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存储设备架构分析

时间:2014-03-25 51cto virtualcca

老葡京网站娱乐 www.sdguanhua.com 磁盘阵列是最常用的存储设备,从最简单的单控磁盘阵列到复杂的矩阵交换结构的多控阵列,可以满 足不同级别的应用需求。单控磁盘阵列组成比较简单,其核心是一个RAID控制器,一个机柜中可以配置 十多块磁盘,通过RAID控制器实现RAID功能。这种磁盘阵列通?;嶂С致呒砉芾淼墓δ?,可以将RAID 设备池化,然后根据应用需求导出不同的LUN设备。在导出协议这一块,通?;岵捎肐SCSI协议,满足低 端IPSAN的应用需求。

单控磁盘阵列的最大优势是成本低,但是可靠性比较差。RAID控制器出现 问题时,无法提供持续存储服务。为此,在单控的基础上发展成双控磁盘阵列。双控磁盘阵列可以分为 Active-Standby,Active-Active工作模式,前者工作模式比较简单,Standby的控制器需要对Active控 制器进行心跳监测,一旦发现Active控制器出现问题时,可以接替该控制器的角色,继续为用户提供存 储服务。Active-Standby增强了系统可用性,但是,没有因此带来吞吐量的提升。Active-Active不仅增 强系统可用性,而且提升了存储系统性能。在实现上,后者复杂了很多,不仅要解决存储共享的问题, 而且需要两个控制器进行内存同步。为了解决控制器间高效内存同步的问题,可以采用PCI-Express的非 透明桥技术。

通常我们看到的IPSAN磁盘阵列就是一个Box,存储容量是有限的,在面向中端用户 的应用中,需要容量和性能更高的存储设备。为此,出现了一个机头带一堆盘柜的存储设备,该类设备 的结构如下图所示:

机头通过multipath的方式连接所有盘柜,所有盘柜通过环形连接的方式串联起来。 这种系统连接方式比较简单,带来的问题是盘柜数量会影响系统IO性能。在老系统中,后端是通过FC总 线互连的,在现有的很多系统中都是通过SAS总线进行互连。这种存储系统拥有独立的控制设备,因此具 有很强的处理能力,不仅可以实现单个磁盘设备中的RAID,卷管理,而且可以实现存储虚拟化、快照和 文件系统等复杂功能。但是,单个控制器容易引入单点故障问题,因此,很多存储设备厂商提供的设备 多为双控制节点的架构。如EMC的VNX的存储设备就采用诸如此类的双控架构:

双控多机柜的方式虽然可以满足容量上的需求,但是很难满足一些高性能应用的需求。通过 扩展磁盘柜可以实现容量的扩展,但是,系统的导出接口以及后端的盘柜串行结构会是系统的IO性能瓶 颈点。为此,双控多机柜的架构很难在高端存储应用得以应用。