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分类: 服务器与存储

ALUA即“Asymmetric Logical Unit Access(异步逻辑单元访问)”的缩写,它是前端控制器多路径机制之一。
前端控制器多路径机制一定程度上决定存储的读写性能和可靠性,现有的前端控制器多路径机制可分为三大类:

A/A:Symmetric Active/Acivie,对于特定的LUN来说,在它的路劲中,两个存储控制器的目标端口均处于主动/优化(active/optimized)状 态。两个控制器之间实现高速互联的通讯,一个IO发到控制器端,两个控制器可同时参与处理;当一个控制器繁忙,系统不需要主机端的负载均衡软件参与就可以 自动实现负载均衡。

ALUA:Asymmetric Active/Active,对于特定的LUN来说,在它的路径中,一个控制器的目标端口处于主动/优化(active/optimized)状态,另一 个控制器的目标端口处于主动/非优化(active/unoptimized)状态。在某一个时刻,某个LUN只是属于某一个控制器,要想实现两边的负载 均衡,就是将任务A扔给控制器A,将任务B扔给控制器B,对于同一个任务来说,任何时候只有一个控制器在控制。

A/P:Active/Passive,对于特定的LUN来说,在它的路径中,一个控制器的目标端口处于主动/优化(active/optimized)状态,另一个控制器的目标端口处于备用(standby)状态。其负载均衡及任务处理方式与ALUA类似。

Active/optimized、Active /unoptimized、Standby和Unavailable是目标端口的四种访问状态,在相应访问状态下,设备服务器(即阵列控制器)只能回应相 应的命令标准(命令标准由ISO/IEC 14776-453文件Part 453:SPC-3制定),这就决定了在某一时刻是否可以通过某个目标端口访问逻辑单元。

目标端口的状态可以转换,目标端口从一个状态转换到另一个状态的过程称为过渡。

Active/optimized:目标端口有能力立即访问逻辑单元。

Active/unoptimized:只能回应相应的命令标准,可以过渡到Active/optimized。

Standby:只能回应相应的命令标准,可以过渡到Active/optimized。

Unavailable:只能回应有限的命令集,不可以过渡到其他三种状态。

在A/A阵列中,管理员无需指定每个LUN的默认所有者,当路径出现故障,将离线故障路径并重定向IO到其他路径,IO重定向期间,存储控制器会充分考虑负载平衡等因素并选择最合适的路径。对于应用程序,路径切换过程是透明的的,几乎不会有延迟(延迟时间一般为几秒)。

在ALUA或A/P阵列中,管理员需指定每个LUN 的默认所有者,设置一些LUN的默认所有者为控制器A,另外一些LUN的默认所有者为控制器 B, 人为在两个控制器之间进行负载均衡;如果路径发生故障,将重新分配IO流量到其他可用的路径,同时,停止故障路径上的IO。对于应用程序,路径切换过程是 透明的,然而,会有延迟(延迟时间一般为几十秒)。

在制定负载平衡策略时,必须同时兼顾多路径软件功能及存储阵列的多路径机制(A/A-ALUA-A/P)。

       MS3000/MS5000属于ALUA阵 列,H公司的IX3000属于A/P阵列,HDS推出的AMS2000属于A/A阵列。从理论上来说,对于不同的多路径机制,最直观的表现是路径切换的延 时不同,A/A机制最优且几乎无延时,ALUA机制稍差且有延时,A/P机制最差且延时更大。

        存储设备有两个I/O控制器,每个I/O控制器上有两个连接主机的端口。存储设备中还有n个磁盘,并假定每个磁盘对应一个LUN。对于存储设备中的LUN,可以有几种不同的多路径访问方式: 

Active-Active(A/A):如果对于存储设备的同一个LUN的I/O请求访问可以同时在两个I/O控制器,或者某一个控制器的两个端口上同时进行,则称之为active-active(A/A)型的存储设备。 
Active-Passive(A/P)。如果存储设备只在一个(primary)I /O控制器(端口)上接受和执行对LUN的I/O请求,但是,它可以被切换,或者fail over,到从另一个(secondary)I/O控制器(端口)来访问这个LUN,则它称为active-passive(A/P)型的存储设备。这种 切换,称为LUN failover,或者LUN trespass。 
Active-Active型的存储设备又进而分为两种: 对称型(A/A-S)和非对称型(A/A-A):
        在active-active存储设备 中,LUN可以同时通过两个I/O控制器 或者端口来访问,唯一的限制在于通过两个控制器(端口)访问LUN的性能是否有差别。如果通过secondary控制器或者端口对LUN进行I/O的性能 要比通过primary控制器(端口)低得多,则为非对称型;如果两者性能相同,则为对称型。 

Active-Passive型的存储设备又可分为不同的类型: 隐 式failover型和显式failover型:

      隐式failover型存储设备根据针对I/O请求接收的路径不同来触发LUN failover,即它在secondary路径上接收到对LUN的请求时,会自动从primary I/O路径failover到secondary路径。因为LUN failover(也称为trespass)是一个慢操作,会影响到性能,在A/P存储设备上如何有效管理LUN trespass是一个关键课题,要使得在给定时刻对某个LUN的所有I/O应该只流向其中一个I/O控制器(端口)。而显式failover型存储设备 只是在从主机上接收到特定的SCSI命令时才进行fail over。显式failover提供了A/P存储设备用在集群环境(即多个主机可以直接对LUN发起I/O请求)中实现高性能所需的控制。如果没有显式 failover能力,集群软件必须在发起隐式failover之前,仔细同步所有主机对LUN的访问,防止来自多个主机的I/O请求导致持续的 failover。 
LUN failover型和LUN组failover型:
      
如果各个LUN独立地从一个I/O控制器(端口)fail over到另一个I/O控制器(端口),则称为LUN failover型。但是,某些active-passive存储设备可以通过管理将多个LUN配置成LUN组,并且实现组中LUN同时fail over,即在组中一个LUN的所有primary I/O控制器(端口)故障时,将组中所有LUN都fail over到secondary I/O控制器(端口),具有这种能力的存储设备称为组failover型。组failover要比单个LUN的fail over快得多,可以降低I/O控制器(端口)故障对应用程序的冲击,尤其在存储设备存在大量的磁盘(LUN)的情况下。 

        如果同时考虑I/O控制器和端口,则还存在一种多路径并发型Active- Passive(A/P-C)的访问方式。这时,存储设备可以在同一个I/O控制器的两个端口同时接收并执行针对某个LUN的I/O请求,只是在当这个I /O控制器,或者说这个I/O控制器的两个端口,出现故障之后,它会failover到另一个I/O控制器的端口。
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