磁盘阵列的组成.pptVIP

I/O调度模块： 依次扫描各子命令队列，对这些子命令经过Cache-Buffer管理模块过滤后，将需要磁盘操作的子命令按优先级分组，然后按优先级从高到低逐组分派给各主通道控制模块并行地完成磁盘操作请求。该模块是整个阵列控制程序的控制核心，其他模块几乎都要和它发生交互。 主通道控制模块(串控制器）： 调度、控制阵列中的串控制器完成磁盘I/O操作，并且负责向上层模块报告I/O完成情况和磁盘状态。 容错功能模块： 包括数据重构（Reconstruct）和磁盘数据的重建（Rebuild）修复。前者是指在阵列运行于有容错功能的级别下单盘失效时阵列降级运行，利用冗余的校验信息重新生成失效盘上的数据以响应主机的I/O请求；后者指的是在有盘失效的情况下，当系统检测到有新的磁盘被换上时，系统在后台将失效盘上的数据恢复到新盘上。 RAID5重构和重建 校验块 接口异构的磁盘阵列原理 接口异构：指在结构上磁盘阵列控制器与主机的接口和阵列中磁盘驱动器的接口不是同一种接口，称为异构接口。如SCSI-EIDE、USB-SCSI、USB-EIDE、FC-SCSI等。 例：SCSI-EIDE阵列 CPU 阵列Cache 阵列控制软件 NCR53C8XX EIDE适配器 EIDE适配器 …… (EPROM) PC主板 0 m EIDE /ATA 总线 m-1 2m-1 EIDE /ATA 总线 说明：m≤2 SCSI总线 连接主机 软件： 在普通SCSI阵列软件基础上再增加命令模拟模块和协议转换模块 命令模拟模块： 完成与主机的启动配置通信，使主机能够识别阵列，读取正确的阵列参数，完成IDE协议不能对应的SCSI命令。该模块负责完成的SCSI命令包括:Inquiry、Test Unit Ready、Verify、Read Capacity、Mode Sense等。 协议转换模块： 完成从SCSI命令到对应的EIDE命令的转换。如读写命令。 网络磁盘阵列简介 在传统的服务器系统中，当客户机需下载服务器上的文件时，由客户机向服务器发出请求。响应后，通过文件系统和I/O系统，调用设备驱动程序对磁盘驱动器进行读操作。读得的数据经由原路进入客户机，此次服务便告结束。这种服务器/客户机工作模式，存在两个显著的缺点： 一是命令和数据都要经过同一I/O路径。当有多个用户请求时，容易造成阻塞，即使单个用户也延长了服务等待时间； 二是在数据读取和传输过程中，即使采取DMA方式，也需经历多次存储转发，增加了系统开销，降低了数传率。 传统服务器系统示意图 瓶颈 网络磁盘阵列设备示意图 网络通道 外 设 通 道 网络磁盘阵列说明: 网络磁盘阵列和与之相连的服务器构成网络磁盘阵列系统； 系统的连接方式与传统的服务器－存储设备连接方式不同，它在磁盘阵列端增加网络通道直接入网，即磁盘阵列具有异构双通道——外设通道与网络通道。 用户读取文件的过程 客户机向文件服务器发出读文件请求； 服务器确认请求的合法性和权限，经分析截取文件的位置和存储地址组的信息； 服务器向网络磁盘阵列发出用户授权； 网络磁盘阵列启动读进程，等待客户机请求到来； 服务器向客户机发出确认字、授权字、磁盘阵列的网络地址和数据存储地址组； 建立客户机与磁盘阵列的连接并从磁盘阵列上读得数据； 客户机向服务器和磁盘阵列发出结束请求的信号； 磁盘阵列向服务器发出结束信号； 读出过程结束。 网络磁盘阵列工作原理 网络 网卡 网 络 存 储 设 备 网卡 网 络 存 储 设 备 外设通道 主机通道 适配器 PCI总线 系统总线 处理器 存储器 网卡 客户机1 客户机2 客户机4 客户机3 请求 应答 网络磁盘阵列的特点 1.命令与数据的分流： 外设通道用于传输命令，网络通道用于向用户传输数据。服务器只用于命令的响应和处理，缩短了服务等待时间；数据不经过服务器直接到达用户，缩短了I/O路径，减少了存储转发，提高了平均数传率。 网络磁盘阵列的特点 2.扩容与增速同步： 在一个系统中每增加一台磁盘阵列便增加了一条网络通道，这样在增加容量的同时，同步增加数据接口带宽。（利用这一优点可以构建10～100T容量的海量存储系统） 网络磁盘阵列的特点 3.通信与传输自主： 数据传输过程不需服务器干预，增加了独立性和自主性。 网络磁盘阵列的特点 4.文件的集中管理与数据的分布存储： 服务器负责文件管理功能，数据可以分布存放在一个或多个阵列上。 70’s 80’s 90’s 00’s 10’s 软件结构 磁盘阵列控制软件实例 软件模块