 10 的工作原理

RAID 10 是通过先镜像再条带化的方式构建的。首先创建镜像对（RAID 1），然后将这些镜像对条带化（RAID 0）。这意味着数据被分成条带存储在镜像对中，每个条带都有一个镜像副本。

RAID 10 的优点

  1. 高可靠性：由于每个数据块都有一个镜像副本，RAID 10 可以容忍一个硬盘故障而不丢失数据。
  2. 高性能：RAID 10 结合了条带化的优势，因此在读写性能方面表现出色。
  3. 数据完整性：镜像提供了数据冗余，确保了数据的安全性。

RAID 10 的缺点

  1. 成本较高：为了达到镜像的效果，需要更多的硬盘来存储相同的数据量，这增加了成本。
  2. 存储效率：与 RAID 5 或 RAID 6 相比，RAID 10 的存储效率较低，因为一半的存储空间用于镜像副本。

RAID 10 的配置

RAID 10 至少需要四个硬盘驱动器。一个典型的 RAID 10 配置包括两个或多个镜像对，每个镜像对由两个硬盘组成。例如，一个由八个硬盘组成的 RAID 10 阵列可以分为四对镜像对，每对镜像对内部的数据是相同的。

配置示例

假设我们有四个硬盘组成一个 RAID 10 阵列：

  • 硬盘数量：4
  • 镜像对：2
  • 每个镜像对的硬盘数：2

假设我们有如下布局：

  • 硬盘 1 & 硬盘 2: 镜像对 A
  • 硬盘 3 & 硬盘 4: 镜像对 B

数据将按照条带化的方式存储在镜像对 A 和 B 之间，每个条带都有一个镜像副本。例如：

  • 硬盘 1: Data 1
  • 硬盘 2: Data 1 (镜像副本)
  • 硬盘 3: Data 2
  • 硬盘 4: Data 2 (镜像副本)

应用场景

RAID 10 适用于需要高可靠性和高性能的应用场景，例如数据库服务器、文件服务器、视频编辑工作站等。

注意事项

  • 硬盘容量匹配：RAID 10 中的所有硬盘应具有相同的容量，以确保最佳性能和数据完整性。
  • 故障恢复：如果一个硬盘故障，只需替换该硬盘即可，镜像副本可以确保数据的完整性。

存储解决方案

  1. NAS (Network Attached Storage, 网络附加存储)
    • 描述：NAS 是一种通过网络提供文件级数据存储服务的设备。它通常拥有自己的操作系统，并通过标准的文件共享协议（如 NFS、SMB/CIFS）来提供文件访问服务。
    • 应用场景：适用于需要共享文件的多个用户或部门。
    • 优点：易于管理和使用，支持多种操作系统和文件共享协议。
    • 缺点：对于需要高性能块级存储的应用可能不是最佳选择。
  2. DAS (Direct Attached Storage, 直连存储)
    • 描述：DAS 是直接连接到服务器的存储设备，如内部硬盘驱动器或外部存储盒。
    • 应用场景：适用于小型办公室或家庭办公环境。
    • 优点：成本低，易于安装和管理。
    • 缺点：扩展性和共享能力有限。
  3. SAN (Storage Area Network, 存储区域网络)
    • 描述：SAN 是一种专门用于集中存储资源的高速网络。它可以使用多种技术，包括FC (Fiber Channel) 和 IP SAN。
    • 应用场景：适用于大型企业环境，尤其是需要高性能和高可用性的应用。
    • 优点：高可用性、高扩展性、高性能。
    • 缺点：成本较高，部署和管理复杂。
  4. Object Storage (对象存储)
    • 描述：对象存储是一种非结构化数据的存储方式，特别适合存储大量文件，如图像、视频和文档。
    • 应用场景：适用于云存储服务、媒体流服务、备份和归档。
    • 优点：高度可扩展、易于管理、成本效益好。
    • 缺点：对于需要快速随机访问的结构化数据可能不是最佳选择。
  5. Software-defined Storage (SDS, 软件定义存储)
    • 描述：SDS 是一种通过软件来管理和分配存储资源的方法，可以跨多台物理服务器实现存储虚拟化。
    • 应用场景：适用于数据中心、私有云和混合云环境。
    • 优点：灵活性高、易于扩展、成本效益好。
    • 缺点：可能需要额外的软件支持和管理。
  6. Hyperconverged Infrastructure (HCI, 超融合基础架构)
    • 描述：HCI 是一种将计算、存储和网络资源整合在一个单一设备或平台中的解决方案。
    • 应用场景：适用于虚拟化环境、数据中心整合、云环境。
    • 优点：集成度高、易于部署和管理、灵活性好。
    • 缺点：可能需要较大的初始投资。
  7. All-Flash Arrays (全闪存阵列)
    • 描述：全闪存阵列是使用固态驱动器 (SSDs) 作为主要存储介质的存储系统。
    • 应用场景：适用于需要高性能和低延迟的应用程序。
    • 优点：极高的IOPS性能、低延迟。
    • 缺点：成本相对较高。

机械磁盘的性能指标

计算机中机械硬盘的性能指标包括磁盘转速及容量、平均寻道时间。

硬盘平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。

  1. 平均寻道时间：硬盘磁头从一个磁道移动到另一个磁道所需要的平均时间。它描述硬盘读取数据的能力，单位为毫秒。
  2. 平均等待时间：数据所在的扇区转到磁头下方的平均时间。一般认定，平均等待时间=1/2×磁盘旋转一周的时间。

NL-SAS盘与SATA盘的区别

https://blog.csdn.net/UnionMemory/article/details/128135724

NL-SAS（Near-Line SAS）盘并不是SATA盘，尽管它们在某些方面有相似之处。以下是两者的主要区别：

NL-SAS 盘

  • 接口：NL-SAS盘使用的是SAS接口。
  • 性能：虽然被称为“近线”存储，但NL-SAS盘的性能通常优于SATA盘，尤其是在随机I/O和可靠性方面。
  • 转速：NL-SAS盘的转速通常为7200 RPM，有些型号可能达到10000 RPM。
  • 应用场景：适用于需要较高容量且对性能有一定要求的应用，如归档、备份、大数据存储等。
  • 成本：成本介于高性能SAS盘和SATA盘之间。

SATA 盘

  • 接口：SATA盘使用的是SATA接口。
  • 性能：SATA盘的性能通常较低，特别是在企业级应用中，其随机I/O性能和可靠性不如SAS或NL-SAS盘。
  • 转速：常见的SATA盘转速为5400 RPM或7200 RPM。
  • 应用场景：主要用于个人电脑、消费级存储设备以及一些对性能要求不高的企业应用。
  • 成本：SATA盘的成本通常低于SAS和NL-SAS盘。

总结

  • 接口不同：NL-SAS盘使用SAS接口，而SATA盘使用SATA接口。
  • 性能差异：NL-SAS盘在性能上优于SATA盘，尤其是在企业级环境中。
  • 应用场景：NL-SAS盘更适合企业级应用，尤其是那些需要较大容量和一定性能保证的应用；SATA盘则更常见于消费级市场和个人用户。

因此，NL-SAS盘不是SATA盘，而是具有SAS接口的高容量硬盘，设计用于提供比SATA盘更好的性能和可靠性。

请简要描述快照、远程复制和LUN拷贝这三种数据备份技术的特点和应用场景。

快照 (Snapshot)

特点：

  • 即时性：快照可以几乎瞬间创建，对生产系统的影响极小。
  • 空间效率：通常采用写时复制（Copy-On-Write, COW）或写前拷贝（Redirect-On-Write, ROW）机制，只记录数据变化的部分，因此存储开销较小。
  • 一致性：能够提供某一时间点的数据一致性视图，适合用于恢复到特定时间点的状态。

应用场景：

  • 数据保护：在进行系统升级、打补丁或配置更改之前创建快照，以便于快速回滚。
  • 测试和开发：为开发和测试环境提供与生产环境一致的数据副本，而不需要占用大量存储空间。
  • 备份：作为传统备份的补充，可以在短时间内恢复数据，减少RTO（恢复时间目标）。

远程复制 (Remote Replication)

特点：

  • 异地保护：将数据从一个地点复制到另一个地点，通常用于灾难恢复。
  • 同步/异步：可以是同步复制（实时复制，保证数据的一致性但可能影响性能）或异步复制（定时复制，有一定的数据丢失风险但对性能影响小）。
  • 网络依赖：需要可靠的网络连接来传输数据。

应用场景：

  • 灾难恢复：确保在主站点发生灾难时，可以从远程站点快速恢复业务。
  • 业务连续性：通过保持远程站点的数据最新，可以在主站点故障时无缝切换到远程站点继续服务。
  • 多数据中心：适用于跨地域的数据中心，实现数据的分布式管理和访问。

LUN拷贝 (LUN Copy)

特点：

  • 全量复制：通常是基于LUN级别的完整数据复制，包括所有数据块。
  • 一次性操作：一旦开始复制，会持续直到整个LUN的数据都被复制完毕。
  • 资源消耗：由于是全量复制，所以在复制过程中可能会消耗较多的存储和带宽资源。

应用场景：

  • 初始配置：在新的存储设备上快速部署相同的数据集。
  • 迁移和归档：将数据从一个存储系统迁移到另一个存储系统，或者用于长期归档。
  • 克隆：为数据分析、报告生成等用途创建独立的数据副本，不影响原始数据。

总结

  • 快照 适合于需要频繁创建数据状态保存点，并且对存储空间要求不高的场景。
  • 远程复制 适用于需要在不同地理位置之间进行数据保护，以应对自然灾害或其他大规模故障的情况。
  • LUN拷贝 适用于需要完整复制整个LUN数据的情况，如数据迁移、归档或创建独立的数据副本。

RAID2.0

  • 传统RAID是基于一块块硬盘来做RAID，硬盘故障导致恢复时间变的很长，RAID2.0不再以硬盘为单位做RAID，而是先将同RAID组中的所有硬盘切块，基于块来构建RAID组。
  • Raid2.0技术特点：
  • 快速重构：存储池内所有硬盘参与重构，相对于传统RAID重构速度大幅提升；
  • 自动负载均衡：RAID2.0使得各硬盘均衡分担负载，不再有热点硬盘，提升了系统的性能和硬盘可靠性；
  • 系统性能提升：LUN基于分块组创建，可以不受传统RAID硬盘数量的限制分布在更多的物理硬盘上，因而系统性能随硬盘IO带宽增加得以有效提升；
  • 自愈合：当出现硬盘预警时，无需热备盘，无需立即更换故障盘，系统可快速重构，实现自愈合。

https://forum.huawei.com/enterprise/zh/thread/blog/580896528992714752

网工 通讯线路物理层编码

https://www.cnblogs.com/laojie4321/archive/2012/04/09/2439475.html

通信线路的编码就像商品的包装，商品包装的目的是使商品更适合运输，在运输过程中不受损，同样，线路编码的目的就是使编码后的二进制数据更适合线路传输。

物理层的编码可以分为两类。
一类是和物理介质相关，常用的光接口码型有NRZ、NRZI；电接口码型有HDB3、BnZS、CMI、Manchester、MLT-3。
另一类和物理介质无关，比如百兆以太网用的4B/5B编码，千兆以太网用的8B/10B编码，万兆以太网用的64B/66B编码。

百兆以太网、千兆以太网、万兆以太网使用的编码各不相同。

数据信号调制为模拟信号和 数据信号调制为数字信号

数字信号调制为模拟信号可以利用调幅（ask)、调频(fsk)、相位(psk)(三种技术和三者结合。QAM(正交幅度调制） 就是利用三者的结合表示更多的信号。

（1）物理介质相关编码

NRZ码：

NRZ即Non-Return to Zero Code, 非归零码，光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此码型。NRZ是一种很简单的编码方式，用0电平和1电平分别二进制的“0”和“1”，编码后速率不变，有很明显的直流成份，不适合电接口传输。

NRZI码：

NRZI即Non-Return to Zero Inverted，非归零反转码，光接口100Base-FX使用此码型。编码不改变信号速率。
NRZI编码规则：
1).如果下一个输入二进制位是“1”，则下一个编码后的电平是当前电平跳变后的电平；
2).如果下一个输入二进制位是“0”，则编码后的电平与当前保持一致。

NRZ和NRZI都是单极性码，即都只有正电平和零电平，没有负电平，所以NRZ和NRZI码中有很多直流成份，不适合电路传输，并且NRZ和NRZI编码本身不能保证信号中不包含长连“0”或长连“1”出现，不利于时钟恢复。

MLT-3即Multi-Level Transmit -3，多电平传输码，MLT-3码跟NRZI码有点类似，其特点都是逢“1”跳变，逢“0”保持不变，并且编码后不改变信号速率。与NRZI码不同的是，MLT-3是双极性码，有”-1”、“0”、“1”三种电平，编码后直流成份大大减少，可以进行电路传输，100Base-TX采用此码型。
MLT-3编码规则：
1).如果下一输入为“0”，则电平保持不变；
2).如果下一输入为“1”，则产生跳变，此时又分两种情况。
  (a).如果前一输出是“＋1”或“－1”，则下一输出为“0”；
  (b).如果前一输出非“0”，其信号极性和最近一个非“0”相反。

AMI即Alternate Mark Inversion，信号交替反转码，典型的双极性码，AMI类型的编码有HDB3、B3ZS、B8ZS等。
AMI编码规则：输入的“0”仍然是0，输入的“1”交替的变换为+1、-1。
AMI编码如下图所示：

AMI能保证编码后无直流分量，但AMI本身无法保长连“0”和长连“1”出现。
这就出现HDB3、B3ZS、B8ZS，这三种编码成功弥补了AMI码的这种缺陷。

HDB3码：

HDB3即High Density Bipolar of order 3 code，三阶高密度双极性码。

编码规则：
1).当原码没有四个以上连“0”串时，AMI码就是HDB3码。
2).当出现四个以上连“0”串时，将第四个“0”变成与其前面一非“0”同极性的符号，由于这个符号破坏了极性交替反转的规则，因此叫做破坏符号，用V符号表示(+1为+V，-1为-V)，相邻的V符号也需要极性交替。
3).当V符号之间有奇数个非“0”时，是能满足交替的，如为偶数，则不能满足，这时再将该小段的第一个“0”变成“＋B”或“－B”，B符号与前一个非“0”符号相反，并让后面的非“0”符号从V符号开始交替变化。HDB3码如下图所示：

换一种更好记的方法：两V码之间原始码非“0”个数为为奇数时，用000V代替0000，为偶数时，用B00V代替0000，B00V之后，原始极性码必须与V码极性相反。如下图所示：

B3ZS即Bipolar with three-zero substitution，三阶双极性码，T3线路用此编码。
编码规则与HDB3相同，只是编码后能允许最多连“0”的个数从HDB3的三个减小到两个。B3ZS码如下所示：

B8ZS码：
B8ZS即Bipolar with eigth-zero substitution，八阶双极性码，如果源码中没有8个或以上连“0”串时，这时AMI码就是B8ZS码，如果有8个或以上连“0”时，将8个“0”替换成“000VB0VB”，其他规则同HDB3码。T1线路采用此编码。如下所示：

CMI码：

CMI即Code Mark Inversion，信号反转码。
编码规则：输入的“1”交替用-1和+1表示，“0”用电平从-1到+1的跳变表示，也就是一个上升沿。E4和SMT-1e线路采用此编码，编码后信号速率被提高，其实是以牺牲带宽来换取传输特性。如下图所示：

Manchester码：
使用电平从+1到-1的变化表示“0”，使用电平从-1到+1的变化表示“1”,
编码效率低，只有50％，同CMI一样，是拿带宽换取传输特性，10Base-T使用此编码。

如下图所示：

各种链路与码型对应表：

（2）物理介质无关编码

什么是4B/5B编码？

4B/5B编码是百兆以太网（即快速以太网）中线路层编码类型之一，就是用5bit的二进制数来表示4bit二进制数，映射方式如下表所示：

为什么要进行4B/5B编码？
在通信网络中，接收端需要从接收数据中恢复时钟信息来保证同步，这就需要线路中所传输的二进制码流有足够多的跳变，即不能有过多连续的高电平或低电平，否则无法提取时钟信息。
Manchester（曼切斯特）编码可以保证线路中码流有充分的跳变，因为它是用电平从“-1”到“+1”的跳变来表示“1”，用电平从“+1”到“-1”的跳变来表示“0”，但是这种编码方式的效率太低，只有50%，相当于用线路的有效带宽来换取信号的跳变，十兆以太网就是使用Manchester编码，虽然线路的有效带宽只有10Mbps，但实际带宽却是20Mbps。
百兆以太网用的4B/5B编码与MLT-3编码组合方式，发送码流先进行4B/5B编码，再进行MLT-3编码，最后再上线路传输；千兆以太网用的是8B/10B编码与NRZ编码组合方式；万兆以太网用的是64B/66B编码；PCIE 3.0用的是128B/130B编码。

4B/5B编码规则有哪些？
4B/5B编码其实就是用5bit的二进制码来代表4bit二进制码。此编码的效率是80%，比Manchester码高。4B/5B编码的目的在前面已经说过了，就是让码流产生足够多的跳变。4位二进制共有16种组合，5位二进制共有32种组合，如何从32种组合种选取16种来使用呢？这里需要满足两个规则：
1). 每个5比特码组中不含多于3个“0”；
2). 或者5比特码组中包含不少于2个“1”；

此规则是怎么来的？这就要从MLT-3码的特点来解释了。MLT-3码的特点简单的说就是：逢“1”跳变，逢“0”不跳变。为了让4B/5B编码后的码流中有足够多的跳变就需要编码后的码流中有尽量多的“1”和尽量少的“0”。
这种编码的特点是将欲发送的数据流每4bit作为一个组，然后按照4B/5B编码规则将其转换成相应5bit码。5bit码共有32种组合，但只采用其中的16种对应4bit码的16种，其他的16种或者未用或者用作控制码，以表示帧的开始和结束、光纤线路的状态（静止、空闲、暂停）等。
三种应用实例是FDDI、100BASE－TX和100BASE－FX.
8B/10B编码与4B/5B的概念类似，例如在千兆以太网中就采用了8B/10B的编码方式。

在通信系统中，通信速度与线路传输中的调制速率，所谓调制速率是指单位时间内线路状态变化的数目，以波特(baud)为单位。如果采用曼彻斯特编码，在每个调制时间间隔内跳动两次，则数据传送速率是波特率的二分之一。在快速以太网中，数据传输速率为100Mbps，如果采用曼彻斯特编码，波特率将达200Mbps，对传输介质和设备的技术要求都将提高，增大了传输成本。如果使用4B/5B编码，在传输速率为100Mbps的情况下，其调制速率为：100M÷(4/5)＝125M(baud)。即波特率为125M baud，大大低于曼彻斯特编码时的200M baud，这样就在快速以太网中使用非屏蔽双绞线成为可能。

网工 错题分析08

案例1

试题一（共25分）

阅读以下说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸对应的解答栏内。

如图1-1为某公司的网络拓扑图。两台核心交换机提供设备冗余和负载均衡。

【问题1】(每空1分)

1、评价系统可靠性的技术指标包括哪两个？请说明他们与可靠性的关系。（4分）

评价系统可靠性通常采用MTBF (Mean Time Between Failures，平均故障间隔时间)和MTR(MeanTime to Repair，平均修复时间）这两个技术指标。MTBF是指一个系统平均故障间隔时间，通常以小时为单位。MTBF越多，可靠性也就越高。MTTR是指一个系统从故障发生到恢复所需的平均时间，广义的MTTR还涉及备件管理、客户服务等，是设备维护的一项重要指标。MTTR的计算公式为：MTTR=故障检测时间+硬件更换时间+系统初始化时间+链路恢复时间+路由覆盖时间+转发恢复时间。MTTR值越小，可靠性就越高。

2、可靠性技术的种类繁多，根据其解决网络故障的侧重不同，可分为故障检测技术和保护倒换技术。请列举出至少5种故障检测技术或保护倒换技术。（说明：保护倒换技术侧重于网络的故障恢复，主要通过对硬件、链路、路由信息和业务信息等进行冗余备份以及故障时的快速切换，从而保证网络业务的连续性。）（4分）

故障检测技术包括BFD和EFM，保护倒换技术包括接口备份、GR、NSR、接口监控组、VRRP、双机热备份等，具体看下表。

两种组网方式都能满足设备冗余和负载均衡的要求；

问题2

根据网络拓扑图，网络设计师张三拟采用MSTP+VRRP组合方式组网，网络设计师李四拟采用堆叠iStack方式组网，两种方式是否都能满足设备冗余和负载均衡需求？请综合比较这两种方式优缺点。

MSTP+VRRP的组网方式设备兼容性要求不高，组网更灵活，可以跨交换机实现组网，但是配置更为复杂，维护成本更高；

堆叠对设备型号匹配要求较高，而且两台交换机之间不能有其他的交换机，但具有强大的网络扩展能力（增加端口数量、带宽和处理能力），堆叠简化了配置和管理，可以实现跨设备链路聚合，实现快速收敛，在故障恢复方面，网络连续性也高于MSTP+VRRP。

【问题3】(每空5分)

如果路由器和总部的链路出现故障，此时经过互联网与总部联系，处于安全考虑，可以利用什么技术总部进行通信？如果分支结构所有人员均有访问总部网络的需求，则适合采用什么样的方式？

VPN

如果整个分支机构均有访问总部的需求，则适合把整个分支机构作为site站点，采用site-to-site的方式，比如在网络边界设备防火墙与总部边间设备建立IPSec VPN，工作在隧道模式。

【问题4】(6分)

为了解决总部和分支机构之间所有网络设备的时钟同步问题，需要配置NTP服务。

1、NTP协议是基于（1）协议的（2）号端口。(2分)

2、请例举出适用于NTP来时间同步的应用场景。（4分）

1、（1）UDP （2）123；

2、1）网络管理：对从不同路由器采集来的日志信息、调试信息进行分析时，需要以时间作为参照依据。

2）计费系统：要求所有设备的时钟保持一致。

3）多个系统协同处理同一个复杂事件：为保证正确的执行顺序，多个系统必须参考同一时钟。

4）备份服务器和客户机之间进行增量备份：要求备份服务器和所有客户机之间的时钟同步。

5）系统时间：某些应用程序需要知道用户登录系统的时间以及文件修改的时间。

案例2

阅读以下说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸对应的解答栏内。

某园区无线网络拓扑图如图1-1所示，使用AC-Campus(Agile Controller-Campus)作为园区网络的集中化控制核心，全局控制园区网络用户、业务与安全等策略。

【问题1】(6分)

1、在无线网络容量设计时，需要考虑的AP性能相关的802.11无线协议标准，WIFI 6使用的无线标准是（1），最高理论数据速率大约是（2）。（2分）

2、Wi-Fi 6对比之前的Wi-Fi 5，在哪几个方面性能有显著提升？（4分）高并发、低延迟、大带宽、低功耗

  • WLAN遵循802.11协议标准，从最开始的802.11a/b/g，经历802.11n（Wi-Fi 4）、802.11ac（Wi-Fi 5）、发展到最新的802.11ax（Wi-Fi 6），每一次的演进都带来了数据传输速率上的飞跃。
  • Wi-Fi 6对比之前的Wi-Fi 5，在这几个方面性能有显著提升：
  • 大带宽。Wi-Fi 6采用8×8 MIMO空间流、更多数量的子载波、1024-QAM编码方式等技术提升带宽，速率最高可达9.6Gbit/s。
  • 高并发。增加空间流，采用OFDMA技术提升频谱利用率，实现并发容量的增加。
  • 低时延。提升频谱利用率，采用BSS Color降低空口干扰率，实现时延的降低。
  • 低耗电。采用TWT（Target Wakeup Time）技术，按需唤醒终端Wi-Fi，减少耗电。
  • Wi-Fi 6的大带宽、高并发、低时延可以增强多用户高密并发、VR/AR/4K等大带宽低时延场景的用户体验。
  • 另外不同于Wi-Fi 5仅支持下行MU-MIMO，Wi-Fi 6能支持上行和下行OFDMA传输和上行、下行MU-MIMO传输，使得上行的数据传输速率也得到了提升。
  • 如果选用了外置天线的AP，还需要继续考虑配套的天线选型。

问题2】(6分，每空2分)

无线接入控制器AC的WLAN基本业务配置流程中包括创建AP组、配置网络互通、配置AP系统参数、WLAN业务，以下配置任务中，属于配置网络互通的是（3），属于配置AC系统参数的是（4），属于配置WLAN业务的是（5）。(6分，每空2分)

A. 配置DHCP服务器 B. 配置基本射频参数 C. 创建SSID模板

D. 创建安全模板E. 配置国家码（域管理模板） F. 配置各设备互通

G. 配置AP认证模板及AP上线 H. 配置AC的源接口

配置网络互通的有AF ;配置AC系统参数的有EH;配置WLAN业务的有BCDG

【问题3】(6分)

1、该园区网络中，多数AP采用了PoE供电方式。PoE技术的供电标准是（6）。PoE+技术的供电标准是（7）。PoE++技术的供电标准是（8）。

2、请简要说明PoE供电技术的优势。

（6）-（8）备选答案（每空1分）：

A. IEEE 802.3at

B. IEEE 802.3bt

C. IEEE 802.3ax

D. IEEE 802.3af

DAB ;

POE的供电优势：1、节点成本；2、简便安装 ；3、集中供电；4、统一标准和接口

2、管理方便：电源集中供电，管理方便。连接简捷：网络终端不需外接电源，只需要一根网线。节约成本：大量节省电源布线成本，提供简单、方便的电源安装方式。统一标准和接口：符合IEEE 802.3bt、IEEE 802.3af、IEEE 802.3at标准，使用全球统一的电源接口。提高可靠性：与UPS不间断电源结合使用，可以给IP摄像头、视频服务器和IP电话等提供冗余供电，防止断电情况发生。

【问题4】(7分)

在该园区无线网络中，AC-Campus(Agile Controller-Campus)是基于用户和应用的网络资源自动化控制系统。能为用户提供精细化接入控制和授权管理、业务随行、业务编排和终端安全功能。

1、准入控制是指出于网络安全考虑，对尝试接入网络的用户进行认证和授权，请列举出AC-Campus支持的准入控制认证方式。（3分）

2、请简要说明业务随行相对传统访问控制的优势。（4分）

1、802.1X认证、MAC认证、Portal认证和SACG认证（答出1点得1分）

2、在传统园区网络中，控制用户网络访问权限主要是通过NAC技术结合VLAN和ACL技术来实现的，无法与IP地址解耦，IP地址变化时需到多个设备变更配置，维护工作量大。而业务随行采用了基于业务的权限控制，能够让用户不论在哪里都能享受一致的业务体验；集中配置，新增设备自动配置；在用户位置变更时自动适配，管理员无需操作；而且随着设备的规模增加，维修效率提升越明显。（答出关键点即可得分）

PoE（Power over Ethernet）是一种通过以太网电缆同时传输数据和电力的技术。这项技术使得网络设备如IP电话、无线接入点、监控摄像头等不需要额外的电源插座就能工作，简化了安装并降低了成本。PoE供电有几种标准，这些标准由IEEE 802.3委员会制定，主要包括以下几个：

  1. IEEE 802.3af (PoE) – 这是最早的PoE标准，发布于2003年。
    • 最大功率：15.4W
    • 可用功率：通常为12.95W（考虑到线缆损耗）
    • 分类：定义了Type 1 PoE，支持Class 0到Class 3的设备。
  2. IEEE 802.3at (PoE+) – 也称为PoE Plus，发布于2009年。
    • 最大功率：30W
    • 可用功率：通常为25.5W
    • 分类：扩展了Type 1 PoE到Type 2 PoE，并增加了Class 4的支持。
  3. IEEE 802.3bt (PoE++) – 发布于2018年，进一步提升了PoE的能力。
    • 最大功率：90W
    • 可用功率：分为两个级别：
      • Type 3 PoE：最大60W，可用51W
      • Type 4 PoE：最大90W，可用71.3W
    • 分类：引入了新的Class等级，包括Class 5到Class 8。

供电方式

  • 模式A：利用数据线对（1,2 和 3,6）来传输电力。
  • 模式B：使用备用线对（4,5 和 7,8）来传输电力。
  • 4-pair供电：在IEEE 802.3bt中引入，可以同时使用所有四对线来传输电力，从而提高可提供的总功率。

兼容性

较新的PoE标准向后兼容旧的标准，即一个符合IEEE 802.3bt标准的PSE（供电设备）能够识别并适当地为符合任何先前PoE标准的PD（受电设备）提供电力。但是，如果PSE只支持较低的功率标准，则它可能无法为需要更多电力的新设备供电。

案例3

阅读以下说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸对应的解答栏内。

某企业的存储网络拓扑图如图2-1所示。

【问题1】(5分)

1、根据图 2-1 拓扑，可知该存储网络方式是（1）。

2、请从传输距离、兼容性、安全性和成本等方面比较FC SAN和IP SAN各自优缺点。

（1）备选答案

A. DAS B. NAS C.FC-SAN D.IP-SAN

参考答案:

1、（1）C

2、传输距离方面，FC SAN受到光纤传输距离的限制，而IP SAN理论上没有距离限制； 在兼容性方面，FC SAN兼容性差，而IP SAN所有IP网络设备都兼容；

在安全性方面，FC SAN安全性较高，而IP SAN安全性较低，容易丢包和被截取；

在成本方面，FC SAN需要购买光纤交换机、HBA卡、光纤等，成本较高，而IP SAN购买和维护成本相对较低，有更高的投资收益比例；

【问题2】（6分）

1、存储系统中，由于存储系统本身的容量开销，用户能使用的实际容量会小于存储系统提供的容量。在存储系统的容量开销中，为防止硬盘域成员盘失效造成数据丢失或性能降低而设计的开销指的是（B）；解决在I/O下发到硬盘过程中，由于某些操作导致数据分条校验不一致的问题而设计的容量开销是（E）；用于存放包括配置数据和运行日志等存储系统重要数据的是（C）。（6分，每空2分）

（6）~（8）备选答案

A. 校验数据或镜像数据带来的容量开销

B. 热备空间占用的容量

C. 保险箱盘占用的容量

D. 应用服务器侧文件系统和卷管理软件带来的容量开销

E. WriteHole占用的空间

F. 系统信息占用的空间

G. 元数据空间

H. 为提高系统性能和硬盘均衡性预留空间

G. 一体化容量。

2、假设存储系统有48块600GB SAS硬盘，包含4块保险箱盘，热备策略设置为“低”，RAID策略配置为RAID 6 8D+2P。则存储可用容量为多少？（请写出计算过程）

说明：每块盘会预留256MB用作写保护WriteHole空间；生产预留（系统信息）占用的空间577MB；每块盘容量的0.6%留作元数据空间；元数据备份占用的存储空间2%；提高系统性能和硬盘均衡性预留的空间1%；一体化利用率约为98.46%；采用的是“低”的热备策略，大于25块盘小于等于75块盘时需要占用2块硬盘的容量；单个保险箱盘占用的容量以5GB为例计算。(3分)

要计算存储系统的可用容量，我们需要考虑几个因素：硬盘的数量、每块硬盘的容量、RAID级别、以及热备盘和保险箱盘的影响。

  • 可用容量计算方法：
  • 假设存储系统有48块600GB SAS硬盘，包含4块保险箱盘，热备策略设置为“低”，RAID策略配置为RAID 6 8D+2P。则存储可用容量计算方式如下：
  • 1、600GB为硬盘厂商标称容量，因此，换算到操作系统的识别容量为：
  • 600GB × 1000 × 1000 × 1000 / 1024 / 1024 = 572204.590MB
  • 2、单块盘除去WriteHole占用的空间：（WriteHole是为了解决在I/O下发到硬盘过程中，由于某些操作导致数据分条校验不一致的问题。每块盘会预留256MB用作WriteHole空间。）
  • 572204.590MB – 256MB = 571948.590MB
  • 3、单块盘除去生产预留空间：
  • 571948.590MB – 577MB = 571371.590MB
  • 4、单块盘除去元数据占用的空间：
  • 571371.590MB × (1 – 0.6%) = 567943.361MB
  • 由于存储系统会预先将每块盘容量的0.6%留作元数据空间。而随着业务配置增加，存储系统会动态地为元数据分配存储空间，以实际业务配置为准。此处以0.6%为例进行说明。2%留作元数据备份空间。
  • 6、单块盘除去元数据备份占用的存储空间：
  • 567943.361MB × (1 – 2%) = 556584.494MB
  • 7、单块盘除去为提高系统性能和硬盘均衡性预留的空间：（每块盘还要预留1%的容量用于提高系统性能和硬盘均衡性。当该容量小于2GB时，取值为2GB。）
  • 556584.494MB × (1 – 1%) = 551018.649MB
  • 8、单块盘除去一体化容量占用的存储空间：（对硬盘进行格式化时，当单个扇区大小为520字节时，其中8字节存放校验数据；当单个扇区大小为4160字节时，其中64字节存放校验数据。此时一体化利用率约为98.46%（512/520或4096/4160））
  • 551018.649MB × 98.46%= 542532.962MB
  • 9、整个存储系统由于采用的是“低”的热备策略，需要占用2块硬盘的容量。因此，存储系统的除去热备空间的可用容量为：
  • 542532.962MB × (48 – 2) = 24956516.250MB
  • 换算成TB：24956516.250MB / 1024 / 1024 = 23.800TB
  • 10、除去保险箱数据占用的存储空间：（保险箱盘的一部分容量用于存放系统重要数据，包括配置数据和运行日志）
  • 23.800TB – 4 × 5GB = 23.781TB
  • 11、由于采用的是RAID 6 8D+2P，硬盘利用率为80%，因此得到存储系统最后的可用容量为：
  • 23.781TB × 80% = 19.025TB
  • 最后算出存储系统的可用容量约为“19.025TB”。

【问题3】(7分)

1、块业务的基本存储业务配置流程包括配置前准备、创建存储空间、配置映射视图并配置主机联通性、应用服务器使用存储空间等四个基本步骤。创建存储空间时又分为四步，正确的步骤顺序是（9）→（10）→（11）→（12）。（4分，每空1分）

2、硬盘域可以由同种存储介质或不同存储介质的硬盘组成。同种存储介质的硬盘组成一个存储层，包括高性能层、性能层、容量层，对于SSD盘、SAS盘、NL-SAS盘这三类磁盘，请描述该如何分配存储层，为什么？（3分）

（9）-（12）备选答案（每空1分）：

A. 创建磁盘域

B. 创建存储池

C. 创建LUN

D. 创建LUN组

参考答案:

1、（9）A （10）B （11）C （12）D

2、高性能层是由SSD盘组成，性能最高，由于其存储介质成本较高且单盘容量小，适合存放访问频率很高的数据。

性能层是由SAS盘组成，性能较高，由于其存储介质成本适中且单盘容量较大，适合存放访问频率中等的数据。

容量层是由NL-SAS盘组成，性能最低，由于其存储介质成本最低且单盘容量大，适合存放大容量的数据以及访问频率较低的数据。

【问题4】(6分)

请简要描述快照、远程复制和LUN拷贝这三种数据备份技术的特点和应用场景。

  • 快照的实现原理决定了该特性具有执行速度快、占用存储空间小、恢复速度快等特点。因此，快照可以广泛地应用于快速数据备份与恢复、数据持续保护、重新定义数据用途等场景。
  • 在业务离线的情况下，可以使用LUN拷贝进行不同LUN之间的数据拷贝。LUN拷贝特性的典型应用场景包括数据迁移、数据快速分发和数据集中备份。
  • 远程复制主要应用于数据的容灾备份，典型的业务应用场景包括中央容灾备份站点和两地三中心。
  • 不同的远程复制模式适用于不同的应用场景。
  • 同步远程复制：适用于主站点和从站点距离较近的场景，如同城（相同的数据中心或相同校园中）容灾备份。
  • 异步远程复制：适用于主站点和从站点距离较远或网络带宽有限的场景，如异地（跨国家/地区，全球）容灾备份。

网工 数据备份

https://www.cnblogs.com/qinlulu/p/13204815.html

备份的发展
在存储备份技术的发展过程中，衍生了下面几种主流的组网方式：Host、LAN、LAN-free、Server-free和Server-less。
1、Host
最原始的备份技术是在生产服务器上将备份数据直接拷贝至备份介质中，称之为Host备份方式。
点评:Host备份类似将C盘数据备份到D盘，该组网优点是数据传输速度快，备份管理简单；缺点是不利于备份系统的共享，不适合于现在大型的数据备份要求。

2、LAN
紧随其后出现的是LAN备份方式。在这种备份组网中，所有生产系统都需要安装备份客户端，并和备份服务器通过网络连接。备份服务器（也是主控服务器）控制整个系统的备份，数据备份时负责将数据通过网络传输到备份介质中。
点评:LAN备份组网解决了Host备份方式中的备份系统共享的问题，但是它对网络传输资源和备份服务器的资源依赖大，容易发生堵塞。

3、LAN-free
针对这种情况，衍生出第三种组网：LAN-free备份组网。在LAN-free备份组网中，生产系统安装有相关的备份客户端（负责与备份服务器通信）和备份介质管理软件（负责管理和使用备份介质）。备份时，备份服务器（主控服务器）只需要发送指令给生产系统，生产系统就会自动将相关的数据传输至备份介质中。

点评:相比于LAN备份，LAN-free备份彻底解放了网络资源，对备份服务器的压力也有所降低，但是对生产系统的压力依旧比较大。
如果数据能够不通过生产系统就直接传递到备份介质上，LAN-free的问题不就可以解决了吗？Server-free备份就是在这种情况下应运而出的。

4.Server-free备份方式

使用Server-free备份方式时，一般会结合阵列的快照功能一起使用。备份的时候，先创建该时间点下生产数据的快照并将其映射给备份服务器，然后由备份服务器将该快照挂载起来，最后将快照数据拷贝至备份介质。由于快照创建的时间非常短，所以这种组网下，备份窗口基本为零，对生产系统没有任何压力，所以称为Server-free备份。

点评: 前面的几种备份方式中，都有一个共性，就是都会占用生产服务器或者备份服务器的资源。那么有没有一种技术，能否彻底解放服务器资源呢？这就是Server-less备份方式。

5.Server-less备份方式

在Server-less备份模式下，数据在源存储介质和备份介质之间直接传输，通常是存储系统和磁带库之间。备份过程中，服务器只需要下发相应的命令给源存储介质即可，不需要再缓存数据，可以明显的降低对资源的占用。而且，由于存储系统的资源配置一般都要高于服务器的资源配置，这种备份方式下的性能很高。

Server-less备份通常有2种实现方式。借助SCSI-3命令的实现方式，Extend Copy实现自动将存储备份到磁带中。借助NDMP实现方式，备份过程中，通过该协议把命令从服务器传递给NAS存储设备，NAS存储设备自动将数据传递给备份介质。

点评: 借助SCSI-3命令的实现方式下，对存储设备要求高，兼容性较差，而且由于其只能实现卷或者磁盘一级的备份和恢复，颗粒度太大，不够灵活和使用，实际使用较少。NDMP则是基于TCP/IP的行业标准协议，专为NAS环境中的备份而设计，是业界非常流行的一种备份实现方式，后面我们会有专题介绍该种备份技术。