【存储入门必读】存储基础知识(2)

2018-12-17 11:36

RESERVE/RELEASE/RESET和SCSI-3 PERSISTENT RESERVE IN/ PERSISTENT RESERVE OUT/ PREEMPT以及SCSI访问控制常见场景。

SCSI-2 RESERVE(预留)/RELEASE(释放)/RESET(重置) SCSI-2协议中客户端访问LUN过程如下: 1、客户端向LUN发起预留操作

2、预留操作成功后,客户端获得LUN操作权限;预留失败,提示预留冲突,会继续尝试,直到预留成功。

3、客户端操作完毕后,执行释放操作,其他客户端可以预留。 SCSI-2访问控制主要缺点有:

1、预留操作基于路径。预留和释放必须由相同的客户端完成,一台主机不能释放另外一台主机的预留,同一主机HBA卡不能取消相同主机另外一块HBA的预留。

2、预留无法长久保留。主机重启将会丢失预留信息。

3、如果LUN已经被预留,其他主机无法再预留。如果其他主机要想获得LUN操作权限,必须对LUN进行重置,重置操作可能会导致数据丢失。重置后释放掉LUN现有的预留,重置操作由LUN主动发起,原来预留主机并不知晓。

SCSI-3 PERSISTENT RESERVE (PR)/ PREEMPT(抢占)

SCSI-3协议引入PGR(PERSISTENT GROUP RESERVATION)功能。在访问LUN之前,客户端首先向LUN注册(REGISTRATION)一个预留密钥(RESERVATION KEY),注册成功后客户端可以尝试进行永久预留(RESERVE),永久预留成功后就可以获得LUN操作权限。预留密钥是一串16进制的ASCII码,最长8个字节。永久预留一共6种类型,

由1、3、5、6、7、8数字表示。包括两种操作类型和三种客户类型,操作类型包括写排它和所有访问排他,客户类型包括所有客户端、已注册客户端和所属客户端。数字与永久预留类型对应关系如下:

1-> WRITE EXCLUSIVE 3-> EXCLUSIVE ACCESS

5-> WRITE EXCLUSIVE - REGISTRANTS ONLY 6-> EXCLUSIVE ACCESS - REGISTRANTS ONLY 7-> WRITE EXCLUSIVE - ALL REGISTRANTS 8-> EXCLUSIVE ACCESS - ALL REGISTRANTS.

不同注册类型对应不同访问权限。与SCSI-2不同,SCSI-3释放操作根据预留密钥。不同客户端可以使用相同密钥或是不同密钥进行预留,具体可以结合永久预留类型决定。客户端可以通过抢占来获取已被永久预留的LUN访问权限。SCSI-3抢占和SCSI-2重置不一样,抢占不会造成数据丢失。

SCSI-3关于PGR相关操作命令分为两大类:分别是PRIN和PROUT。PRIN主要用于查询,PROUT用于修改。SCSI命令执行过程中,需要明确该命令是哪种类型。

常见使用场景

1、 集群I/O FENCING

为了防止集群故障发生“脑裂”现象,2-节点集群可以通过SCSI-2 RESEVE/RELEASE触发I/O FENCING来保证整个集群正常运行,是SCSI-2不适用于多-节点集群,多-节点集群可以使用SCSI-3 PGR。主流厂商集群套件都已经支持SCSI-3 PGR,比如:VCS、HACAMP、RHCS等。

2、 集群文件系统

集群文件系统需要保证多节点同时访问存储时的数据一致性,SCSI-2/SCSI-3都可以满足,当一个节点尝试访问一个已经被预留的存储就会产生访问权限冲突。SCSI-3 PGR相比SCSI-2 RESERVE/RELEASE更能够减少访问权限冲突。

小结:

SCSI-2具体基本访问控制能力,但是无法满足ACTIVE/ACTIVE多路径环境和集群多节点访问存储的需求。SCSI-3通过引入客户端注册和操作权限分类概念,强化并行访问权限控制,弥补SCSI-2的不足。

NAS实现类型对比:统一式、网关式和横向扩展式(SCALE-OUT) 介绍

NAS主要有三种类型的实现:统一式、网关式和横向扩展式(SCALE-OUT)。统一NAS使用统一的存储平台将基于NAS和基于SAN的数据访问合并,提供了可以同时管理二种环境的统一管理界面。网关NAS使用外部存储来存取数据,网关NAS和存储的管理操作是分开的。横向扩展式(SCALE-OUT)NAS可组合多个节点,形成一个集群NAS系统。本文将对比三种不同NAS实现类型。

统一NAS

统一NAS提供文件服务,同时负责存储文件数据,并提供块数据访问。它支持用于文件访问的CIFS和NFS协议,以及用于块级访问的SCSI和FC协议。因为基于NAS和基

于SAN的访问合并到同一个存储平台,统一NAS降低了企业的基础设施成本和管理成本。

统一NAS的一个系统中包括了一个或多个NAS头及存储。NAS头与存储控制器连接,提供到存储的访问。存储控制器提供了与ISCSI和FC主机的连接。存储可使用不同的磁盘类型(例如SAS、ATA、FC和闪存盘),以满足不同的负载需求。下图显示的是一个统一NAS连接的例子。

网关式NAS

网关式NAS设备包含一个或多个NAS头,使用外部存储或者独立管理的存储。与统一NAS相似,存储是与其他使用块级I/O的应用共享的。这种解决方案的管理功能比统一存储复杂,因为NAS头和存储器的管理任务是分开的。网关式解决方案可以利用FC基础设施,例如:交换机等,访问SAN存储阵列或直连式存储阵列。

网关式NAS的扩展性比统一NAS好,因为NAS头和存储阵列可以独立地根据需求进行扩展升级。例如:可以通过增加NAS头的方式提升NAS设备的性能。当存储容量达到上限时,网关NAS设备可以独立于NAS头对SAN进行扩展,增加存储容量。网关式NAS通过在SAN环境中进行存储共享,提高了存储资源的利用率。下图显示的是一个网关式NAS连接的例子。

横向扩展式(SCALE-OUT)NAS

统一NAS和网关NAS实现都提供了一定的扩展性能,可以在数据增长和性能需求提高时对资源进行扩展。对NAS设备进行扩展主要涉及增加CPU、内存和存储容量。扩展性受制于NAS设备对后续增加NAS头和存储容量的支持能力。形成集群系统拥有更好的


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