Lenovo-HDSAMS2000系列技術(shù)白皮書

1、Lenovo-HDS AMS2000系列技術(shù)白皮書1概述數(shù)據(jù)量的急劇增長、應(yīng)用需求口益多樣、存儲架構(gòu)口趨復(fù)雜，是目前人部分IT系統(tǒng)普 遍面臨的挑戰(zhàn)，并且滿足業(yè)務(wù)對系統(tǒng)的高可用性、高可靠性、強擴展性等諸多需求。 Lenovo-HDS AMS2000系列磁盤存儲系統(tǒng)正是以模塊化的架構(gòu)、經(jīng)濟高效地設(shè)計為齊種關(guān)鍵 業(yè)務(wù)構(gòu)建信息基礎(chǔ)平臺。通過融合在技術(shù)、市場均處于領(lǐng)先地位的高端存儲產(chǎn)品的多項創(chuàng)新設(shè)計，Lenovo-HDS AMS2000系列磁盤存儲系統(tǒng)重新定義了模塊化存儲的概念，這些領(lǐng)先的設(shè)計包扌舌： 對稱雙活(Symmetric Active-Active)控制器架構(gòu)； 專用的硬件RAID處理單元；

2、獨立的控制緩存與數(shù)據(jù)緩存設(shè)計： 數(shù)據(jù)緩存分區(qū)技術(shù)： 數(shù)據(jù)緩存駐留技術(shù)； 基于SAS技術(shù)的后端磁盤擴展連接； 存儲容量的動態(tài)調(diào)整功能：除上述領(lǐng)先設(shè)計外，Lenovo-HDS AMS2000系列磁盤存儲系統(tǒng)也兼具業(yè)界主流中、高端 磁盤存儲系統(tǒng)所具備的關(guān)鍵特征： 高可靠的7X24運行保障； 支持I/O通道故障切換軟件； 虛擬端II技術(shù)簡化主機連接： 對邏輯卷(LU)的訪問安全管理： 主動全局熱備盤技術(shù)； 簡便的圖形化、集中式的存儲系絡(luò)管理軟件： 密碼保護許可防范管理風(fēng)險： 基于存儲控制器的數(shù)據(jù)復(fù)制軟件稍后章節(jié)將分別詳述這些領(lǐng)先設(shè)計與關(guān)鍵特征為用戶帶來的增益。Lenovo-HDS AMS2000系列磁

3、盤存儲系統(tǒng)供包含3款主機型號，主要依據(jù)性能、系統(tǒng)最 大容量、連接擴展能力不同加以區(qū)分，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如下表：新一代的“AMS2000家族”可支撐單臺服務(wù)器擴容、2臺服務(wù)器的雙機高可用，直至基 于大中型SAN的數(shù)據(jù)集中、應(yīng)用集中的企業(yè)級應(yīng)用，并廣泛兼容Windows、Linux和Unix 等多種主流操作系統(tǒng)，支持VMware. Microsoft Hyper-V. Citrix等多種虛擬化平臺，全面支 持DB2、Oracle. SQL等各類數(shù)據(jù)庫及其它商業(yè)應(yīng)用軟件。2多項領(lǐng)先技術(shù)應(yīng)用為了獲得領(lǐng)先優(yōu)勢，Lenovo-HDS AMS2000系列碗盤存儲系統(tǒng)應(yīng)用諸多先進設(shè)計，包括:2.1對稱雙活（Sym

4、metric Active-Active）控制器架構(gòu)Lenovo-HDS AMS2000系列磁盤存儲系統(tǒng)是業(yè)界第一款被應(yīng)用"対稱雙活（Symmetric Active-Active）控制器”架構(gòu)的磁盤存儲產(chǎn)品，徹底改變原有屮端磁盤存儲產(chǎn)品在雙控制器 上割裂式的訪問帶來的弊端。在AMS2000系列之前的傳統(tǒng)中端磁盤存儲產(chǎn)品都存在這樣的問題：受到存儲協(xié)議的限 制，所有磁盤存儲系統(tǒng)屮町用的邏輯卷（LU）都必須手工分配主控制器歸屬關(guān)系（Ownership ）o 針對同一個應(yīng)用，擁有對邏輯卷（LU）優(yōu)先I/O訪問權(quán)限的控制器稱為宿主控制器，另一個 控制器則被稱為非宿主控制器，非宿主控制器對這個

5、邏輯卷（LU只能“袖于旁觀”，不能 進行I/O訪問，只有當(dāng)宿主控制器故障時才由原來的非宿主控制器接管這個邏輯卷（LU）。 因此，傳統(tǒng)的中端存儲產(chǎn)品雖然實現(xiàn)了冗余的控制器架構(gòu)，但是針對同一應(yīng)用實現(xiàn)的是“非 對稱雙活（Asymmetric Active-Active）控制器”架構(gòu)。這樣的架構(gòu)存在以卜弊端： 無法實現(xiàn)冗余控制器的實時動態(tài)負(fù)載均衡由于所有的邏輯卷（LU）都己經(jīng)被于工分配給各自的宿主控制器，當(dāng)人最I(lǐng)/O訪問到來 時，每個控制器只能“各自為戰(zhàn)”的處理各自管理的邏輯卷（LU）上的I/O操作，手工 分配邏輯卷（LU）宿主關(guān)系時很難做到準(zhǔn)確的負(fù)載均衡，總會造成“忙的忙死，閑的閑 死”的局面，這正

6、是中端存儲在性能上一直落后于高端存儲的技術(shù)根源。目前，很多廠 商所宣稱的''冗余控制器的動態(tài)負(fù)載均衡”實際是實現(xiàn)了 “控制器的冗余配置”和“單 一控制器內(nèi)不同端口間的負(fù)載均衡”。 控制器故障切換可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)I/O暫時中斷，進而引發(fā)應(yīng)用暫時中斷；由于所有的邏輯卷（LU）都己經(jīng)被于工分配給齊自的宿主控制器，為宿主控制器故障時, 非宿主控制器完全接管并處理故障控制器的I/O訪問請求，存在一定的延遲，這就町能 引發(fā)數(shù)據(jù)I/O暫時中斷，進而引發(fā)應(yīng)用暫時中斷. 單HBA卡服務(wù)器僅能訪問單一控制器由于控制器的割裂式設(shè)計，在特定的系統(tǒng)架構(gòu)中，造成只安裝1塊HBA卡的服務(wù)器即 使是在SAN壞境中

7、也不能同時訪問雙控制器，更無法支持存儲系統(tǒng)的在線控制器微碼 升級等操作。Lenovo-HDS AMS2000系列磁盤存儲系統(tǒng)應(yīng)用的"對稱雙活（Symmetric Active-Active） 控制器”架構(gòu)解決了上述所有問題： 無須強制設(shè)置邏輯卷（LU）的宿主控制器，冗余的控制器町以訪問同一邏輯卷（LU） 透過控制器間的互聯(lián)總線的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)了控制器之間、端I I之間的路徑冗余、負(fù)我 均衡、故障切換；這些設(shè)計的改進可實現(xiàn)： 對后端磁盤的訪問實現(xiàn)邏輯卷（LU）對控制器分配的自均衡，當(dāng)一個控制器繁忙時，存 儲系統(tǒng)的管理軟件可智能地將I/O請求口動分配到另一個空閑的控制器處理： 安裝冗余H

8、BA卡的服務(wù)器可以透過2個控制器的前瑞主機端【I訪問同一個邏輯.LU - 安裝單個HBA卡的服務(wù)器可以任意訪問雙控制器管理的所有邏輯卷（LU）F圖是傳統(tǒng)的“非對稱雙活(Asymmetric Active-Active )控制器”架構(gòu)和AMS2000系列 的“對稱雙活(Symmetric Active-Active)控制器”架構(gòu)的匸作原理及效果的簡單示意：Benefits1.無須設(shè)置LU綁定控制器的ownership2.AMS2000系統(tǒng)可以在2個控制舉路徑上自動均衡的分配數(shù)據(jù)訪問M； : ;»- | r.1 -I：0 5211:Traditional| Pimiiy puh；path

9、U9»f色 quimdQ q 匚 wd © ith*Adaptable Modular Storage 2000 family9t«ndard siting<LoiJ rhaciqncfTL0(o"CTL1PWh Pzh聲屮則”2只閩Palhan j ern TLAFlF<APathMv圳川應(yīng)用"對稱雙活(Symmetric Active-Active)控制器”架構(gòu)，中端存儲的邏輯卷(LU)處 理再無須人為干預(yù)、手工分配.這標(biāo)志著AMS2000 M列開創(chuàng)了中端存儲的“新紀(jì)元二2.2專用的硬件RAID處理單元-般，磁盤存儲系統(tǒng)的控制器

10、采用的足內(nèi)部共享總線結(jié)構(gòu)，CPU是幣個控制器的核心, 緩存、前端接口、后端接LI通過共享的總線進行數(shù)據(jù)交換。與傳統(tǒng)共享總線結(jié)構(gòu)不同，在AMS2000系列的控制器采用了內(nèi)存交換架構(gòu)，這種交換 架構(gòu)是通過一個專用的人規(guī)模集成電路一一 RAID處理單元(RAID Processor)實現(xiàn)。該RAID 處理單元采用的是第八代DCTL-H控制部件，是整個控制器的核心運算單元，而CPU只是用 來對數(shù)據(jù)I/O處理進行管理及協(xié)調(diào)。以Lenovo-HDSAMS2500控制器為例，控制單元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如卜圖：輸。并H在兩個控制器的RAID處理單尤之間通過雙通路2GB/S的PCI- Express鏈路實現(xiàn)數(shù)據(jù) 交換，

11、通過這條鏈路可實現(xiàn)兩個控制器任意前端端門到任意后端端I I的訪問和寫I/O的鏡像 操作等，可以保證兩個控制器實現(xiàn)真正的“對稱雙活(SymmetricActive-Active)控制器”工 作模式和出色性能。業(yè)界的其它中端存儲產(chǎn)品，在控制器架構(gòu)設(shè)計中，較多使用CPU運行控制器FW處理 RAID運算，并利用CPU內(nèi)嵌的XOR引擎加速RAID處理功能。AMS2000系列基于專用硬件 RAID處理單元的架構(gòu)是其產(chǎn)品性能可領(lǐng)先其它中端磁盤存儲產(chǎn)品的關(guān)鍵保障。2.3獨立的控制緩存與數(shù)據(jù)緩存設(shè)計；為了更好地發(fā)揮內(nèi)存交換架構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢，AMS2000系列的控制器設(shè)計獨立的控制緩 存和數(shù)據(jù)緩存： 控制緩存只用于

12、控制器軟件的運行，包拾FW運行的開銷、I/O讀寫的調(diào)度的開銷和基 于控制器的各種功能軟件(如數(shù)據(jù)快照)運行的開銷： 數(shù)據(jù)緩存只用于存儲系統(tǒng)的I/O操作的數(shù)據(jù)暫存。這樣的架構(gòu)設(shè)計可以概括為：專項緩存專項用途。以Lenovo-HDSAMS2500控制器為例，每個控制器配置2GB的控制緩存，而數(shù)據(jù)緩存則 根抵應(yīng)用需求配置不同容量。業(yè)界的其它中端存儲產(chǎn)品，在控制器架構(gòu)設(shè)計中，緩存部分的設(shè)計參考通用IA架構(gòu)服 務(wù)器的設(shè)計：即配哉單一的物理緩存，再邏輯分配為用于控制器運行的控制緩存和用于數(shù)據(jù) 讀寫的數(shù)據(jù)緩存。這種設(shè)計的劣勢在于，每個系統(tǒng)配置的最人緩存容最并沒有百分之百地用 于數(shù)據(jù)讀寫，令部分緩存容屋被預(yù)留

13、給控制器的軟件運行，運行的軟件越多（如開起快照、 鏡像等功能）所占用的控制緩存就越多，所剩的數(shù)據(jù)緩存就越小。相比業(yè)界的其它中端存儲產(chǎn)品，AMS2000系列的獨立式控制緩存與數(shù)據(jù)緩存設(shè)計，町 以充分保障控制器擁有足夠的數(shù)據(jù)緩存，并且也不會降低控制器的運行效率。2.4數(shù)據(jù)緩存分區(qū)控制器的數(shù)據(jù)緩存用于數(shù)據(jù)I/O過程屮數(shù)據(jù)在控制器的暫存，它擔(dān)負(fù)加速數(shù)據(jù)I/O、加 強數(shù)據(jù)可靠性的重任。在中端存儲產(chǎn)品上，不管是從主機傳輸?shù)綌?shù)據(jù)緩存，還是從磁盤傳輸?shù)綌?shù)據(jù)緩存，不管 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)人小，所冇的數(shù)據(jù)都被切分為特定人小的單元，AMS2000系列中稱之為“段 （Segment并以段為單位進行數(shù)據(jù)傳輸。這樣的設(shè)計近似于單

14、個磁盤的底層讀寫操作機 制。這樣就可能遇到一個挑戰(zhàn)：肖一套存儲系統(tǒng)連接多臺服務(wù)器時，因為應(yīng)用的不同，所有 應(yīng)用發(fā)起的單次I/O操作的數(shù)據(jù)人小町能不同，如果整個存儲系統(tǒng)的2個控制器對段的人小 的設(shè)豐是單-口固定的，勢必會造成這樣的設(shè)定只能加速某些應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸并提供敲河的 數(shù)據(jù)緩存利用率，而對其它應(yīng)用則沒有任何增益。為了解決這一問題，AMS2000系列支持緩存分區(qū)功能：將數(shù)據(jù)緩存空間根據(jù)應(yīng)用需求, 根據(jù)I/O特性不同，分成不同人小的分區(qū)，這些不同的分區(qū)町以被指定給不同的邏輯卷（LU） 利服務(wù)器，資源訪問相互獨立，不會互相干擾。并且根據(jù)應(yīng)用的I/O特性，町為該分區(qū)內(nèi)的 段設(shè)定大小，如下圖所示：Pa

15、aon *1 PcrUcnWoPaftrion mm PatacnContt oiler 64h&3 他4I.D圖：數(shù)據(jù)緩存分區(qū)以Lenovo-HDS AMS2500控制器為例，町將數(shù)據(jù)緩存分為瑕多32個分區(qū)，AMS2000系 列的段大小可設(shè)定為4KB、8KB、16KB、64KB、256KB、512KB等。通過數(shù)據(jù)緩存分區(qū)技術(shù)，AMS2000系列町以針對不同應(yīng)用的I/O特性調(diào)整的數(shù)據(jù)緩存的 段的人小設(shè)定，進而人人提高數(shù)據(jù)緩存的存儲效率和訪問命中率，最終加速應(yīng)用性能?？刂破?控制器216KB1ITII1 -II11 1ILJ丁LJ11DL1低命屮率Ih*J命中率I圖：對4KB的數(shù)據(jù)而言，

16、8KB的分區(qū)將比26KB的分區(qū)提供更高的存儲效率和訪問命中率同時，根據(jù)應(yīng)用的町靠件要求不同、対緩存的使用率要求不同，可將每個分區(qū)的緩存設(shè) 為鏡像模式或無鏡像模式。刃外，緩存分區(qū)對應(yīng)的磁盤邏輯卷(LU)可結(jié)合緩存分區(qū)段大小的設(shè)怎選擇不同的條帯 大小(Stripe Size),可由16KB、64KB、64KB直增長到128KB,最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)從緩存分區(qū) 寫入磁盤的優(yōu)化。2.5數(shù)據(jù)緩存駐留技術(shù)總體而言，應(yīng)用的/0特征都町以分為隨機I/O和持續(xù)I/O兩人類。不同的應(yīng)用，隨機I/O 占全部I/O的比率不同，例如數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人部分I/O是隨機I/O。AMS2000系列產(chǎn)品的設(shè)計 目標(biāo)是能夠勝任SAN系統(tǒng)中齊種

17、應(yīng)用對存儲系統(tǒng)的性能要求，AMS2000系列產(chǎn)品可以通過 數(shù)擁緩存駐留技術(shù)(Cache Resident Management,簡稱CRM*又稱Flash Access)來保iI：服 務(wù)器對一個LU的操作可100%讀寫操作命中數(shù)據(jù)緩存，也可以通過管理軟件針對每一個LU 調(diào)整其I/O操作的適應(yīng)性。這樣町以人人提淘眼務(wù)器隨機I/O的性能，根據(jù)實際測試對于一 個邏輯卷(LU. RAID 5 )的隨機I/O性能可以提高8-10倍。數(shù)據(jù)緩存駐留技術(shù)將LU與緩存捆綁，對于有CRM支持的LU,主機任何讀寫操作都在 數(shù)據(jù)緩存中完成，因此可以顯著提高性能。在不支持?jǐn)?shù)據(jù)緩存駐留技術(shù)的其它存儲產(chǎn)品上，前為了提高數(shù)據(jù)

18、庫的隨機I/O性能，需 要單獨購買“固態(tài)盤” (Solid-statedisk, SSD)來提高系統(tǒng)的性能。與AMS2000系列產(chǎn)品的 數(shù)據(jù)緩存駐留技術(shù)相比，SSD沒有后端的磁盤RAID技術(shù)作為依托，在數(shù)據(jù)安全性上存在一 定隱患。AMS2000系列的數(shù)據(jù)緩存駐留技術(shù)的工作方式如卜圖所示：® 在控制器1上為LU#駐留的內(nèi)存區(qū) 翅在控制器2匕為LU*駐留的內(nèi)存區(qū) 通常的內(nèi)存工作區(qū)2.6基于SAS技術(shù)的后端磁盤擴展連接AMS2000系列的全新存儲架構(gòu)設(shè)計中，前后端采用點到點的設(shè)計，即前端為基于FC技 術(shù)的點到點、后端為基于SAS技術(shù)的點到點的高性能通路設(shè)計，徹底消除了以往中端存儲后 端只能

19、采用FC Loop時多個磁盤并發(fā)I/O搶占數(shù)據(jù)傳輸帶寬的問題。早在1997年，利用開放性的優(yōu)勢，F(xiàn)C-AL得到了眾多存儲廠商的擁護，在中、高端存儲 產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。但對于磁盤存儲系統(tǒng)內(nèi)部的互連來說，破盤驅(qū)動器的所謂“FC”，其 實是FGAL （Fibre Channel Arbitrated Loop，光纖通道仲裁環(huán)路）,連接成一個閉合的環(huán)路。 一個仲裁環(huán)理論上町以連接127個設(shè)備，但受制于帶寬，容納的磁盤驅(qū)動器通常不到這個數(shù) 字的一半。為此，各個廠商都在磁盤存儲系統(tǒng)的控制器的通過增加后端磁盤擴展端I I提升擴 展能力和磁盤性能，即使這樣也不能顯著消除單一仲裁環(huán)中多個磁盤并發(fā)I/O搶占數(shù)據(jù)

20、傳輸 帶寬的問題。為了從根本上突破磁盤存儲中的擴展和性能的瓶頸,存儲行業(yè)的領(lǐng)先廠商聯(lián)合研發(fā)被稱 為串行連接SCSI GP SAS （Serial Attached SCSI的縮寫）的技術(shù)。SAS與FC光纖通道相比,最 明顯的技術(shù)優(yōu)勢在于連接帶寬： 更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬：當(dāng)前技術(shù)條件卜，通過X4的鏈路聚合技術(shù)（即一條物理的SAS 線纜中存在4條全雙工的數(shù)據(jù)傳輸線路），兩個SAS端口之間的連接帶寬達到12Gb,未 來將升級到24Gb,而基于當(dāng)前的FC技術(shù)，兩個設(shè)備Z間的帯寬只何4Gb,即使在卜一 代的FC技術(shù)中，也只有8Gb,在后端的磁盤擴展應(yīng)用中，SAS所能提供的連接帶寬4 倍于FC技術(shù)； 更強的

21、設(shè)備擴展能力：通過類似交換機的擴展器:Expander）, SAS實現(xiàn)了點對點的擴展, 每個設(shè)備通過SAS端II最多町以直接連接128個設(shè)備，透過擴展器技術(shù)最多可連接 16256個設(shè)備，這樣的設(shè)備點對點、全雙工、多數(shù)量的設(shè)備擴展能力，顯著優(yōu)于FC技 術(shù)；更好的向卞技術(shù)兼容：SAS技術(shù)向卜兼容SATA技術(shù)，用戶町以根據(jù)需要在一個磁盤箱 中口由選抒SAS硬盤或SATA硬盤。SAS技術(shù)的應(yīng)用也使得存儲系統(tǒng)在實現(xiàn)分級存儲過 程中町以簡化系統(tǒng)設(shè)計：傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)，為實現(xiàn)分級存儲，通常支持FC和SATA兩種 不同定位的硬盤，由于FC與SATA的不兼容，就必須在SATA酸盤后端安裝FC-SATA的轉(zhuǎn)接器，提

22、高了系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度，而基于SAS的應(yīng)用則徹底解決了這一問題;充分發(fā)揮SAS技術(shù)的優(yōu)越性，AMS2000系列的后端磁盤擴展連接獲得領(lǐng)先優(yōu)勢： 更高帶寬：以Lenovo-HDS AMS2500為例，后端設(shè)計8個磁盤擴展端I I,提供32條SAS 連接通路，每條通路帶寬3Gb,后端總帶寬達到96Gb,遠遠超越同級別產(chǎn)晶的后端帶 寬； 更強擴展：以Lenovo-HDS AMS2500為例，最多可支持480顆硬盤： 更易管理：SAS的點到點架構(gòu)徹底解決了 FC壞路中的數(shù)據(jù)傳輸搶占帶寬問題，使每個 磁盤都町以有專屬的3Gb/s通路，使得磁盤訪問技術(shù)在歷經(jīng)多年的FC環(huán)路技術(shù)后，終 于有了創(chuàng)新的突破性設(shè)計，如

23、下圖：SAS (4Wide Link)綜上，因為應(yīng)用先進的SAS技術(shù)，AMS2000系列在配置人最磁盤時，仍然可保持一個 良好的數(shù)據(jù)傳輸通路壞境，配合控制器的動態(tài)負(fù)載覽衡技術(shù)，AMS2000系列的磁盤讀寫性能得到顯著提升。2-7存儲容量的動態(tài)調(diào)整功能AMS2000系列町支持更多的磁盤進而町提供更人容量、支持更多應(yīng)用，這對于系統(tǒng)管 理與維護也提出新的挑戰(zhàn)：存儲系統(tǒng)應(yīng)滿足應(yīng)用不斷增長的需要可動態(tài)調(diào)整存儲容量的分 配。系統(tǒng)管理員通常根據(jù)對應(yīng)用的預(yù)估為應(yīng)用分配存磚空間，并未來的業(yè)務(wù)增長預(yù)留存儲空 間。即使這樣，應(yīng)用上線運行一段時期，仍然町能遇到存儲空間不足的問題，這就需要存儲 系統(tǒng)能夠動態(tài)地對存儲容量

24、做出調(diào)整。AMS2000系列町支持的存儲容量調(diào)整功能包括：擴展容最。AMS2500不僅在硬件擴充上非常容易，而fL在容量管理匕也非常靈活，町 以實現(xiàn)在線的RAID擴展，也町以實現(xiàn)邏輯單元（LU）的在線擴展甚至縮小。同時AMS2500 繼承了原有的卷遷移功能，使容量的變化乃至數(shù)據(jù)的調(diào)整都非常方便和自由。2.7.1在線RAID擴展AMS2000系列允許用戶在線向RAID中增加新磁盤。-般來說，當(dāng)存儲系統(tǒng)完成初始化部署后，磁盤會被分組建成不同的RAID,應(yīng)用上線后，這些RAID設(shè)定很難再進行更改如增加新的磁盤到RAID屮，因為增加新磁盤需要完成 數(shù)拯的重新條帶寫入，對數(shù)據(jù)安全利讀寫性能都是挑戰(zhàn)。AM

25、S2000憑借先進的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè) 計徹底解決了這個問題。得到顯著提升。/以卜圖為例：如用戶采用了 5塊磁盤實現(xiàn)3D+2P的RAID 6,因為容最或性能的原因增加新的磁盤，AMS2000系列的“在線RAID擴展(Online RAID Group Expansion)M功能可以將新增加的3塊磁盤加入原有RAID中，使原RAID6的3D+2P改變?yōu)?P+2P,并完成RAID重新條帶寫入，即數(shù)據(jù)被重新條帶化打散分配到更多的磁盤中，獲得容量提升的同時，性能也3D+2PM忖卜彳.同4<)進行在線RAID擴展前后的數(shù)據(jù)*帶寫入情況如卜圖所示:IHDD5WDD76D+2P2.7.2邏輯卷（LU）容量的擴

26、展和縮減AMS2000系列的控制器軟件包含一個內(nèi)核功能，稱為LU Managemento LU Management 將多個磁盤創(chuàng)建RAID后獲得的聚合空間切割為不同的邏輯卷（LU）并映射給相應(yīng)的服務(wù)器 使用。連接在存儲系統(tǒng)上的主機通過LUN （Logic Unit Number）來識別邏輯卷（LU）。AMS2000系列可以自由實現(xiàn)邏輯卷（LU）的容量增長，如卜圖：LUO ILU1 jNot usedLUO 1LU1LU增長前LU增長后AMS2000系列可以自由實現(xiàn)邏輯卷（LU）的容量縮減,如卜圖:LU縮減前LU縮減后AMS2000系列還町以通過Meta LUN將不同RAID中的存儲容量組合成

27、更人的卷, AMS2000系列的單個邏輯卷（LU）最大容量可支持bOIB.2.7.3在線數(shù)據(jù)遷移功能在管理磁盤存儲容量時，也必須考虔不同磁盤介質(zhì)的容量、性能和成本的差異，基于不 同的應(yīng)用需求，町能在不同時期對數(shù)據(jù)進行遷移，從而獲得投資利用的優(yōu)化AMS2000系 列可以實現(xiàn)對前端應(yīng)用透明的數(shù)據(jù)遷移功能一一在線地將一個邏紺卷（LU）從一個物理空間 遷移到另一個物理空間，這種遷移可以發(fā)生在不同的RAID之間，也町以發(fā)生在不同的磁盤 介質(zhì)之間。遷移期間前端應(yīng)用對存儲系統(tǒng)的訪問都不需要中斷，完全透明。以下是在線數(shù)據(jù) 遷移的兩種：應(yīng)用二：Performance Tuning應(yīng)用：SAS to SATA遷移

28、后在拔遷林RGload I/O 應(yīng)用一：分級存儲。當(dāng)用戶同時配置SAS磁盤和SATA磁盤并希里實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分級存儲 時，怎樣將數(shù)據(jù)從高性能的SAS磁盤轉(zhuǎn)移到人容量的SATA磁盤曾經(jīng)是非常頭疼的問題, AMS2000系列的在線數(shù)據(jù)遷移功能輕松解決這樣的問題，在線式透明操作人人節(jié)省了 系統(tǒng)維護的時間成本： 應(yīng)用二：優(yōu)化性能，數(shù)據(jù)遷移功能也可用于性能調(diào)整。實際應(yīng)用中用戶經(jīng)常會遇到這樣 的困擾：存儲應(yīng)用壞境中某些RAID非常繁忙，而另一些RAID長期空閑，這可能是前期 的“數(shù)據(jù)擺放”造成的問題，系統(tǒng)管理員并不能在系統(tǒng)上線前徹底杜絕類似問題，系統(tǒng) 上線后又沒有好的方法調(diào)整。卷遷移完全改變了這種局面，用戶可

29、以在線的將高負(fù)荷 RAID匕的部分LU遷移到低負(fù)荷的RAID h,達到RAID間的負(fù)荷平衡，使每個存儲系統(tǒng) 發(fā)揮最高效率。AMS2000系列所提供的多樣的存儲容最的動態(tài)調(diào)整功能使得AMS2000系列貝有更靈活 的管理特性，特別是在存儲系統(tǒng)完成初始化安裝部署后，這些特性町以幫助用戶根據(jù)業(yè)務(wù)增 長的需要，高效調(diào)配資源、節(jié)省維護成本、減少業(yè)務(wù)中斷。3其它技術(shù)特征除上述領(lǐng)先技術(shù)應(yīng)用外，Lenovo-HDS AMS2000系列磁盤存儲系統(tǒng)也兼J1業(yè)界主流中、 高端磁盤存儲系統(tǒng)所具備的關(guān)鍵技術(shù)特征：3.1高可靠的7X24運行保障存儲系統(tǒng)作為IT系統(tǒng)的核心碩件平臺，它的可靠性直接決定應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，AMS

30、2000系列產(chǎn)品通過多項關(guān)鍵設(shè)計提升系統(tǒng)的高可靠性： 控制器、磁盤鏈路、電源、冷卻模塊等關(guān)鍵機件均為冗余配置以消除單點故障風(fēng)險； 冗余控制器支持透明的、動態(tài)的負(fù)我均衡與故障切換，以及控制器間的緩存鏡功能，町 確保對數(shù)據(jù)的不中斷訪問：電池掉電保護模塊(BBU)町消除系統(tǒng)意外斷電對緩存數(shù)據(jù)的威脅;3.2支持I/O通道故障切換軟件除了實現(xiàn)存儲端得駛件冗余配置，AMS2000系列產(chǎn)品通過對I/O通道故障切換軟件，提 升數(shù)據(jù)的可持續(xù)訪問。HDLM (Hitachi Dynamic Link Manager)是為AMS2000系列產(chǎn)品提供的安裝在服務(wù)器端 的存儲通道管理軟件。單純的硬件技術(shù)是不能提供對整個

31、I/O系統(tǒng)的端到端的保護的，服務(wù)器到存儲系統(tǒng)的整 個I/O路徑中若發(fā)生故障，例如：HBA失效、FC交換設(shè)備故障、連接電纜斷開等，都會中斷 服務(wù)器對數(shù)據(jù)的訪問HDLM軟件通過對服務(wù)器到存儲的冗余I/O通道的管理，提供服務(wù)器到存儲系統(tǒng)的I/O 通道負(fù)我平衡和故障切換功能，提升服務(wù)器對存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可訪問性。HDLM軟件是基于服務(wù)器端的圖形化管理軟件解決方案，可提供： 在SAN環(huán)境中能夠?qū)Ψ?wù)器到存儲的路徑的自動發(fā)現(xiàn),這種自動發(fā)現(xiàn)無論是直連的DAS 結(jié)構(gòu)還是復(fù)雜的SAN結(jié)構(gòu)都町以自動完成。因此HDLM軟件安裝后不需要復(fù)雜的配置 即可使用： 支持多條I/O通道的動態(tài)負(fù)載均衡，提升服務(wù)器對應(yīng)用數(shù)據(jù)的訪問

32、性能，進而冇效改善 應(yīng)用系統(tǒng)的性能； 支持I/O通道的自動故障切換和恢復(fù)回切，提高服務(wù)器對數(shù)據(jù)訪問的連續(xù)性，進而提升 業(yè)務(wù)的連續(xù)性： 支持圖形界而、命令行管理方式，可提供API接II：HDLM軟件的匸作方式如F圖所示:GUVCLVAPIIntegratedSolutionLoad balancenverHiConiniaiidHost AgentApplicationsFile SystemLink Mana (HDLM)HitachiLoad balanc eDriver Driver IF.iil vei/F<ulK.KkLOGHBA HBA HBA j _HBA HBA |'

33、; HBA -浙計喬&| t霊.CHA CHA CHA CHA 1 CHA 11 CHA RAI D frameLU圖：多條I/O通道的故障切換和負(fù)載均衡一HDLMomaticjoveryHDLM軟件對每條I/O通道進行實時監(jiān)測，當(dāng)有任何一條通道發(fā)生故障時，HDLM軟件 自動將I/O操作切換到其它健康的I/O通道，HDLM朝件會自動記錄整個操作過程。用戶町以通過圖形化界而在HDLM軟件中管理服務(wù)器的I/O通道辺Jj： Online, Offline籌 于工操作，同時還町以看到每一個通道的I/O計數(shù)，極大方便用戶對系統(tǒng)的維護。卜圖是 HDLM軟件的管理界面圖示：AMS2000系列產(chǎn)品除了

34、支持自身的HDLM軟件也支持其它廠商的多路徑I/O軟件如:IBMMPXIO, HP PV Link, Veritas VxVM 等。3.3虛擬端口技術(shù)簡化主機連接在沒河主機存儲域（HOST STORAGE DOMAIN,簡稱HSD）技術(shù)的時候，異構(gòu)主機平臺實 施數(shù)據(jù)集中吋，用戶需要為存儲端I I的配置花費較多侑力。這是因為不同的主機9存儲系統(tǒng) 間的SCSI指令是有區(qū)別的，且互相排斥。這樣，在一個混合的環(huán)境中有些主機是不能夠與 其他主機共享一個物理連接的，即使是使用交換機的分區(qū)管理也會造成系統(tǒng)的嚴(yán)眞隱患。AMS2000系列產(chǎn)品應(yīng)用HSD技術(shù)：在存儲系統(tǒng)的物理端L1上劃分出不同的邏輯端I 1, 每

35、個邏輯端【I可以設(shè)定獨立的主機連接特性，保證在SAN環(huán)境中能夠在冇限端I I資源的情 況下連接簡化主機連接，并且充分保證系統(tǒng)的安全。HSD的工作方式如下圖所示：P 0-1 1 2 2 M 1嚏塵二EE 亶 c 0 1 F p CECa每個物理端I I町以設(shè)定128個主機存儲域，每個邏輯端I 1都町以右自己獨立的連接參數(shù) 設(shè)定和邏忸卷（LU）映射，每個邏輯端II町以有256個邏啊卷（LU）映射。通過USD技術(shù) 可以在一個物理端II中有128個LUN 0.這種技術(shù)是AMS2000系列獨有的。在某些SAN應(yīng) 用中,實現(xiàn)某些功能必需LUN0,例in SAN BOOT等。通過HSD技術(shù)，通過劃分邏輯端口

36、,可以方便地將異構(gòu)主機同時連接到一個物理端11 ho34對邏輯卷（LU）的訪問安全管理在SAN環(huán)境屮對邏輯卷（LU）的訪問安全管理是非常重要的，要防止俁操作而引起的 數(shù)據(jù)損壞就需要對整個存儲系統(tǒng)進行必要的安全管理。AMS2000系列產(chǎn)品應(yīng)用SANtinel數(shù) 據(jù)安全管理軟件提高在復(fù)雜異構(gòu)SAN環(huán)境中的數(shù)據(jù)安全性。SANtinel允許用戶在AMS2000產(chǎn)品中通過HBA卡的World Wide Name（WWN）的安全管 理來控制服務(wù)器対邏輯卷（LU）的訪問權(quán)限。每個邏輯卷（LU）町以被設(shè)定與1到128個 WWN通信，也可以限制某個或某些服務(wù)器對這個邏輯卷（LU）的訪問。這個功能使衍貞它 無關(guān)的

37、服務(wù)器無法發(fā)現(xiàn)被保護的邏輯卷（LU）,進而屏蔽對被保護的邏輯卷（LU）的訪問。 SANtinel町以在任何光纖通道端I I被啟動，并可進行端門級地開關(guān)。3.5主動全局熱備盤技術(shù)RAID 6、RAID 5和RAID 0+1等RAID級別具有冗余數(shù)據(jù)保存,能夠保證在RAID中有顆 磁盤發(fā)生故障時數(shù)據(jù)不去失。為了保證數(shù)據(jù)安全，存儲系統(tǒng)廠商通常都支持動態(tài)熱備盤技術(shù)。 使用動態(tài)熱備盤技術(shù)，在RAID中竹1顆磁盤發(fā)生故障時，町以在對系統(tǒng)性能影響比較小的 前提下恢復(fù)損壞磁盤上的數(shù)據(jù)。D 8K Duve in wnich a nember of error10 is accept3b e. occurrenc

38、es has exceeded the specfiea vsiue A B C圖：動態(tài)熱備盤技術(shù)data pohiy dertaR/*ID 5 tin the case ox4D+lPi如上圖所示，在某個時刻RAID中的一顆磁盤發(fā)生錯誤的數(shù)量超過系統(tǒng)定義的錯誤口志 指標(biāo)后，AMS2000系列的系統(tǒng)微碼自動啟動動態(tài)熱備盤，將存在錯誤的磁盤上的數(shù)據(jù)復(fù)制 到全局動態(tài)備盤上。在這個過程中不需要通過坯它磁盤上的數(shù)據(jù)進行XOR計算，因此整個 RAID 5磁盤組的性能影響降低到最低。在完成動態(tài)熱備盤復(fù)制后并對錯誤磁盤更換后，數(shù)據(jù) 將從動態(tài)熱備盤上拷貝回新更換的磁盤上，同樣也不用進行X0R計算。當(dāng)錯誤磁盤不

39、能夠 進行讀寫操作時，AMS2000系列的系統(tǒng)微碼不能進行動態(tài)熱備盤操作，此時系統(tǒng)會通過 Correction Copy的方法進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，如下圖所示：data：二匕mtrror data圖：Correction Copy 操作可以看到，雖然在進行Correction Copy時服務(wù)器依然可以進行正常的大I/O操作，但是 由于RAID 5中的所有磁盤都要參與XOR計算因此性能會降低。AMS2000系列在微碼中對磁盤錯誤監(jiān)測有非常嚴(yán)格的要求，在磁盤只有非常微小的錯 誤時就會啟動動態(tài)熱備盤。因此AMS2000系列所用磁盤的品質(zhì)要求也是非常苛刻的。通過 圖形化管理軟件町以看到存儲系統(tǒng)在出廠時定義的磁

40、盤錯誤檢測的Threshold并且可以實時 報告任何一個磁盤的錯誤計數(shù)，通過対Threshold定義，當(dāng)磁盤可恢復(fù)錯誤或不可恢復(fù)錯誤 數(shù)累計超過定義的數(shù)字，AMS2000系列的系統(tǒng)微碼就會啟動動態(tài)熱備盤操作。3.6簡便的圖形化、集中式的存儲系統(tǒng)管理軟件AMS2000系列產(chǎn)品采用改進的Storage Navigator Modular 2 （簡稱SNM2）作為系統(tǒng)管理 軟件平臺，它能夠提供用戶多種管理、監(jiān)控功能，通過這些靈活簡便的管理方式用戶可以大 幅降低管理復(fù)雜度，保證存儲產(chǎn)品的高效、安全運行Storage Navigator Modular 2可以運行于服務(wù)器或普通PC,它基于Web的客戶端-服務(wù)器 （CS）架構(gòu)設(shè)汁，并叢標(biāo)準(zhǔn)的IPM紹實現(xiàn)訪問°換句話說，對AMS2000系列產(chǎn)品的管理 訪問通過瀏覽器即可實現(xiàn)，可以通過連接SNM2的管理服務(wù)器來遠程管理存儲系統(tǒng)。Storage Navigator Modular 2町以在一個管理界而內(nèi)集中管理多臺AMS2000系列存儲系 統(tǒng)。3.7密碼保護許可防范管理風(fēng)險進行網(wǎng)絡(luò)化存儲管理時，對存儲系統(tǒng)的管理操作如果沒令任何安全性防范限制是非常危 險的。通過安裝包括在SNM2 'I'的密碼保護許可（Password Protection）功能町以實施仃效 的風(fēng)險防范。在SN M2中對某臺AM