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2009-08-05 10:34:23

PCI-X SCSI RAID Controller概貌
 
Disk Arrays
 
RAID技术通过一组磁盘来提供存储数据,这组磁盘被叫做disk array。依靠所选择的RAID级别,这种磁盘技术可以提供数据冗余来保证数据的安全性和提供系统操作。disk array还可以比单个大硬盘提供更多的数据传输以及输入率。
 
每一个disk array可以被AIX使用,对操作系统来说它只是一块未做RAID的磁盘。例如,创建disk array之后可以在上面创建文件系统,或使用AIX命令使disk array可以被系统识别进而把disk array加入到卷组中。
 
PCI-X SCSI RAID控制器通过PCI-X SCSI磁盘组管理器进行管理。PCI-X SCSI磁盘组管理器作为RAID配置管理的接口来提供服务。
 
如果一个磁盘组被用来作为启动设备,在安装操作系统aix之前可以通过Diagnostic CD来创建磁盘组。在原启动设备作为磁盘组的一部分的时候需要进行上述操作。
下面显示的为可能的磁盘组配置:
 
支持的RAID级别
磁盘阵列的RAID级别决定了数据如何存储在磁盘阵列上以及提供的保护级别。当RAID系统的一部分出现故障后,不同的RAID级别通过不同的方法来帮助恢复失去的数据。出了RAID0以外,如果一个磁盘阵列中的单个的磁盘出现故障,磁盘阵列控制器可以通过使用在同一个磁盘阵列中的其他磁盘上存储的数据为出现故障的磁盘再建数据。这种数据再建从操作有少量甚至没有影响对当前的系统程序和用户。PCI-X SCSI RAID控制器支持RAID0,5,6,10。每种被PCI-X SCSI支持的RAID级别分别有它们自己的属性,并使用不同的方法来写数据。
 
以常用的RAID5为例:

RAID5条带化数据,数据分布在磁盘阵列的所有盘之上。RAID5需要磁盘校验数据。校验数据分布在所有磁盘之上。
 

对于3块盘的RAID5阵列,阵列数据和校验信息以下面的方式:
如果RAID5磁盘阵列中的一块磁盘出现故障,磁盘阵列仍然可以正常使用。一个RAID5磁盘阵列在单块磁盘出现故障的情况下使用被叫做Degraded模式。无论何时从一个Degraded的磁盘阵列中读取数据,阵列控制器都通过在可操作使用数据块和校验块来重新计算失败磁盘上的数据。如果第2块磁盘出现故障,则磁盘阵列将处于Failed状态,而且不能再被访问。
 
RAID6磁盘阵列
RAID6磁盘阵列在单块盘故障的情况下和RAID5没有故障盘的情况下的保护类似。如果第3块盘出现故障,阵列将处于Failed状态,并且不能被访问。
常用磁盘阵列容量磁盘阵列的容量依靠被使用的磁盘的容量以及阵列的RAID级别,计算磁盘阵列的容量,使用下面的方法:
RAID 0    磁盘的容量x磁盘数量
RAID 5    磁盘的容量x(磁盘数量-1)
RAID 10   磁盘的容量x磁盘数量/2
如果磁盘容量不同在同一个磁盘阵列中,所有磁盘都以它们中容量最小的磁盘计算。
 
RAID组总结
以下提供了每种RAID级别的数据冗余,可使用的磁盘容量,读性能和写性能信息
RAID       数据冗余      可使用的磁盘容量              读性能                  写性能
RAID 0     无             100%                             非常好                  极佳
RAID 5     非常好        67%-94%                      非常好                  好
RAID 6     极佳          50%-89%                       非常好                 良好
RAID 10   极佳           50%                               极佳                   非常好
RAID0不提供数据冗余,但提供高I/O利用率
RAID5创建阵列校验信息以至数据在阵列单个磁盘出现故障时可以再建,提供了比RAID10更多的容量
但性能要稍差。
 
RAID6创建P和Q校验信息,如果单个或两个阵列中的磁盘出现故障,数据可以再建。提供了比RAID5
更好的数据冗余保护,但性能稍差。
RAID10存储冗余的数据在镜像的磁盘上,针对磁盘故障提供了最大的数据保护,通过了比RAID5,6更好的
性能,但磁盘容量稍差。
 
 
stripe-unit size
通过RAID技术,数据被条带化延伸到每个阵列中的磁盘上。这个数据分发计划规范了操作系统寻求数据的方法。在数据存储到阵列中的下一块磁盘前,数据存储在阵列中的一个磁盘上的granularity被叫做stripe-unit size.从阵列中的第一块磁盘到最后一块磁盘的stripe units的收集被叫做stripe。
可以设置一个PCI-X SCSI 磁盘阵列的stripe-unit size为16KB,64KB或256KB.可以通过设置stripe-unit size, 使之稍大于平均的系统I/O请求来最大化 PCI-X SCSI磁盘阵列的性能。对于大的系统I/O请求,使用256KB的stript-unit。对大多数应用推荐的stript size是64KB.
 
 
disk array综述

disk array是一个磁盘组,这些磁盘通过阵列控制器共同工作,并提供比单个打磁盘更高传输率和输入输出率。阵列控制器提供索引查找数据如何跨磁盘分布。RAID5,6,10磁盘阵列提供数据冗余,保证在阵列单个磁盘出现故障的情况下无数据损失。
 
PCI-X SCSI disk array指定如hdisk形式的名字,和AIX上其他的磁盘存储相同。这些名字被自动分派无论何时常见disk array。众多的单个物理磁盘构成了disk array,并且作为candidates提供服务,单个磁盘在磁盘阵列中通过pdisk的名字显示。pdisk是一个被格式化为522kytes/sector的磁盘。被格式化为512byte/sector的磁盘的名字被指定为hdisk的形式。在磁盘可以被disk array使用之前,磁盘必须被格式化为522bytes/sector。
 
在PCI-X SCSI Disk Array Manager中的List PCI-X SCSI Disk Array Configuration选项中显示pdisk和hdisk名字,已经他们相关的location code.
 

第3列显示设备状态
 
磁盘阵列状态(hdisks)
对于PCI-X SCSI Disk Array6个合法的状态是Optimal,Degraded,Rebuilding,Failed,Missing和Unknown.
 
Optimal  
array是功能齐备的,可以提供完全的保护(RAID5,6和10),所有阵列成员pdisks处于Active状态
 
Degraded
由于磁盘故障阵列组的保护处于degraded状态,或者性能是出于degraded.当一个或多个阵列成员pdisk处于Failed状态,阵列仍然可以发挥功能但针对磁盘故障可能不能再提供完全的保护。当所有成员pdisks出于
 
Active状态时,由于控制器 nonvolatile write cache的故障,阵列不能处于最佳状态。
 
Rebuilding
array的冗余数据被用来再建。当rebuild过程结束后,阵列将返回Optimal状态。在结束之前,阵列不能对磁盘故障提供完全的保护。
 
Failed   
因为磁盘故障或配置问题,阵列不能再被访问
 
Missing
一个之前配置的disk array不在存在
 
Unknown 
disk array状态不被确定
               
物理磁盘状态(pdisks)
pdisk的状态分别为:Active,RWProtected,Failed,Missing,and Unknown.
 
Active 
磁盘功能正常
 
RWProtected
由于硬件或配置问题,磁盘不能获得
 
Failed  控制器不能与disk或pdisk通信,这是磁盘阵列处于Degraded状态的原因
 
Missing  磁盘之前连接到控制器,但当前不能被检测到
 
Unknown 磁盘状态不能被确定
 
pdisk说明
在前面输出中的第4列是设备的说明。对于一个阵列,说明表明了阵列的RAID级别。pdisk的说明表明了是否disk被配置作为Array Member,Hot Spare或者一个Array Candidate.
 
Array Member
一个522byte/sector pdisk被配置作为一个array的成员
 
Hot Spare
一个522byte/sector pdisk可以被控制器自动替换一个失败的出故障的disk在一个Degraded的RAID 5,6或10的磁盘阵列。一个Hot Spare只有在它的容量大于或等于一个磁盘阵列(状态为Degraded)最小磁盘容量的情况下才可以使用。
 
Array Candidate
一个522byte/sector pdisk成为Array Member或Hot Spare的candidate。
                  

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