2008年（8065）
分类： 服务器与存储
2008-09-11 12:52:46
1． 主机接口和磁盘接口均采用光纤通道；
2． 采用大缓存，多体交叉、多访存总线结构；
3． 采用多CPU结构，分布处理主机和磁盘的请求，提高响应的速度；
4． 总体上采用可扩展的结构，在各部分带宽平衡的条件下，动态扩展主机侧的通道接口数和磁盘侧的磁盘数量；
5． 充分采用冗余设计技术和热插拔技术，提高系统可靠性；
6． 实现快速的重建算法和改进小写性能。
RAID_FC的系统结构框图如下：
图1：RAID_FC控制器结构图
处理器： 在RAID_FC中，面向主机和磁盘侧的接口都采用光纤通道，内部使用大容量Cache，这样处理器就需要处理来自主机接口的高速数据请求、实现各级RAID Level的结构、管理内部Cache、完成校验计算、处理多个磁盘成员数据的读写操作和故障状态下的重建工作，负载很重。为支持光纤通道的大数据量传输，为系统性能提供较大的扩展空间，所以采用双处理器设计，分别负责面向主机的操作和面向磁盘的操作，称为SPH（Storage Processor for Host）和SPD（Storage Processor for Disk）。为提高处理器间的通信速度，两处理器间中断和某些关键信息的传递通过硬件连线直接完成，数据传递通过共享缓存空间来完成。
这样做的优点是：SPH、SPD分别负责面向主机和面向设备的操作，降低了各自的负载，并且每个处理器上运行自己专门的阵列管理软件，可以针对各自的操作特点进行优化；处理器间的信号交互通过硬件直线连接，通信速度快；双处理器通过共享内存交换数据，提高了对共享内存的管理和使用效率，可以高速完成数据的交互。
主机接口部件： 主机接口采用两个光纤通道，单根光纤通道就提供100MB/s的带宽，可以接一个主机或两个主机或多口的光纤交换机，连接到一个主机时，两条通道互为备份，也可以同时进行数据传输。
磁盘接口部件： 存储接口面向FC磁盘成员，使用光纤通道仲裁环路结构(FC_AL)，系统提供了4个光纤接口形成两对双光纤环路，每个环路包括一个主环路和一个冗余环路形成Dual Loop。
存储接口使用光纤环路主要是基于如下考虑：首先当然是光纤的高带宽，且支持点到多点的传输能力；FC_AL可以支持127个设备有较好的扩展性；每个磁盘可以同时维护两条到控制器的通路，实现了对关键路径的冗余保护；FC_AL使端口位置有端口旁路机制，使热交换的实现更加简单；光纤通道接口提供了一些新的SCSI命令，简化了“读－修正－写”的过程，使RAID 5的实现更简单；FC_AL支持绝对寻址，容许多个设备故障、且兼容并行的SCSI命令，提高了设备管理的灵活性。
Cache： 为提高数据的缓存能力，加快对主机访问的响应时间，系统中设置一个GB级的大容量数据缓存，由处理器SPH和SPD共享。控制器提供给主机的数据全部存放在Cache中。为充分发挥Cache的作用，Cache设计支持多体交叉并行访问和突发数据传输，在访问能力上与双处理器的处理能力相匹配。
内部总线设计： 阵列所有的数据流都要进过内部存储总线，是数据传输的关键通道。内部存储总线需要支持外部设备的高数据传输速率和对大容量Cache的访问。设计采用两条相同的高速总线，形成关键的双备份。控制器的各部件同时接到两条总线上，确保到关键路径的双通路。
内部存储总线的速率应和处理器的总线速率相匹配，总线位数和所提供的带宽应与双处理器带宽匹配，保证系统的关键部件不够成瓶颈。根据与PCI总线的接口，可以确定内部总线宽度64位，工作频率200MHz以上。内部存储总线位为控制器专用总线，带宽设计高，可以为系统扩展提供较大空间。
磁盘成员的组织： 系统中的硬盘选用光纤接口、大容量、支持热插拔硬盘。每8个磁盘成员形成一个物理光纤双环路，5个双环路级联，形成一个完整的 FC_AL仲裁环路。系统支持两个FC_AL。这样每个环路支持40个磁盘成员，整个系统支持80个磁盘成员。系统中磁盘成员的组织结构如图2所示。
图2：磁盘组织连接图
