磁碟陣列

JBOD

在過去一臺伺服器只能放兩三塊盤，遠遠不能滿足要求，所以可以把盤放到主機的外面。也就是說專門拿一個箱子，所有磁碟都放在機箱裡面，而且獨立電源和散熱，介面方面，內部其實就是一條SCSI線纜，這就形成了磁碟櫃(Just a Bound Of Disk ， JBOD)，顧名思義，實際上就是“一串磁碟”

獨立的外部磁碟陣列

JBOD的內部不含RAID卡，這樣，如果要調整RAID的話，還需要重啟主機，影響主機裡面的應用。那麼最好是可以把RAID功能做到磁碟箱內部。

如下圖所示，凡是自帶RAID控制器的盤櫃就叫磁碟陣列。通過外部的SCSI介面，連線到主機上端的SCSI埠。

主機的SCSI控制器與盤陣SCSI控制器相比，盤陣的SCSI控制器作為Target模式，被主機SCSI控制器操控。

而在右邊的SCSI匯流排上，盤陣的S2控制器作為Initiator模式，佔據主動權。磁碟均為SCSI Target，受控於Initiator

前端和後端

對盤陣來說，左邊為前端，面向主機提供對外服務
面向自己管理的磁碟就變成了後端。也就是右邊的部分。

內部介面和外部介面

• 內部介面：盤陣RAID控制器連線內部磁碟時用的介面：可以連線IDE磁碟等
• 外部介面：盤陣控制器對於主機端，提供什麼介面，

內外介面可以不一樣，比如內部連線IDE磁碟，外部用SCSI介面連線主機。（僅限於盤陣，盤櫃必須一樣）

因為盤陣控制器是一個虛擬化引擎，可以不一致，即使內部是IDE的，也可以向主機報告有多少LUN

多外部介面

有多個介面是為了連線多臺的主機。

每個由盤陣RAID控制器生成的邏輯磁碟，可以通過設定只分配到其中一個口，連線到其他口的主機就不會看到這個LUN。

也可以把一個LUN同時分配到兩個口，兩臺主機對一個LUN寫資料，容易造成資料不一致。

關於LUN

LUN是SCSI ID的更細一級的地址號。每個SCSI ID下面可有更多的LUN ID 。

大型磁碟陣列有幾千個虛擬磁碟，但是每條SCSI匯流排最多允許16個裝置，所以為每個虛擬磁碟分配一個SCSI ID不夠用。

可以在一個SCSI ID虛擬多個LUN地址，每個LUN地址對應一個虛擬磁碟。

LUN：硬體層次生成的虛擬磁碟統稱為LUN。
卷：軟體生成的虛擬磁碟

雙控制器磁碟陣列

如果控制器只有一個，則會存在單點故障，所以至少有兩個控制器。雙控制器需要相互通訊，一般使用PCI匯流排進行互聯。

而兩個控制器的協同方式有兩種，Active-Standby 、Dual-Active

Active-Standby（HA）

HA方式：兩個控制器同一時刻只有一個在工作，另一個在等待、同步和監控狀態，只是在故障以後才接管。

兩控制器各佔一個ID 。剩餘14個ID給磁碟，

為了預防腦分裂，備份控制器在接管之前需要將主控斷電或者重啟，釋放其匯流排使用權，然後接管前端和後端匯流排。

主機端必須使用兩個SCSI介面卡分別連線到盤陣上的控制器，但是這樣做，主機端必須通過某種方式感知到HA策略，並在故障發生時切換。

對於FC盤陣來說，使用雙控及主機端使用雙FC適配卡非常普遍。

Dual-Active

所謂Dual-active，也叫控制器雙活，指的是兩個控制器同時工作，對所有後端匯流排有通路，但是每個匯流排平時只被一個控制器管理，另一個不觸動。
可以將後端一半數量的匯流排交由一個控制器管理，另一半交由另一個控制器管理。一旦損壞，可以立刻接管所有的匯流排，比Active-Standby更高效。

腦分裂Split Brain

腦裂指的是控制器之間的通路出現了問題。也就是說兩個控制器其實是正常的，但是檢測不到對方的 存在。所以都會嘗試接管所有的匯流排。類似於精神分裂。

解決方案：
加入一個仲裁者

• 使用兩個控制器都能寫到的硬碟，向其寫入自己的仲裁資訊，如果腦分裂，就看誰在上面最後寫了資訊。
• 電源控制器：向電源控制器傳送訊號，讓對方重啟並進入Standby

接管了匯流排的控制器一般會對匯流排上所有的磁碟進行SCSI Reserve操作，即預訂操作。

匯流排上所有目標裝置一旦被預訂，便不再接受其他控制器的IO請求。

連線多個擴充套件櫃

到現在，一個盤櫃裡面有兩個磁碟控制器、有磁碟，但是一條SCSI匯流排最多15塊磁碟，為了15塊磁碟，使用兩個RAID控制器有點不值。

下圖為一個機頭，它帶有一個擴充套件磁碟介面以及兩個控制器。

然後使用這個機頭連線JBOD擴充套件櫃

總結一下：

機頭：帶有控制器的磁碟櫃，就像是火車的機頭一樣，是提供動力的，機頭也可以有磁碟。
擴充套件櫃：用於擴充套件容量的JBOD，就如同車廂，沒有動力，但是需要有基本的供電和冷卻系統。

主機和磁碟陣列本是一家

盤陣控制器的主機化

可以說盤陣控制器本來但是一個簡單的主機系統

所以完全可以用一臺伺服器來充當儲存系統的控制器。

插入幾張SCSI卡作為前端介面卡，若干SCSI卡作為後端連線磁碟箱的介面卡,然後設計軟體從/向後端讀寫資料，經過處理或者虛擬化後，傳送給前端的主機伺服器。

目前有兩種趨勢：

• 主機充當控制器
• 高整合度的晶片作為控制器的核心

盤陣型別

按照前端-後端介面分，有

• SCSI-FC盤陣：前端是FC介面的盤陣，後端是SCSI磁碟
• FC-FC盤陣
• SATA-FC盤陣
• SCSI-SCSI盤陣

後面會講到FC-FC盤陣，這是目前高階盤陣所採用的架構。

SAN（Storage area network）

RAID 控制器相當與路由器，也就是協議轉換器。

SAN，儲存區域網： 將磁碟放到主機外部，儲存裝置和主機之間形成了一個獨立的網路