太阳集团游戏城旧版|老狼二区忘忧草欢迎您大豆|多路径管理软件功能与架构解析
2026-05-30 18:12:04 太阳成集团制药
多路径技术用于实现存储区域网络中的路径冗余架构ღ✿ღ，提高存储区域网络的高可靠性和高性能ღ✿ღ。通常存储厂商基于多路径技术原理开发专属的多路径管理软件ღ✿ღ，来实现路径冗余和I/O流量负载ღ✿ღ。当某一存储网络路径不能使用ღ✿ღ，或不能满足规定的性能要求ღ✿ღ，多路径管理软件会自动而透明地将I/O流转移到其他可用的路径上ღ✿ღ，确保I/O流有效ღ✿ღ、可靠地继续传输ღ✿ღ。多路径管理软件可以处理包括光纤通道HBA卡故障ღ✿ღ、链路故障ღ✿ღ、存储控制器故障而导致的多种路径故障ღ✿ღ。本文分析了多路径管理软件功能与架构ღ✿ღ。
存储通过Fabric网络的Zone和存储的LUNMasking/LUN Mapping建立与服务器的关系ღ✿ღ，服务器上就可以识别存储的LUNღ✿ღ。在多路径组网的存储区域网络中ღ✿ღ，当未安装多路径管理软件的服务器通过每条路径都会发现一个LUNღ✿ღ，此时存储上同一个LUNღ✿ღ，在服务器端会被认为是两个或多个不同的LUNღ✿ღ，即出现了冗余LUNღ✿ღ。服务器端上显示的LUN实际上仅是路径不同ღ✿ღ。当安装了多路径管理软件之后ღ✿ღ，冗余的LUN会被聚合为虚拟LUN老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ，操作系统识别虚拟LUNღ✿ღ，并直接对虚拟LUN进行I/O操作ღ✿ღ，I/O数据流经过多路径管理软件后ღ✿ღ，按照多路径管理软件设置的策略与存储进行I/O操作ღ✿ღ。
存储系统为了保证业务运行的稳定性和连续性ღ✿ღ，一般会配置两个或者多个控制器ღ✿ღ，实现部件冗余ღ✿ღ。存储系统中每个LUN都有一一对应的所属控制器ღ✿ღ，所属控制器是存储系统为LUN指定的一个特定控制器ღ✿ღ，用来避免两个或多个控制器同时对同一个LUN进行操作ღ✿ღ，防止写冲突损坏存放的数据ღ✿ღ。在日常运行过程中ღ✿ღ，如果服务器通过非所属控制器来访问LUNღ✿ღ，最终需要转给LUN的所属控制器进行处理ღ✿ღ，直接通过所属控制器访问对应的LUN可获得最快的I/O速率ღ✿ღ。在多路径组网环境下ღ✿ღ，服务器上虚拟LUN对应的存储系统上LUN的所属控制器ღ✿ღ，称为该LUN的优选控制器ღ✿ღ。因此ღ✿ღ，安装多路径管理软件的服务器会优先选择通过优选控制器来访问存储系统上的LUNღ✿ღ，获得最快的I/O速率ღ✿ღ。连接到优选控制器的路径就是最优I/O访问路径ღ✿ღ。多路径管理软件能够获取LUN的优选控制器信息ღ✿ღ，能够自动为数据流选择优选控制器上的一条或多条路径进行访问以获得最佳的I/O速率ღ✿ღ。
通常多路径管理软件在路径故障时可以自动将I/O转移到其他可用路径ღ✿ღ，例如ღ✿ღ：当服务器上的应用通过多路径管理软件管理的虚拟LUN进行I/O操作ღ✿ღ，多路径管理软件选择一条最优路径ღ✿ღ，向存储提交I/O请求ღ✿ღ，如果这条路径故障ღ✿ღ，导致下发到存储的I/O请求失败ღ✿ღ，多路径管理软件会得到失败的返回值ღ✿ღ，此时多路径管理软件会重新选择另一条路径ღ✿ღ，再次向存储提交I/O请求ღ✿ღ，如果路径正常ღ✿ღ，I/O下发到存储成功ღ✿ღ，多路径管理软件会接收到成功的返回值ღ✿ღ，并且把相应的状态信息反馈给操作系统和应用ღ✿ღ。请注意ღ✿ღ，多路径管理软件在发现路径故障时通常会多次重新尝试和等待ღ✿ღ，这样会消耗一定的时间ღ✿ღ，会造成一定的I/O阻塞suncitygroup太阳成集团ღ✿ღ。ღ✿ღ。
多路径管理软件在检测到路径故障恢复后ღ✿ღ，会自动把I/O重新下发到该路径太阳成集团官网ღ✿ღ！ღ✿ღ。路径故障恢复有两种方式ღ✿ღ：对于支持热拔插的操作系统（如Windows）ღ✿ღ，服务器与存储系统之间的链路断开会导致SCSI设备被删除ღ✿ღ，相应的链路在恢复后会触发重新创建SCSI设备ღ✿ღ，对于这种场景的多路径管理软件需要立即感知到路径恢复ღ✿ღ。对于不支持热拔插的操作系统（如AIXღ✿ღ、低版本的Linux）ღ✿ღ，多路径管理软件通过周期测试感知路径恢复ღ✿ღ。
谈到负载均衡ღ✿ღ，需要先了解一下存储控制器的多路径机制ღ✿ღ，存储连接服务器的控制器ღ✿ღ，通常称为前端控制器ღ✿ღ，多路径机制大概分为三类ღ✿ღ：
主主模式（A/A）ღ✿ღ：Symmetric Active/Activeღ✿ღ，对于特定的LUN来说ღ✿ღ，在它的路径中ღ✿ღ，两个（或多个）存储前端控制器（下面简称控制器）的目标端口均处于主动/优化（active/optimized）状态ღ✿ღ。两个控制器之间实现高速互联的通讯ღ✿ღ，一个I/O发到控制器端ღ✿ღ，两个控制器可同时参与处理ღ✿ღ。当路径出现故障ღ✿ღ，将离线（offline）故障路径并重定向I/O到其他路径太阳集团游戏城旧版ღ✿ღ，I/O重定向期间ღ✿ღ，存储控制器会充分考虑负载平衡等因素并选择最合适的路径ღ✿ღ。对于应用程序ღ✿ღ，路径切换过程是透明的的ღ✿ღ，几乎不会有延迟（延迟时间一般为几秒）ღ✿ღ。
ALUA模式ღ✿ღ：Asymmetric Active/Activeღ✿ღ，ALUA 是Asymmetric Logical Unit Access（异步逻辑单元访问）的缩写ღ✿ღ，对于特定的LUN来说太阳集团游戏城旧版tyc太阳成集团ღ✿ღ，在它的路径中ღ✿ღ，一个存储前端控制器（下面简称控制器）的目标端口处于主动/优化（active/optimized）状态ღ✿ღ，另一个控制器的目标端口处于主动/非优化（active/unoptimized）状态ღ✿ღ。在某一个时刻ღ✿ღ，某个LUN只是属于某一个控制器ღ✿ღ，要想实现两边的负载均衡ღ✿ღ，就是将任务A交给控制器Aღ✿ღ，将任务B交给控制器Bღ✿ღ，对于同一个任务来说ღ✿ღ，任何时候只有一个控制器在控制ღ✿ღ。多路径管理软件和控制器共同配合指定每个LUN的优选控制器ღ✿ღ，如果路径发生故障ღ✿ღ，将重新分配I/O流量到其他可用的路径ღ✿ღ，同时ღ✿ღ，停止故障路径上的I/Oღ✿ღ，此时优选控制器是否切换ღ✿ღ，多数取决于存储厂商的设计ღ✿ღ。
主从模式（A/P）ღ✿ღ：Active/Passiveღ✿ღ，对于特定的LUN来说ღ✿ღ，在它的路径中ღ✿ღ，一个存储前端控制器（下面简称控制器）的目标端口处于主动/优化（active/optimized）状态老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ，另一个控制器的目标端口处于备用（standby）状态太阳成集团ღ✿ღ，ღ✿ღ。控制器会指定每个LUN的优选控制器ღ✿ღ，如果路径发生故障ღ✿ღ，将重新分配I/O流量到其他可用的路径ღ✿ღ，同时太阳集团游戏城旧版ღ✿ღ，停止故障路径上的I/Oღ✿ღ，此时通常会发生优选控制器的切换老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ。
多路径管理软件配合存储前端控制器ღ✿ღ，有多种选路算法ღ✿ღ。例如轮询算法（round_robin）ღ✿ღ，如果多路径管理软件管理四条路径老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ，服务器第一次向存储系统发送I/O时ღ✿ღ，多路径管理软件将通过第一条路径传输ღ✿ღ，第二次发送时采用第二条路径ღ✿ღ，以此类推第三条ღ✿ღ，第四条ღ✿ღ。当第五次发送时又回到第一条路径传输ღ✿ღ，路径采用轮流使用的方式进行ღ✿ღ，保证了每条路径的充分利用ღ✿ღ。最小队列深度算法（min_queuedepth）,服务器向存储系统发送I/O时ღ✿ღ，实时统计各路径的排队I/O数ღ✿ღ，并将I/O下发到当前排队I/O数最小的路径ღ✿ღ，即I/O队列最小的将拥有I/O发送的优先权ღ✿ღ。最小任务算法（min_task）,服务器向存储系统发送I/O时ღ✿ღ，在最小队列深度算法的基础上ღ✿ღ，根据每个I/O请求的块大小计算出各路径的总体负载数据量ღ✿ღ，将I/O下发到当前负载数据量最小的路径ღ✿ღ。即最小的I/O数据量将拥有I/O发送的优先权ღ✿ღ。经过试验验证ღ✿ღ，最小队列深度选路算法在性能方面与其他的选路算法相比更优或者相当ღ✿ღ，在可靠性方面比其他选路算法更优ღ✿ღ，这三种对比更推荐使用最小队列深度算法ღ✿ღ。
一些厂商的多路径管理软件会对故障路径和空闲可用路径进行周期性的探测ღ✿ღ，通过故障路径的探测可以及时发现故障ღ✿ღ，及早恢复路径ღ✿ღ，通过对空闲路径的测试也可以提前发现路径故障ღ✿ღ，避免当需要做路径切换时ღ✿ღ，造成无谓的I/O失败重发ღ✿ღ，测试通常不会对业务I/O有影响ღ✿ღ。
服务器在存储区域网中有多种互联架构ღ✿ღ，这里讨论几种典型的架构ღ✿ღ，不做过多穷举示例是因为ღ✿ღ，很多架构原理相似ღ✿ღ，实现效果接近ღ✿ღ，或者在实际环境中应用较少ღ✿ღ。
多路径管理软件安装在服务器上ღ✿ღ，能够支持不同组网应用ღ✿ღ，保证数据传输快速ღ✿ღ、畅通ღ✿ღ、可靠ღ✿ღ。下面讨论几种多路径管理软件的典型部署架构ღ✿ღ。
服务器的HBA卡分别连接一套存储不同的前端控制器ღ✿ღ。服务器连接到LUN优选控制器的路径是最优路径ღ✿ღ；连接到非优选控制器的路径是备选路径ღ✿ღ。正常情况下ღ✿ღ，多路径管理软件选择最优路径进行数据传输ღ✿ღ。当最优路径故障时老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ，多路径管理软件选择备选路径进行数据传输ღ✿ღ。最优路径恢复后ღ✿ღ，多路径管理软件将切换回最优路径进行数据传输太阳集团游戏城旧版ღ✿ღ。这种架构HBA卡的端口和存储前端控制器端口都被独占了ღ✿ღ，不够灵活ღ✿ღ，在企业的复杂IT环境中较少使用ღ✿ღ。
服务器双链路通过一台光纤通道交换机连接存储区域网ღ✿ღ，如图3所示ღ✿ღ。服务器到存储系统之间有4条路径ღ✿ღ。从服务器到LUN的优选控制器的2条路径是最优路径ღ✿ღ，剩余2条路径是备选路径ღ✿ღ。
交换机能够扩展主机端口的数量ღ✿ღ，提升存储系统的接入能力ღ✿ღ。交换机还能够延长数据传输的距离ღ✿ღ，使远处的服务器也能够连接到存储系统上ღ✿ღ。但是这种互联架构只有1个交换机ღ✿ღ，存在单点故障风险ღ✿ღ，对于高可用性要求高的企业这种架构不适用ღ✿ღ。
双交换机的加入避免了交换机成为单点故障的隐患ღ✿ღ，增强了存储区域网络的高可用性ღ✿ღ。这种架构是企业中ღ✿ღ，单数据中心内部存储区域网络的典型互联架构ღ✿ღ，应用广泛ღ✿ღ。
在服务器双链路双交换机互联的基础上增加了1个或者多个服务器ღ✿ღ，组成集群环境ღ✿ღ，如图5所示ღ✿ღ。这是企业IT环境中常用的部署架构ღ✿ღ，增强服务器侧的高可用性和处理能力ღ✿ღ。
存储网关作为存储功能的补充ღ✿ღ，可以增加存储网络架构的灵活性ღ✿ღ，也可以增加一些特色功能ღ✿ღ，在一定时期也是应用比较广泛的产品ღ✿ღ。存储网关在存储区域网中的位置比较特殊ღ✿ღ，如图6所示ღ✿ღ。可以抽象的理解ღ✿ღ，服务器侧可以把存储网关看做存储太阳集团游戏城旧版ღ✿ღ，存储侧可以把存储网关看作服务器ღ✿ღ。所以存储网关其实既是存储的角色ღ✿ღ，又是服务器的角色ღ✿ღ，存储网关内部需要多路径管理软件来分别实现前端端口和后端端口的路径冗余和性能负载ღ✿ღ。需要说明的ღ✿ღ，存储网关这种类似联邦的互联机制ღ✿ღ，内部还需要有互联机制ღ✿ღ。在双数据中心双活架构中通常还需要考虑第三方仲裁的设计ღ✿ღ，暂时不在本文中分析ღ✿ღ。
双活数据中心的设计思想是两个数据中心资源的充分利用ღ✿ღ，从架构上看ღ✿ღ，物理距离分割较远（通常光纤距离小于30公里ღ✿ღ，超过距离的网络延时受到物理定律的限制无法缩小）的两个数据中心ღ✿ღ，逻辑上作为一个数据中心进行管理ღ✿ღ。如图7所示ღ✿ღ，两个数据中心的服务器分别通过光纤通道链路连接本中心和远端数据中心的存储区域网络（光纤通过长波模块直连或者通过波分设备互联远端的网络）ღ✿ღ。这种架构基本消除了单点故障的风险ღ✿ღ，服务器ღ✿ღ，网络ღ✿ღ，存储ღ✿ღ，各个层面都实现了冗余ღ✿ღ，同时配合应用程序也能更好地实现负载均衡ღ✿ღ，是比较理想的高可用性容灾架构ღ✿ღ。需要说明的是ღ✿ღ，图示中没有第三方仲裁ღ✿ღ，实际应用中要充分考虑第三方仲裁太阳集团游戏城旧版ღ✿ღ，本文主要讨论多路径管理软件老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ，此内容没有过多描述ღ✿ღ。
双活架构中ღ✿ღ，多路径管理软件起到非常重要的作用ღ✿ღ，本地的路径高可用需要多路径管理软件来实现ღ✿ღ，跨两个数据中心的冗余路径也需要多路径管理软件来管理ღ✿ღ。由于长距离可能出现的链路质量（延迟太阳集团游戏城旧版ღ✿ღ、抖动）问题ღ✿ღ，所以在配置多路径调度策略中要特别注意ღ✿ღ，例如需要多路径管理软件具有对远距离路径上进行读写控制的能力ღ✿ღ，建议服务器平时优选本地存储区域网的路径进行读写I/Oღ✿ღ，对于远距离存储区域网络的路径可以控制写I/Oღ✿ღ，当故障发生需要路径切换的时候ღ✿ღ，优先本地多路径间的路径切换ღ✿ღ，本地路径均失效的情况下ღ✿ღ，切换到远程路径ღ✿ღ。
存储双活通常需要多路径管理软件和存储的复制技术相结合来实现ღ✿ღ，存储网关双活的解决方案中存储网关作为中间层来管理两个数据中心存储的数据同步ღ✿ღ，可以通过复制技术也可以通过镜像技术来实现ღ✿ღ，同时也需要多路径管理软件来配合老狼二区忘忧草欢迎您大豆ღ✿ღ。
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