H3SE存储培训教材-第一部分 3 磁盘阵列

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——————————————磁盘阵列磁盘阵列

日期：2007－7－18存储产品部总工办

学习目标

磁盘阵列的组成和分类阵列控制器缓存1阵列扩展方式

23

磁盘阵列的组成和分类盘

•

磁盘阵列包括两大主要部件：控制什么是磁盘阵列

器和磁盘柜

控制器是磁盘阵列的“大脑”主控制器

•控制器是磁盘阵列的“大脑”，主要部件为处理器和缓存，最先主要操作管理功能实现简单IO 操作、RAID 管理功能，随着技术发展，能够提供各种各样

的数据管理功能，如快照、镜像、

磁盘柜复制等

磁盘柜包含了多块的磁盘本身既•磁盘柜包含了多块的磁盘，本身既没有处理器，也没有缓存，RAID 及数据管理功能通过控制器实现

磁盘电缆

常见磁盘阵列

常见的磁盘阵列组成部分：

控制器和磁盘柜分离

控制器磁盘扩展柜(JBOD)

=

+

控制器和磁盘柜一体

磁盘阵列

+=

控制器模块磁盘柜磁盘阵列

常见磁盘阵列分类

IX5000s )按控制器数量

)JBOD：无控制器，通常用于

扩展柜或者与主机端RAID结合

使用

)双控制器阵列：如IX5000s

)多控制器阵列：如IX5000

)按对外接口

)SCSI阵列

)FC阵列

)iSCSI阵列

)……IX5000s属于双控iSCSI阵列

阵列控制器内部结构

1000系列独特的常见控制器内部组件

前端总线一体化设计

前端总线系统缓存

读缓存前端（对外RJ45口）控制器缓存(Cache)缓存(Cache)CPU

CPU

写缓存

CPU

CPU

RAID CPU

CPU

后端总线

后端总线后端连接16磁盘位

注：缓存电池、RAID

CPU、缓存、接口速率决定控制性能的关

整机软硬件一体化

控制器可选设计

是决定控制器性能的关键硬件组件

设计

阵列控制器缓存

控制器缓存工作模式

主机写入反馈主机写入反馈前端总线

前端总线数据流

写OK

数据流写OK

系统缓存读缓存写缓存系统缓存读缓存

写缓存Write-back

Write-through

透写CPU

CPU

后端总线CPU

CPU

后端总线

回写

写

磁盘

控制器的缓存保护技术

三种常见控制器Cache 保护设计

FC或IP(GE)缓存(Cache)FC或IP(GE)

缓存(C h )FC或IP(GE)缓存(Cache)CPU

CPU

缓存(Cache)Cache电池CPU

CPU

后端总线

磁盘CPU

CPU

后端总线

后端总线

阵列内置UPS

阵列外置UPS

电池保护Cache

内置UPS保护控制器

外置UPS保护整机

控制器缓存镜像

1、主机数据写入缓存；

2、缓存数据进行异或运算，产生校验数据；

前端总线系统缓存前端总线系统缓存CPU

CPU

读缓存写缓存CPU

CPU

读缓存写缓存后端总线后端总线

控制器缓存镜像

1、主机数据写入缓存；

2、缓存数据进行异或运算，产生校验数据；前端总线系统缓存前端总线系统缓存

3、将校验数据添加到缓存；

CPU

CPU

读缓存写缓存CPU

CPU

读缓存写缓存后端总线后端总线

控制器缓存镜像

1、主机数据写入缓存；

2、缓存数据进行异或运算，产生校验数据；OK

前端总线系统缓存前端总线系统缓存3、将校验数据添加到缓存；

4将缓存数据复制到目CPU

CPU

读缓存写缓存

CPU

CPU

读缓存写缓存4、将缓存数据复制到目标控制器；

5目标控制器处理完数后端总线后端总线

5、目标控制器处理完数据和校验数据返回消息；6源控制返主机消

6、源控制器返回主机消息，操作完毕。

阵列扩展方式

FC典型中端磁盘阵列扩展

FC或IP(GE)缓存(Cache)FC或IP(GE)缓存(Cache)缓存()CPU

CPU

FC

CPU

CPU

FC

双控不可扩

以共享环路上增加硬盘数扩展容量

IX5000全交换架构扩展

()()()()控制器

IP(GE)缓存(Cache)

CPU

CPU

IP(GE)缓存(Cache)CPU

CPU

IP(GE)缓存(Cache)CPU

CPU

IP(GE)缓存(Cache)CPU

CPU

IP IP

IP

IP

存储域

交换层

磁盘磁盘磁盘磁盘

磁盘磁盘磁盘磁盘

磁盘磁盘磁盘磁盘

磁盘磁盘磁盘磁盘

扩展柜

磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘

磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘

UPS