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資料存儲小知識:什麼是存儲控制器?

什麼是存儲控制器,存儲控制器有什麼作用?相信這是很多初入存儲職場新人經常會遇到的問題?

存儲控制器在儲存設備中發揮着非常重要的作用。存儲控制器是一台控制着存儲陣列的裝置,主要包括三種類型的元件:"CPU"、"緩存存儲器"和"與網絡和儲存設備的連接配接接口"。

資料存儲小知識:什麼是存儲控制器?

▲存儲控制器一覽

存儲控制器将多個儲存設備中的存儲區域整合起來,作為一個存儲區域提供給伺服器。當收到來自伺服器的寫入資料的請求時,存儲控制器将确定資料落到哪個儲存設備,并将資料存儲在所選裝置中。

當收到來自伺服器的讀取某些資料的請求時,存儲控制器找到相關資料的存儲位置,從儲存設備中讀取資料,并将其傳輸到伺服器。高效、穩定地完成這些處理任務是存儲控制器的作用。

除了讀寫資料外,存儲控制器還執行處理任務,實作各種增值功能包括RAID、卷管理(volume management)、Provisioning、快照(snapshot)、克隆(clone)、複制(replication)等。

存儲控制器的幾種主要模式

如前面的視訊所述,最早的存儲隻有單個控制器,如果它壞了,那麼整個業務都會是以停頓。是以,至少兩個控制器非常有必要。現如今的存儲已大多是雙控制器了,但即使是這樣,依然有很多不同,挑選存儲産品時可要擦亮眼睛了。下面就來介紹幾種主要的雙控模式。

  • 雙控制器,主動/被動模式(Active/Passive)

正常運作時,兩個控制器中的一個處理所有的I/O處理和資料服務管理(主動),而第二個控制器則随時待命(被動),準備在發生故障時接管。後來有一些改進允許在被動控制器的主機端口上接收和傳輸I/O,但控制器本身不進行I/O或資料服務處理。

相反,它隻是通過内部連接配接将I/O傳遞給主動控制器,主動控制器負責所有資料服務(如重複資料删除、快照、RAID等)以及對底層閃存媒體的所有讀/寫處理。這就需要使用ALUA(非對稱邏輯單元通路)來定義到主動控制器的首選路徑和到被動控制器的非首選路徑。

資料存儲小知識:什麼是存儲控制器?

主/被架構是上世紀80年代發展起來的原始HA機制。這種模式在當今已經被淘汰了,使用者在選擇存儲時應避免選擇這種架構,特别是對有些廠商來說,這種HA架構實作起來更簡單,有助于實作産品快速上市。主/備架構最大的劣勢是,主動控制器很快就會成為性能瓶頸,而被動控制器則處于閑置狀态,性能完全浪費。

  • 雙控制器、雙主動模式(Daul Active)

這種設計是對主動/被動模式的改進,使用兩個控制器來執行全部的資料活動。其特點是,每個控制器都是卷的子集的主節點,并在發生故障時,随時準備接管夥伴的卷。這比完全的主動/主動架構(任何卷在任何控制器的任何端口上都可以通路,并且沒有路徑或性能偏好)更容易實作。

資料存儲小知識:什麼是存儲控制器?

但其缺點是,任何給定的卷仍然受限于單個控制器的資源,一旦發生故障,陣列的性能可能會減半。另一個問題是,管理者必須關注每個控制器上的工作負載,并手動配置設定卷以保持平衡。

  • 雙控制器,主動/主動模式(Active-Active)

這是目前最流行的雙控制器架構形式,兩個控制器在資料服務和I/O進行中都是主動的,沒有給控制器配置設定卷,任何主機都可以通過任何控制器上的任何端口通路任何卷,而不會有路徑或性能上的損失。

  • 多控制器、非對稱雙主動模式(Asymmetric Dual-Active)

這種模式類似于雙主動模式,不同之處在于,現在可以有兩個以上的控制器。卷仍然由某個控制器擁有,仍然有路徑和性能偏好。這種架構的優勢是聚合規模--在單點管理下獲得更高水準的總容量和性能。然而,任何特定的卷仍然受限于擁有它的控制器的性能。

資料存儲小知識:什麼是存儲控制器?
  • 多控制器,N路對稱主動模式(N-way Symmetric Active)

在這種模式下,存儲陣列可擴充到N個控制器。正常運作期間,所有控制器都積極地服務于I/O和處理資料服務,并均勻地分擔工作負載。如果其中一個控制器發生故障,其餘的控制器将繼續為所有的I/O服務。

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