EMC白皮书：利用EMC CLARiiON AX4降低存储成本和复杂性（3）

　　本白皮书介绍部署基于新EMC CLARiiON AX4存储系统的共享存储的好处。其中将介绍AX4如何减少成本、复杂性和宕机时间，同时提供更好的数据保护。本白皮书将介绍AX4硬件和软件组件，并说明如何快速而方便地部署AX4。（2008年1月）

　　——AX4 概述——

　　硬件

　　AX4是CLARiiON系列存储系统的新成员。AX4利用Intel Xeon处理器，为公司提供了一种灵活可靠的存储解决方案。它可提供单存储处理器或双存储处理器（SP）。双SP系统可以在一个SP出现故障的情况下提供冗余。在双SP系统中，您可以热切换SP。利用双SP，可以对 CLARiiON 操作固件 FLARE 进行无中断升级（FLARE 是整个 CLARiiON 系列的通用软件平台）。任何一个存储处理器都可以通过集成的以太网管理端口访问。双SP系统提供2GB内存，其中包括每个系统862MB镜像缓存。AX4具有完整的可热插拔冗余组件，包括磁盘驱动器、电源和风扇、以及备用电源（SPS）。AX4在购买时仅带4个磁盘驱动器，但可以扩展到60个磁盘驱动器。

　　在阵列中提供了分层存储，因为AX4可以混插SAS和SATA-II磁盘驱动器。串行连接SCSI驱动器可提供比SATA驱动器更好的性能。但SATA驱动器能以较低的成本提供更大的磁盘容量。AX4可使用下列驱动器：

　　1.SAS驱动器：146GB（转速为15k rpm）和400GB（转速为10k rpm）注：将会很快推出转速为15k rpm的300GB SAS驱动器；
　　2.SATA-II驱动器：750 GB（转速为7200rpm）注：将会很快推出转速为7200rpm的1TB SATA II驱动器；
　　3.SAS和SATA II驱动器可以共存于同一磁盘阵列机箱中

　　AX4系统可以采用每个SP两个光纤通道主机连接或两个iSCSI主机连接的配置。最大光纤通道端口速度为4Gb/s，最大iSCSI端口速度为1 Gb/s。这些速度可以通过自动协商或用户选择进行调整。最多可将64个高可用性主机连接到AX4。主机平台可以运行以下任何一种操作系统：
　　Windows、Linux、Solaris、AIX、HP-UX 和 VMware。图2显示了带双 SP（在一个 DPE-AX 中）的AX4，它有一个DAE-AX，一个SPS。

　　AX4基本机型和扩展机型

　　AX4提供基本机型，并可升级到扩展机型。基本机型包含在磁盘处理器箱（DPE）中。DPE可以包含1个或2个存储处理器和4到12个磁盘。在扩展机型中，其他磁盘安装在DAE中。最多可以添加4个DAE，每个DAE最多可以包含12个磁盘，磁盘总数最多达60个。SAS和SATA II磁盘可以在DPE或DAE中混用。下表比较了两种机型。

　　捆绑软件

　　AX4提供了预先配置的FLARE操作固件和阵列管理软件Navisphere Express。另外AX4还捆绑了内置快照功能（基本机型中最多16个快照）和I/O路径管理软件（称为PowerPath）。

　　PowerPath安装在主机上，以支持冗余服务器和存储系统之间的冗余I/O路径。

　　FLARE
　　FLARE是专门构建的操作环境，专为CLARiiON设计和实现。FLARE是在所有CLARiiON机型上使用的成熟而且非常强健的软件。其角色与服务器操作系统类似，但专门用于提供高性能存储处理。FLARE执行I/O处理、RAID功能、缓存处理、端到端数据保护和数据安全功能。

　　FLARE设计用于在最为苛刻的情况下对数据进行保护。例如，在电源故障后立即重新启动存储处理器（SP）失败时，很多存储系统都可能会遇到数据被破坏的情况。在极少数情况下，SP可能会在一个或多个磁盘驱动器失败的情况下也失败。CLARiiON可以在此类情况下使用获得专利的算法和附加到每个数据块的数据验证信息来保护数据一致性。这个8字节数据验证区域包含用于在控制器失败的情况下确保奇偶一致性的CRC戳、时间戳、写入戳和shed戳。

　　很多存储系统仅仅依赖于备份电池在电源故障后保护缓存数据。CLARiiON在这方面领先一步，采用了缓存转储，在备用电源（SPS）保持供电的同时，由FLARE将缓存数据写入到前4个磁盘上的受保护保险存储区域。

　　AX4将多组磁盘驱动器整合到称为磁盘池（RAID组）的单元，每个磁盘池最多可包含16个磁盘驱动器。每个磁盘池都实现特定的RAID类型：1/0、3或5。对于奇偶校验RAID类型3和5，奇偶校验位与数据的比率取决于池中的驱动器数量。对于由5个磁盘组成的RAID5组，此比率为4:1；对于由16个磁盘组成的RAID5组，此比率为15:1。在这些磁盘池中，用户可创建称为虚拟磁盘（LUN）的逻辑存储单位。虚拟磁盘分布在磁盘组中的所有磁盘上，但看起来就像服务器的单个磁盘或分区一样。AX4上的备盘是全局的——可以将个体磁盘驱动器指定为存储系统上所有驱动器的备用驱动器。客户可以指定任意数量的备用驱动器。

　　特性

　　和所有CLARiiON存储系统类似，AX4提供了metaLUN技术。通过使用metaLUN，可以将多个虚拟磁盘（LUN）分组在一起，作为单个大型LUN呈给主机。这样，就可以让单个metaLUN使用任意数量的磁盘轴，从而提供广泛的性能和配置选项。可以动态添加其他虚拟磁盘，从而允许metaLUN动态地进行扩展。CLARiiON存储系统还支持虚拟LUN迁移，以便在不停止主机应用程序的情况下从一个LUN迁移到另一个LUN。这样，就可以采用无中断的方式更改存储配置，从而提高性能、可用性或空间效率。它还可以用于将数据从SAS存储设备迁移到SATA-II存储设备（反之亦然）。

　　本白皮书将不对FLARE功能和好处做完整的介绍。其中提到的所有功能均已内置到FLARE中，并包括在AX4的成本内。SANCopy、SnapView和MirrorView等基于阵列的软件需要另行购买。这些软件在“可选软件”部分讨论。

　　Navisphere Express
　　Navisphere Express为AX4提供图形用户界面。它直接在存储系统上运行，无需外部管理服务器。通过将受支持的Web浏览器指向在存储设备初始化期间分配的IP地址，即可启动Navisphere Express。快照包括在AX4基本机型中；每个系统最多可使用16个快照，且每个虚拟磁盘可使用一个快照。随AX4提供了两个实用工具：
　　1.StorageSystemInitializationUtility—配置存储系统的管理端口和安全凭据。
　　2.ServerUtility—向存储系统注册服务器HBA。ServerUtility包括High Availability Verification Tool（HAVT），后者用于检查HBA固件和驱动程序、多路径功能软件、路径连接性等，以确保所有配置元素正确且最新。

　　Navisphere Secure CLI
　　所有CLARiiON存储系统均提供Secure CLI，包括AX4。此为命令行界面，支持专家用户通过脚本配置、监视和管理CLARiiON存储系统。

　　PowerPath
　　PowerPath是用于光纤通道和iSCSI主机连接的AX4捆绑主机故障切换软件。PowerPath是行业领先的路径管理解决方案，目前部署的许可证超过300,000份，客户超过10,000。该软件在主机上运行，监视多个路径上的I/O活动。它可自动检测路径故障并将I/O重定向到其他路径，从而提高可用性。PowerPath可通过动态负载均衡提高性能，并能消除配置和监视静态路径所需的管理开销。PowerPath会定期测试有故障的路径，以确定是否已经修复。如果路径通过了测试，会自动将其恢复，PowerPath会继续使用该路径。

　　可选软件

　　AX4的所有可选软件随存储系统一起提供，均需使用启用程序来激活。SnapView、SAN Copy、MirrorView/S、MirrorView/A和Navisphere Analyzer均需要启用程序。AX4客户必须首先升级到Navisphere Manager才能使用这些可选软件产品。

　　Navisphere Manager
　　Navisphere Express最初是为AX100和AX150（AX4之前的CLARiiON机型）开发的。
　　Navisphere Express提供了简化的界面，非常适合之前没有使用过CLARiiON的客户使用。
　　Navisphere Manager是传统的CLARiiON用户界面，用于所有的CLARiiON CX和AX机型。
　　Navisphere Manager作为Service Pack1中的升级向AX4提供。Navisphere Manager可以用于从单个屏幕管理多个CX、CX3和AX4存储系统。

　　基于阵列的复制软件
　　复制软件有很多实际的用途：

　　1.从旧存储系统向新存储系统迁移数据
　　2.基于本地磁盘的备份和恢复
　　3.用于支持灾难恢复计划的远程复制
　　4.从中央站点向一系列远程站点的远程数据分发
　　5.从远程站点到中央站点的数据整合

　　快照包括在AX4基本机型中；每个系统最多可使用16个快照，且每个虚拟磁盘可使用一个快照。AX4客户可以添加SnapView来提供额外的快照支持及克隆功能。快照是源LUN的虚拟拷贝。在AX4上，完全SnapView许可证提供以下功能：

　　1.快照和克隆的一致性技术
　　2.最多64个快照源LUN
　　3.每个源LUN最多8个快照会话
　　4.每个阵列最多256个最大快照LUN
　　5.最多64个源克隆LUN
　　6.每个存储系统最多128个克隆

　　通过使用SnapView，您可以创建虚拟磁盘（LUN）的时间点视图–或多个视图。以后可以从其他服务器加载快照，或直接作为时间点拷贝以备恢复之用。SnapView快照使用基于指针和拷贝的设计。快照包括源虚拟磁盘中所有未更改的块和所有已经发生了更改的原始块。只会复制已
　　更改的块（复制到保留区域中），而且仅复制一次。可以通过回滚功能恢复快照。

　　SnapView克隆是完整映像拷贝。进行完全同步创建克隆后，SnapView将跟踪已更改的块，并通过仅复制已更改的块的方式增量更新克隆；这是一种增量式重新同步。也可以进行增量恢复（或反向同步）。快照和克隆可以为只读或可写拷贝。通过一致性技术，您可以对一系列LUN
　　统一启动快照会话或克隆功能。这样可保持一组卷之间的写入顺序一致性，这在创建数据库的可重新启动副本时非常有用。

　　MirrorView用于在不同的CLARiiON阵列上的虚拟磁盘之间复制数据。MirrorView/S（同步）和MirrorView/A（异步）均可用于AX4。MirrorView/S和MirrorView/A提供了一致性技术和一组可靠的复制功能。

　　SAN Copy是数据分发应用程序，可以在CLARiiON系统间复制虚拟磁盘，也可以用于在CLARiiON和HP、IBM、Sun和Hitachi的非EMC阵列之间复制虚拟磁盘。有关这些产品的详细信息，请参见EMC.com。

　　务必注意，AX4光纤通道阵列间的复制均支持SANCopy、MirrorView/S和MirrorView/A。AX4iSCSI阵列间的复制不支持这些工具，不过CX3-10及更新的存储系统支持将其用于iSCSI。光纤通道和iSCSIAX4阵列可以作为从基于CX的阵列运行SANCopy时的复制目标。

　　Navisphere Analyzer
　　Navisphere Analyzer用于收集存储系统性能统计数据，并将其显示在图表和图形中。这些图标可帮助您发现和预见存储系统中的瓶颈。它将收集和显示关于存储处理器、虚拟磁盘和物理磁盘的信息。Analyzer可以直接显示性能数据（以实时模式），也可以显示为包含以前性能数据的文件（以归档模式）。它还可以同时显示实时数据和存档文件数据。