曙光DS6310系列磁盘阵列用户手册V1[1].1.pdf

曙光曙光 DS6310 系列磁盘阵列系列磁盘阵列 用户手册用户手册 V1.1 1 安安 全全 说说 明明 提醒用户注意：使用曙光系列磁盘阵列之前，请先认真阅读本手册！提醒用户注意：使用曙光系列磁盘阵列之前，请先认真阅读本手册！安全警告和注意事项安全警告和注意事项 在安装使用曙光系列磁盘阵列之前，请仔细阅读安装和使用过程中的一些注意事项，并严格遵守本手册中的所有操作规范和注意相关的警告说明。如果仍然存在疑问，请向相关的技术咨询部门联系，以了解符合存储系统安全规范的相关细节。安全警告安全警告 本指南仅供有安装和配置磁盘阵列存储系统经验的专业技术人员使用！本指南仅供有安装和配置磁盘阵列存储系统经验的专业技术人员使用！避免受伤避免受伤 为了避免操作人员在安装、搬运或拆卸磁盘阵列时受伤，请用户尽量避免接触磁盘阵列上比较尖锐的地方，注意小心轻放。请使用机械助力装置将磁盘阵列运输到安装位置，一定不要使用磁盘阵列前端两个把手搬运阵列，此把手只供阵列在机架上抽拉使用，更不要抓住磁盘阵列机箱后部电源来移动阵列！一定不要使用磁盘阵列前端两个把手搬运阵列，此把手只供阵列在机架上抽拉使用，更不要抓住磁盘阵列机箱后部电源来移动阵列！请使用手推车或其它机械助力装置将磁盘阵列从一个位置移动到另一个位置。系统供电系统供电 系统电源接通系统电源接通/断开断开 磁盘阵列后部电源上的开关按钮并不能完全断开其内部的交流电源。即使通过后部电源上的开关按钮已经关闭了系统电源，磁盘阵列内的一些电路可能仍在继续工作。在执行本指南中的一些操作之前，必须将电源线从交流电源插座上拔下，否则，有可能会引起人员受伤或设备损坏。电源的危险状况电源的危险状况 电源内始终存在危险的电压、电流。维修必须由专业的技术人员来进行。设备和电缆的危险状况设备和电缆的危险状况 电源线和通信电缆可能存在危险的电气信号。在不需要带电更换磁盘阵列内任何部件的情况下，建议用户关闭后部电源上的开关按钮关闭磁盘阵列，并拔掉交流电源线。否则，可能会造成人员受伤或设备损坏。注意事项注意事项 2 静电放电（静电放电（ESD）和）和 ESD 保护保护 本文中的所有操作必须在静电放电（ESD）工作台上执行，因为存储系统的部件对静电非常敏感。如果没有满足所要求的工作环境，则必须通过下列方法减小静电放电（ESD）的危害：?戴上防静电手套，并将它与磁盘阵列机箱或其它外部的金属外壳连接；?在接触磁盘阵列部件前，先触摸一下磁盘阵列箱体；?在移走部分部件之前，使身体与磁盘阵列箱体保持接触，放完静电；?避免部件不必要的来回移动；?在移动磁盘阵列的部件时，仅拿住部件（特别是板卡）的边缘；?将磁盘阵列的部件放在接地的、防静电的平台上，最好有导电薄膜垫；?不要将部件在任何操作平台上滑动。散热和通风散热和通风 为了保证适当的散热和通风，在接通系统前，必须保证整个机架和磁盘子系统的前后部以及上下面都留有一定的通风空间。否则，有可能会引起系统过热而造成部件损坏。具体可进一步参考后面的安装操作指南等相关章节。安全规范要求安全规范要求 使用范围使用范围 本产品是在计算机机房或相似环境的计算机操作平台下评测完成的。在其它条件下使用需要进一步评定。对于本节列出的安全使用注意事项，必须仔细理解并在磁盘阵列使用过程中严格执行，这将有助于更好地使用和维护您的存储系统。?仔细阅读随机提供的资料，全面了解磁盘阵列的使用方法和注意事项；?核对磁盘阵列的实际配置与装箱单是否一致。如有差异，请马上与经销商联系；?您使用的曙光系列磁盘阵列采用的是 220V 交流电源供电；?一定要使用接地保护的接地电源插头和插座，良好的接地是您的存储系统正常工作的重要保证。对于存储系统来说，如果缺少了接地保护线，那么机箱上的金属背板上可能出现低于 36V 的电压，虽然不会对人体造成伤害，但是在接触时，可能会产生麻、痛等触电感觉。而且如果您擅自更换标准电源线（未通过安全认证），还可能会导致严重后果；?严格按照本手册中的连接方法来安装您的磁盘阵列存储系统，插件有螺钉时请注意拧紧固定；-3-?磁盘阵列存储系统内部采用了超大规模集成工艺，温度过高会使存储系统工作异常，因此使用过程中一定要注意散热，尤其要注意下面几点：?不要将磁盘阵列存储系统放在靠近热源的地方；?不要让阳光直射到您的磁盘阵列存储系统；?在使用过程中千万不要用其他物体堵塞系统机箱的散热孔。?磁盘阵列存储系统的某些部件对磁场比较敏感，强磁场对这些部件有很强的破坏作用，因而您的磁盘阵列存储系统需要注意防磁，不要将磁盘阵列和磁盘放在接近磁场的地方；?潮湿的环境也会对磁盘阵列存储系统造成不良影响，因而特别要注意防潮，切勿将水或其他液体泼洒到磁盘阵列上，一旦不小心发生这种情况，应立即切断磁盘阵列的电源；?灰尘对磁盘阵列存储系统也有不利的影响，长时间工作在灰尘密度大的环境会使系统内的部件出现故障；?磁盘阵列存储系统中许多部件属于精密仪器，因此移动磁盘阵列时要轻拿轻放，特别注意不要在加电状态时搬动，这种操作极易损坏磁盘磁头及磁片。即使在断电以后也不要马上搬运磁盘阵列，等待至少 1 分钟，等磁盘完全停止工作后再移动存储系统；?为减少瞬间强电流对磁盘阵列存储系统的冲击，延长存储系统寿命，尽量避免频繁重复加电。断电后，应至少等待 30 秒钟再加电。?为了避免市电电压的波动或发生突然掉电，造成丢失文件、损坏磁盘或者磁盘阵列存储系统的其他故障，最好给存储系统配置 UPS。在用 UPS 供电时，应保证 UPS 启动至少 1 分钟后再接通存储系统电源，以避免 UPS 在刚启动时对存储子系统造成冲击。4 目 录目 录 第一章第一章 曙光曙光 DS6310 系列产品简介系列产品简介.6第二章第二章 磁盘存储介质简介磁盘存储介质简介.102.1 SCSI.102.2 FIBRE CHANNEL 与 SAN 拓扑类型.102.3 SATA.14第三章第三章 RAID 相关技术简介相关技术简介.163.1 逻辑驱动器（LOGICAL DRIVES）.163.2 逻辑卷（LOGICAL VOLUME）.163.3 RAID 的级别.173.4 NRAID.173.5 JBOD.173.6 RAID 0.183.7 RAID 1（磁盘镜像）.183.8 RAID(10)（磁盘镜像的条块化读写）.193.9 RAID 1E（在物理磁盘上以数据块为单位镜像）.193.10 RAID 5（带分布奇偶校验块中的条块化数据读写）.193.11 S.M.A.R.T-可靠性预测技术.20第四章第四章 磁盘阵列快速安装磁盘阵列快速安装.224.1硬件组成.224.2接口说明.254.3指示灯说明.264.4曙光 DS6310FE/EE 机架的安装.294.5磁盘安装.304.6DS6310EE 系统连接.334.7DS6310FE 系统连接.364.8连接磁盘扩展柜.37第五章第五章 管理管理 DS6310 系列磁盘阵列系列磁盘阵列.395.1WEB管理概览.39-5-5.2登陆到 WEB管理软件.395.3子系统及其设置.405.4用户管理.445.5网络管理.455.6光纤通道管理.485.7存储服务（映射与 LUN MASKING）.505.8软件管理.535.9控制器.585.10机壳.615.11查看物理磁盘状态.635.12建立 RAID.655.13删除 RAID.705.14建立映射（设置 LUN 屏蔽）.735.15取消映射.765.16管理 RAID.765.17迁移与扩容.815.18管理逻辑驱动器（LUN）.825.19格式化逻辑驱动器（LUN）.845.20设置格式化速率.855.21管理热备磁盘.865.22退出 WEB管理软件.89第六章第六章 使用串口管理配置使用串口管理配置 DS6310 系列磁盘阵列系列磁盘阵列.906.1串口连接.906.2阵列加电.916.3使用 CLI 配置磁盘阵列.92附件一附件一 DS6310 系列磁盘阵列系列磁盘阵列 FAIL OVER 配置方法配置方法 V1.0.96附件二附件二 识别大于识别大于 2T 分区的方法分区的方法.114 6 第一章第一章 曙光曙光 DS6310 系列产品简介系列产品简介 伴随着存储市场的不断发展，用户对存储设备可靠性、性能等方面要求的不断提高，曙光公司也在不断调整自身的产品线，力争为用户提供更高可靠、更高性能的产品。曙光 DS6310 系列磁盘阵列充分考虑了用户对于在线存储设备磁盘阵列的具体需求，在设计上秉承一贯的 CableLess（无线缆连接）结构，避免了诸如线缆脱落、信号串扰、线缆受热老化等问题，从根本上提高了磁盘阵列系统的可靠性、可维护性。同时曙光 DS6310 系列磁盘阵列外型采用 3U 机架式结构，可以容纳 16 颗磁盘，另外可接 4 个 3U 16 盘位的磁盘扩展柜。曙光 DS6310系列磁盘阵列可灵活进行多种配置以达到用户对容量、性能以及功能的各种要求从而适应多样化的应用环境。曙光 DS6310 系列磁盘阵列采用嵌入式管理软件，直接通过 Web 登录，提供多种语言界面，包括简体中文、繁体中文、英文、法文、日文、意大利文、韩文、德文语言界面，方便不同语种用户的使用。曙光 DS6310 系列磁盘阵列具备更先进的 RAID 级别在线迁移，支持逻辑磁盘从一种 RAID 级别转变成另一种 RAID 级别，最大程度降低用户维护成本，降低系统重新规划带来的数据丢失风险。曙光 D6310 系列磁盘阵列在实际测试中其读写性能非常优秀，完全可以满足非线性编辑、VOD、OLTP 等系统对磁盘高 I/O 性能的要求。7 磁盘阵列物理特性磁盘阵列物理特性?曙光DS6310系列磁盘阵列控制器采用Intel IOP 341规格存储专用CPU，主频高达1.2GHz，大大提高内部数据交换性能；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列控制器采用 DDR 规格高速缓存，充分解决内部通讯瓶颈问题，大大提高整体 I/O 性能；?目前市场上有些磁盘阵列产品采用较薄材质（厚度1mm），在正常运行过程中容易产生轻微共振，从而影响到内部磁盘的磁头定位，降低了磁盘寻道的准确性，降低了数据 I/O的效率；而曙光 DS6310 系列磁盘阵列采用标准式机架结构，箱体为开模制作，材质采用1.2mm 厚度钢板材料，厚重而牢固，不易产生共振，使得磁盘阵列整体抗震功能得到很大提高，既而确保了磁盘磁头寻道的准确性，提高了数据 I/O 的性能。磁盘阵列功能特性磁盘阵列功能特性?支持 RAID0，1，1E，5，6，50，60?支持每个逻辑磁盘独立设定不同 Stripe Size（64k1MB）功能，最大限度为应用系统提供性能优化；?曙光 DS6310系列磁盘阵列具备更先进的 RAID级别在线迁移，支持逻辑磁盘从一种 RAID级别转变成另一种 RAID 级别，最大程度降低用户维护成本，降低系统重新规划带来的数据丢失风险；?支持智能磁盘扫描功能，最大限度保护用户数据；?支持逻辑磁盘 RAID 在线扩容、RAID 自动重建，并且 RAID 重建优先级可调；?支持本地、全局热备援磁盘，支持 S.M.A.R.T 技术；?先进的 RAID 虚拟管理技术。在创建 RAID 时，每颗物理磁盘可以被分割成不同的区域，这些不同的区域可以用来创建不同 RAID 级别的逻辑磁盘，每组逻辑磁盘的 Stripe Size 以及缓存使用方式可以自行设定；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列同时具备串口以及以太网管理接口，提供了菜单以及命令行管 8 理界面，两种界面可以相互切换，方便用户选择；命令行管理界面大大方便了用户的管理、监控，使得磁盘阵列的管理可以方便的集成到用户现有的 IT 管理系统中；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列内部具备 Web Server，提供了基于 Web 的图形化管理界面，主机端无需安装管理软件，支持所有具有浏览器的网络操作系统；同时出于安全考虑，Web Server 支持 SSL 安全连接协议，同时 Web Server 的端口号可以自行指定，增强了系统管理的安全性；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列支持 Telnet 远程管理，Telnet 远程管理的端口可以由用户自行指定，增强系统管理安全性；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列具备由用户自行设定“Cache 数据刷新时间”的功能，通过此功能，控制器会自动强制将 Cache 中的数据写入相应的磁盘区域中，避免了 Cache 故障导致数据丢失的风险，提高了 Cache 的利用率；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列标准配置均包含有后备锂电池，提供断电后 72 小时持续供电，对控制器高速缓存内的数据提供全面保护，避免了由于意外断电导致部分数据丢失的问题；同时，磁盘阵列控制器已经预置了后备锂电池定期深度充放电的设置，使得后备锂电池一直保持最佳工作状态，避免锂电池长时间处于充电状态而导致效能丧失的问题；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列提供了强大的用户管理功能，用户可以创建相关的磁盘阵列管理帐户，自行设定管理帐户的“登陆名”、“口令”，并指定相应的权限级别；同时，在事件报警通知方面，用户可以自行设定磁盘阵列管理帐户可以接收的报警信息内容，方便用户实现分级管理；同时管理帐户数据库可以做导入导出备份与还原。?曙光 DS6310 系列磁盘阵列支持多个用户同时管理磁盘阵列，具有超级管理员权限的用户可以看到其它用户的登录状况；根据实际管理需要，具有超级管理员权限的用户可以将其它用户的管理进程杀掉，确保磁盘阵列管理的唯一性、一致性；?曙光 DS6310 系列磁盘阵列具备 RAID 磁盘容量强制匹配功能；?曙光 DS6310 系列产品为用户提供了一个便于磁盘阵列移动、运输的功能“Transport”功能。当用户需要搬运或大幅移动包含物理磁盘的磁盘阵列时，为了保证物理磁盘的磁头正确归位，我们可以使用 Transport 功能来确保物理磁盘处于最佳的运输状态。磁盘阵列管理特性磁盘阵列管理特性?串口管理；?10/100MB/s 以太网接口远程 Telnet/Web Browser 管理；-9-?内嵌 Web 管理软件 Dawning RAID Manager。多种磁盘容错方式多种磁盘容错方式 DS6310 系列磁盘阵列具备 PDM（Predictive Data Migration，预先数据迁移）功能，PDM 是当某些条件具备的情况下，将 RAID 中某个物理磁盘的预数据迁移到热备援磁盘中，最大限度地避免数据丢失；当 Media Patrol 检测到磁盘故障、当系统记录的坏块达到一定的数量时，PDM 会自动工作；在有特殊需求时，我们也可以手工执行 PDM 工作；曙光 DS6310 系列磁盘阵列具备“Media Patrol”（介质巡检）功能，Media Patrol 功能会自动检测逻辑磁盘中的每一颗物理磁盘的健康状况，如果遇到有坏块或其他错误，Media Patrol 功能会自动发起 PDM（Predictive Data Migration 预先数据迁移），将故障磁盘中的数据预先复制到热备援磁盘中，避免数据丢失。Media Patrol 功能可以手工进行，也可以自动化的周期运行。当 Media Patrol检测到磁盘故障或当系统记录的坏块达到一定的数量时，PDM 会自动工作。在有特殊需求时，我们也可以手工执行 PDM 工作。10 第二章第二章 磁盘存储介质简介磁盘存储介质简介 2.1 SCSI 在计算机外部设备，尤其是存储设备的接口方面，SCSI 接口和 IDE 接口一直是飞速发展的两大阵营。IDE 接口价格低廉、兼容性好、主板的 BIOS 能够支持、使用方便。长期以来的不断改进，使其性能也有了长足的进步，传输速率现已达到 66MB/S。SCSI 接口从技术和性能上说，始终拥有着顶级设备的特征。IDE 接口在 PC 机上拥有绝大多数的市场份额，SCSI 接口却以其优异的性能成为高端电脑市场的绝佳选择。二者的区别主要在于：IDE 的工作方式需要CPU 的全程参与，SCSI 接口则完全通过独立的高速的 SCSI 卡来控制数据的读写操作。一般每个 IDE 系统可有 2 个 IDE 通道，总共连接 7-15 个设备。SCSI 是 Small Computer Standard Interface 的缩写，全称是小型机标准外设接口，以前主要用于小型机及高级工作站，现在 PC服务器中都可以找到 SCSI 接口，主要的服务器厂商全部在主板上直接集成了 SCSI 接口。因为现在 CPU、内存的速度已不再是服务器的瓶颈，服务器的主要瓶颈在于 I/O，而使用 SCSI可以显著增加服务器的 I/O 带宽。SCSI 是较高级(high level)的接口，可用于主机、磁盘、磁带、打印机等，因为是高级的接口，规格较为复杂，一般自带控制器，也较为复杂，这就是 SCSI磁盘为什么比 IDE 磁盘贵的原因。但 SCSI 接口能较有效的利用硬件特性而提高其速度。其控制器还能对主机发给 SCSI 磁盘的命令进行缓冲、排队，并进行优化处理(命令队列)。目前较为流行的 SCSI 标准是 SCSI-2 和 SCSI-3，较新的标准有 Ultra 2 及 Ultra 3。SCSI 磁盘虽有较高的传输速度，但受限于磁盘的存取速度及磁盘至 SCSI 接口的传输速度，并不一定能充分发挥其性能。2.2 Fibre Channel 与与 SAN 拓扑类型拓扑类型 光纤通道仲裁环（Fibre Channel Arbitrated Loop.缩写为 FC-AL），是在 1994 年引入的一种速率为 106 MB/s 的双端口串行存储接口。2000 年初这种接口的传输率提升到 212MB/s，下一代的光纤通道将以 424 MB/s 的速率向目标存储器传送数据。和 SAS 一样，光纤通道(FC)接口允许在每一个通信端口同时进行输入与输出传输(全双工)。这种全双工能力有效地使 I/O 端口速度倍增，分别达到 212MB/s、424MB/s 与 848MB/s。继承光纤通道（Fibre Channel）的架构，SAN 亦具备三种拓扑：专属点对点连接，提供保证带宽；仲裁回路，提供连接两台以上装置共享带宽；Switched Fabric 则提供同时多重连接的性能。专属点对点连接专属点对点连接（Dedicated Point-to-Point Connection）-11-点对点连接是最基本、最简单的架构，两个 N_Ports 直接对接，一个 N_Port 的传送端（Tx）接到另一个 N_Port 的接收端（Rx），反之，其接收端则连接到他方之传送端。这种架构，基本上只能建立只有两个装置的系统，当然，这两个装置也拥有全部的带宽。注：注：N_Port每一个光纤通道的装置都称为每一个光纤通道的装置都称为Node，每一个，每一个Node都具备一个（或以上）的连接埠（都具备一个（或以上）的连接埠（Port(s)），），Node中的每个连接埠就称为中的每个连接埠就称为N_Port，也就是，也就是Node Port。由于 Arbitrated Loop 以及 Switch Fabric 的技术日益精进，其产品价位也越来越经济，因此 SAN系统基本上是由 Arbitrated Loop 架构升级扩充至 Switched Fabric 架构。点对点连接的架构，仅适合在存储系统建置初期，在容量需求还不是很大的时候，做一个保守的投资，但是又保留将来系统的扩充能力（Scalability）。但是在选择主机适配卡（HBA：Host Bus Adapter）以及周边设备的时候，就必须特别注意其规格，确定其所提供的驱动程序以及固件（Firmware，Microcode）能够支持未来扩充至 Arbitrated Loop 以及 Switched Fabric 的能力，以免造成投资的浪费，甚至存储系统必须整个重新设置的痛苦。仲裁回路（仲裁回路（Arbitrated Loop）架构）架构 仲裁回路（Arbitrated Loop）架构，比点对点连接架构具备更多弹性，一个回路可以连接达 127个装置；同时其单位成本又较 Switched Fabric 来得低，因此 Loop 架构是目前最被广泛应用的架构。Arbitrated Loop 实体架构就像既有的 FDDI(光纤分布式数据接口)及 Token Ring（令牌环网）一样，第一个 NL_Port 的传送端连接到第二个 NL_Port 的接收端；第二个 NL_Port 的传送端再连接到下一个 NL_Port 的接收端；以此类推，一直到最后一个 NL_Port 的传送端连接到第一个 NL_Port 的接收端。如此，便形成一个封闭的回路。注：注：NL_Port 一个一个N_Port如果是连接到如果是连接到Arbitrated Loop，就被称为，就被称为NL_Port，也就是，也就是Node Loop Port的意思。的意思。在一个 Arbitrated Loop 中的所有装置，都共同分享整体带宽（200MB/s）。因此回路架构越大（即装置总数越多），每个装置分享到的带宽也就相对越小。当然，在同一时间点上，并不是回路上的每一个装置都需要传输数据。因此，真正活跃节点（Active Nodes）的数目，决定了整个回路的平均带宽。12 早期的 Arbitrated Loop 是真正的用单线 Cable（光纤或铜线），一个 Node 一个 Node 地串接下来，即所谓的菊花链（Daisy Chain）的方式，形成一个封闭回路。这种方式是最直接、最经济的，但也是风险最高、最不可靠的架构。因为如果有任何一段 Cable 断落，或任何一个节点故障或失去电源，整个回路就完全失效。有些 SAN 的装置，具备 Bypass 线路，在本身发生故障或关机时，可将回路上之讯号跳接过去，如此，可以提高系统可靠度，但仍然无法解决 Cable 断落的问题。为了解决上述问题，就有 Arbitrated Loop Hub 的问世。Loop Hub 基本上是将回路建立在机体线路内，硬件线路将第一个 NL_Port 的 Tx 接到第二 NL_Port 的 Rx，如此串接下去，最后再把最后一个 NL_Port 的 Tx 接到第一个 NL_Port 的 Rx。Loop Hub 的最棒的功能，就是每个 Port 都具备Bypass，在连接到任何一个 NL_Port 的装置移除或关机时，都能自动发生 Bypass 作用。除此之外，Loop Hub 的基本功能还包括：能侦测装置的加入和移除、正确的加入或移除的工作、支持动态重新寻址等功能。-13-利用 Loop Hub 建立的 Arbitrated Loop，基本上形成一个星状的回路架构，这种架构既解决上述可靠性的问题，同时也提供了更多的弹性与方便性：系统建置时布线工作更方便；装置故障时可以直接拔除维修，不必关闭整个回路；随时可以新增装置，甚至串接新的 Loop Hub（Cascading）以扩充系统。例如，把一个 JBOD 的磁盘柜接到 Loop Hub 的一个 NL_Port，或是 Cascade 一个新的 Loop Hub，同时又新增数个磁盘驱动器到回路上。Arbitrated Loop Hub 的 Cascading 非常方便，不需要特殊连接线，只要用一般的 Fibre Channel Cable，随便挑一个 NL_Port 接上去就可以了。不象以太网络的 Hub，必须使用 Crossover cable 或特定的 Port 才能做 Cascading。SAN Switch Fabric Switch Fabric 是利用 Fibre Channel Switch 为主干，建制成的交织网络系统。Switch 中的每一个Port 都拥有独立的带宽，Fabric 最重要特点，就是能够让多个传输同时进行。整个 Fabric 的有效带宽，就是可同时建立的连结（Links）带宽的总和。例如，一个 16-Port 的 Switch，最多可支持 8个同时联机，其总带宽可达 1600MB/s（或 3.2GB/s Full Duplex）。为了有效提升Fabric Switch的性能，Fibre Channel Switch 一般都是应用Cut-Through交换机制。Cut-Through 的技术，是在信息桢（Frame）送进 Switch 的时候，先判别其目的地地址，便立刻将之传送到目的地，而不是等到整个信息桢都接收完，再行判别（Store-and-Forward）。如此，可在最短的延迟时间内，将 Frame 转送出去。Fabric 和 Arbitrated Loop 的区别，除了 Loop 将带宽分享，Fabric 是带宽加总之外，另外一个显著的差别，就是可寻址的数目。在 Arbitrated Loop 中，最多只能有 127 个装置，但是在 Fabric 14 中，每个 N_Port 都被指定一个 24-bit 的地址。因此理论上，一个 Fabric 可支持多达一千六百万个N_Ports。由于 FC-SW 标准的寻址模式，把 24-bit 的地址分为 3 个部份：最高的 8-bit 做为 Domain Address 之用；中间的 8-bit 做为 Area Address 之用；最低的 8-bit 做为 Port Address 之用。由于 Domain Address 中有许多是保留，实际可用的数目为 236 个，因此一个 Fabric 中最多可以有 236 个 Switches连接在一起；而用 Area 来区别群组的 F_Ports（Fabric Ports），或是个别连接回路的 FL_Port（Fabric Loop Port）；Port Address 则是指派到最终的 N_Ports 或 NL_Ports。Area Address 以及 Port Address都各有 256 个，因此整个 Fabric 可以连接 236 256 256=15,466,496 个 Ports。上述的寻址模式，最重要的目的，是在多重 Switches 的 Fabric 系统中，让路由机制只需判断 1个 Byte 的 Domain Address，便可以知道该把 Frame 往哪个 Switch 送，而不必判别完整的 3 个 Bytes Address，如此大大提升路由效率。2.3 SATA 当今大多数台式存储系统采用的都是称为 Ultra ATA/100 的并行总线接口。自 20 世纪 80 年代开始，这种并行 ATA 接口就作为台式系统的主流内部存储器互连设备。今天的台式个人计算机追求的是速度更高、数据完整性更有保证以及能够自由进行富有创意的小型化设计。无论是从物理性能，还是从电气性能来看，现行的并行总线已经开始具有了某些局限性，无法提供更高的数据传输速率。SerialATA.org 组织的成立，专门致力于向当今最前沿的个人计算机提供这种新的技术。推出串行 ATA 的目的就是为了突破并行 ATA 所具有的局限性，同时又能满足未来若干年对扩展性的要求。SerialATA 组织订立的目标是串行 ATA 要与现行并行 ATA 磁盘兼容，而且一旦批量推出，其价格要与现行并行 ATA 磁盘相当。SerialATA 组织正在积极地促进在现在使用 ATA 磁盘的所有系统中都采用串行 ATA 磁盘。什么是串行什么是串行 ATA？串行 ATA 就是相对于现在的“并行”ATA 内部磁盘总线而言的一种“串行”架构。它将许多数据比特打包成一个分组，然后沿数据线，以比并行总线更高的速率（可高出 50%）将数据分组传输给或传输出主机。现在循环冗余校验（CRC）只是对来回传输的数据进行校验，而不对命令进行校验。串行 ATA 则既对命令进行 CRC 校验，也对数据分组进行 CRC 校验，以此提高总线的可靠性。循环冗余码检测所有单比特和双比特错误，保证能够检测出 99.998%可能出现的错误。一块串行 ATA-15-磁盘可以在总线上以 150MB/秒的速率将数据传输到主机系统，准确性极为可靠。串行 ATA 接口还能够满足未来相当长时间对扩展性的要求。其他优势其他优势 串行串行 ATA 磁盘性能大幅度稳步提高磁盘性能大幅度稳步提高 第一代第一代 第二代第二代 第三代第三代 数据传输速率大约值数据传输速率大约值 150MB/秒秒 300MB/秒秒 600MB/秒秒 总线传输速率大约值总线传输速率大约值 1.5GB/秒秒 3GB/秒秒 6GB/秒秒 大概推出时间大概推出时间 2002 年秋季年秋季 2004 年中期年中期 2007 年中期年中期 除了总线速率和可靠性得以提高外，串行 ATA 还改进了电缆连接方式，改良了连接器，以使磁盘更为耐用、集成更为简单，今后不会再出现引脚弯曲变形、电缆连接混乱、无必要返修磁盘的现象。为了改善系统空气流动状况以及能够设计出更富有创意的系统，比如说，小型化的外形规格和消费类电子产品盒，串行 ATA 电缆都是又细又长。连接器都是无针连接器，采用的是 Blind-mate式连接方式，更易咬接到位。由于不使用宽电缆，因此，系统集成人员很容易就可在系统中铺设更长的数据电缆（1 米），以便更加简洁或使设计更具特色。16 Logical Drive123第三章第三章 RAID 相关技术简介相关技术简介 3.1 逻辑驱动器（逻辑驱动器（logical drives）逻辑驱动器是一个简单的由一块或多块独立的物理磁盘组成的队列。3.2 逻辑卷（逻辑卷（logical volume）逻辑卷是由一个或多个逻辑驱动器组成，其成员逻辑驱动器可以是相同 RAID 集也可以是不同的 RAID 集。LogicalVolumeLogicalDriveLogicalDriveLogicalDrive.Physical DrivesPhysical DrivesPhysical Drives-17-3.3 RAID 的级别的级别 RAID 级别 描述 最少硬盘数 数据可靠性 顺序性能 随机性能 NRAID Non-RAID 1 Drive Drive RAID 0 Disk Striping(If N1)N=NRAID R:Highest W:Highest R:High W:Highest RAID10 Mirroring Plus Striping(if N=1)N+1 NRAID=RAID5 R:High W:Medium R:Medium W:Low RAID1E Mirroring Plus Striping(ifN1)N+1 NRAID=RAID5 R:High W:Medium R:Medium W:Low RAID 5 Striping with interspersed parity(N1)N+1 NRAID=RAID5 R:High W:Medium R:High W:Low 3.4 NRAID NRAID 意思是不使用 RAID 功能。它使用磁盘的总容量组成逻辑盘（不使用条块读写）。换句话说，它生成的逻辑盘容量就是物理盘容量的总和。此外，NRAID 不提供数据的冗余。3.5 JBOD JBOD 的含意是控制器将机器上每颗磁盘都当作单独的磁盘处理，因此每颗磁盘都被当作单颗独立的逻辑盘使用。此外，JBOD 并不提供数据冗余的功能。NRAID 最少需要的磁盘数目 1 容量 N 冗余 No JBOD 最小需要的磁盘数1 容量 1 冗余 No +=2 GB Hard Drive3 GB Hard Drive1 GB Hard Drive2 GB Hard DriveLogicalDrive2+3+1+2=8 GB Logical Drive 18 3.6 RAID 0 RAID0 以条带式数据单元分布在所有的磁盘上，数组中所有磁盘都可以同步搜寻。RAID0 没有冗余的容量记录可供恢复用的所需数据，所以没有容错功能，因此才能提升系统的性能。3.7 RAID 1（磁盘镜像）（磁盘镜像）RAID1 又称为镜像(Mirror)盘，采用镜像容错来提高可靠性。即每一个工作盘都有一个镜像盘，每次写数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读出。一旦工作盘发生故障后立即从镜像盘中读出先前存取的数据，然后由系统再恢复工作盘正确数据。这种逻辑盘可靠性很高。如果磁盘的数目超过四个，系统会自动实现 RAID(0+1)。RAID 0 最少需要的磁盘数目 2 RAID 1 最少需要的磁盘数目 2 容量 N/2 冗余 Yes Block 1Block 2Block 3Block 4Block 5Block 6Block 7Block 8.Block 1Block 2Block 3Block 4Mirror 1Mirror 2Mirror 3Mirror 4MirroringLogical DrivePhysical Disks.=2 GB Hard Drive3 GB Hard Drive1 GB Hard Drive2 GB Hard Drive2 GBLogi cal Dri ve=3 GB1 GB2 GBLogi cal Dri veLogi cal Dri veLogi cal Dr i v eBlock 1Block 2Block 3Block 4Block 5Block 6Block 7Block 8.Block 1Block 3Block 5Block 7Block 2Block 4Block 6Block 8StripingLogical DrivePhysical Disks.RAID 0 最少需要的磁盘数目2 容量 N 冗余 No -19-3.8 RAID(10)（磁盘镜像的条块化读写）（磁盘镜像的条块化读写）RAID 10 结合了 RAID 0 和 RAID 1，条块化读写的同时使用镜像操作。RAID 10 允许多个磁盘损坏，因为它完全使用磁盘来实现数据冗余。3.9 RAID 1E（在物理磁盘上以数据块为单位镜像）（在物理磁盘上以数据块为单位镜像）RAID 1E 是以磁盘数据块为单位做镜像(Mirror)。它的特点是每次存取的数据以位或字节的方式存于两个不同的物理磁盘数据块中。它的优点是支持奇数颗磁盘做镜像(Mirror)，即做了数据镜像又使磁盘空间可以充分利用。当多颗非镜像磁盘发生故障时，控制器会从其它无故障磁盘的镜像块中找到对应的数据并恢复故障磁盘上丢失的数据。3.10 RAID 5（带分布奇偶校验块中的条块化数据读写）（带分布奇偶校验块中的条块化数据读写）RAID 5 是一种循环奇偶校验独立存取的数组,它没有固定的校验盘，而是按某种规则把奇偶校验信息均匀地分布在数组所属的所有磁盘上。于是在同一台磁盘阵列上既有数据也有校验信息。这一设计解决了争用校验盘的问题。因此 RAID5 允许在同一组内并发进行多个读写操作。当发生故障时，控制器会用其它无故障磁盘校验块RAID 1E 最小需要的磁盘数 3 容量 N/2 冗余 Yes RAID 5 最小需要的磁盘数3 容量 N-1 冗余 Yes Block 1Block 2Block 3Block 4Block 5Block 6Block 7Block 8.Logical DrivePhysical DisksBlock 1Parity(3,4)Block 6Block 7Block 2Block 3Parity(5,6)Block 8Parity(1,2)Block 4Block 5Parity(7,8).Striping+non-dedicated ParityRAID(10)最少需要的磁盘数目4 容量 N/2冗余 Yes 20 中的数据来恢复故障磁盘上丢失的数据。3.11 S.M.A.R.T-可靠性预测技术可靠性预测技术 S.M.A.R.T.是 ATA/IDE 和 SCSI 环境下都可使用的一种可靠性预测技术。磁盘必须能对许多要素进行监测才能具备全面的可靠性管理能力。推断故障是最关键的要素之一。故障可以分为两大类：可预测故障和不可预测故障。像电子和机械故障这类不可预测故障发生在瞬间，如电涌就