存放裝置架構分析

磁碟陣列是最常用的存放裝置，從最簡單的單控磁碟陣列到複雜的矩陣交換結構的多控陣列，可以滿 足不同層級的應用需求。單控磁碟陣列組成比較簡單，其核心是一個RAID控制器，一個機櫃中可以配置 十多塊磁碟，通過RAID控制器實現RAID功能。這種磁碟陣列通常會支援邏輯卷管理的功能，可以將RAID 裝置池化，然後根據應用需求匯出不同的LUN裝置。在匯出協議這一塊，通常會採用ISCSI協議，滿足低 端IPSAN的應用需求。

單控磁碟陣列的最大優勢是成本低，但是可靠性比較差。RAID控制器出現 問題時，無法提供持續儲存服務。為此，在單控的基礎上發展成雙控磁碟陣列。雙控磁碟陣列可以分為 Active-Standby，Active-Active工作模式，前者工作模式比較簡單，Standby的控制器需要對Active控 制器進行心跳監測，一旦發現Active控制器出現問題時，可以接替該控制器的角色，繼續為使用者提供存 儲服務。Active-Standby增強了系統可用性，但是，沒有因此帶來輸送量的提升。Active-Active不僅增 強系統可用性，而且提升了儲存系統效能。在實現上，後者複雜了很多，不僅要解決儲存共用的問題， 而且需要兩個控制器進行記憶體同步。為瞭解決控制器間高效記憶體同步的問題，可以採用PCI-Express的非 透明橋技術。

通常我們看到的IPSAN磁碟陣列就是一個Box，儲存容量是有限的，在面向中端使用者 的應用中，需要容量與效能更高的存放裝置。為此，出現了一個機頭帶一堆盤櫃的存放裝置，該類裝置 的結構如下圖所示：

機頭通過multipath的方式串連所有盤櫃，所有盤櫃通過環形串連的方式串聯起來。 這種系統串連方式比較簡單，帶來的問題是盤櫃數量會影響系統IO效能。在老系統中，後端是通過FC總 線互連的，在現有的很多系統中都是通過SAS匯流排進行互連。這種儲存系統擁有獨立的控制裝置，因此具 有很強的處理能力，不僅可以實現單個磁碟裝置中的RAID，卷管理，而且可以實現儲存虛擬化、快照和 檔案系統等複雜功能。但是，單個控制器容易引入單點故障問題，因此，很多存放裝置廠商提供的裝置 多為雙控制節點的架構。如EMC的VNX的存放裝置就採用諸如此類的雙控架構：

雙控多機櫃的方式雖然可以滿足容量上的需求，但是很難滿足一些高效能應用的需求。通過 擴充磁碟櫃可以實現容量的擴充，但是，系統的匯出介面以及後端的盤櫃串列結構會是系統的IO效能瓶 頸點。為此，雙控多機櫃的架構很難在高端儲存應用得以應用。