HPE MSA 的基礎(chǔ)知識(shí)

HPE MSA SAN 已成為中小型企業(yè)值得信賴的存儲(chǔ)解決方案。它經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)，并繼續(xù)在現(xiàn)代 IT 存儲(chǔ)市場中保持強(qiáng)勢地位。此類陣列以合理的價(jià)格水平提供企業(yè)級(jí)功能，受到那些需要可靠存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施但是無力承擔(dān)更大、更復(fù)雜的系統(tǒng)的企業(yè)的青睞。因此，有大量用戶依賴這些存儲(chǔ)系統(tǒng)來存儲(chǔ)和保護(hù)其關(guān)鍵數(shù)據(jù)。由于 HPE MSA SAN 的廣泛采用，熟悉其架構(gòu)和常見問題是 IT 專業(yè)人員的重要能力，可以在面臨數(shù)據(jù)丟失災(zāi)難時(shí)最大限度地減少停機(jī)時(shí)間并簡化數(shù)據(jù)恢復(fù)工作。

什么是 HPE MSA？

MSA（模塊化存儲(chǔ)陣列）是 Hewlett Packard Enterprise 設(shè)計(jì)的一系列 SAN 存儲(chǔ)系統(tǒng)，主要面向中小型企業(yè)和遠(yuǎn)程辦公室。這些解決方案通過在小型組織可接受的價(jià)格段內(nèi)提供先進(jìn)的企業(yè)級(jí)功能而迅速普及。MSA SAN 的模塊化架構(gòu)也已成為成長型企業(yè)的重大優(yōu)勢，這使他們能夠從更簡單的配置開始，并隨著 IT 需求的增長通過添加額外的驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱來擴(kuò)展存儲(chǔ)。

該產(chǎn)品線最初由 Compaq 于 2000 年代初推出。多年來，這些系統(tǒng)經(jīng)歷了幾代，每一代都帶來了性能、容量、可靠性和功能性的增強(qiáng)：

• MSA 1000 系列 – 2000 年代初至中期推出的初始 MSA 模型。它們提供了入門級(jí)存儲(chǔ)功能，并支持 SCSI 和光纖通道接口。與未來的 HPE MSA 產(chǎn)品相比，MSA 1000 系列下的技術(shù)主要是特定于供應(yīng)商的，由 Compaq 內(nèi)部開發(fā)。

• MSA 2000 系列 – MSA 型號(hào)于 2000 年代后期被 HP 收購后推出。它們?yōu)楦呷萘康尿?qū)動(dòng)器、RAID 配置、更高級(jí)的數(shù)據(jù)管理功能和 iSCSI 連接提供支持，這有助于它們集成到具有基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中。該系列是第一個(gè)整合第三方供應(yīng)商 DotHill Systems（自 2015 年起成為 Seagate 的一部分）的技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)品。這家原始設(shè)備制造商還以自己的品牌提供存儲(chǔ)陣列，稱為 AssuredSAN。此外，相同的技術(shù)被重新命名并集成到 Dell 等其他頂級(jí)公司的產(chǎn)品中（PowerVault MD4/ME5 系列）。

• MSA 2040 系列 – 2013 年左右發(fā)布的 MSA 型號(hào)。這一代陣列繼續(xù)構(gòu)建在 DotHill 技術(shù)基礎(chǔ)之上，但在性能、效率和精簡配置、快照等功能方面帶來了相當(dāng)大的改進(jìn)。它還引入了結(jié)合固態(tài)硬盤和傳統(tǒng) HDD 的混合系統(tǒng)，以提高生產(chǎn)力。

• MSA 2050/2052 系列 – MSA 型號(hào)自 2017 年左右開始提供。他們展示了性能、數(shù)據(jù)保護(hù)、可擴(kuò)展性方面的進(jìn)一步進(jìn)步，并獲得了對(duì)高速接口（16/32 Gb 光纖通道和 10/25 Gb iSCSI）的支持。

• MSA 2060 系列 – 2020 年代推出的最新一代 MSA 產(chǎn)品線。這些型號(hào)配備了許多高級(jí)功能。其中包括自動(dòng)分層，它根據(jù)使用模式在不同存儲(chǔ)層（SSD 和 HDD）之間動(dòng)態(tài)移動(dòng)數(shù)據(jù)。MSA-DP+ （Data Protection Plus） 也在這一代產(chǎn)品中首次亮相，使 MSA 陣列更具彈性并加速存儲(chǔ)重建。

典型的 MSA 系統(tǒng)包括以下組件：HPE MSA 硬件、HPE MSA 固件、HPE MSA 軟件。

HPE MSA 硬件

大多數(shù) MSA 型號(hào)都采用雙控制器配置，以確保系統(tǒng)的高可用性。每個(gè) MSA 控制器都配備了各種端口，用于網(wǎng)絡(luò)連接和驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱。主機(jī)連接端口通常包括光纖通道、iSCSI 和 SAS 選項(xiàng)，而 SAS 端口用于插入驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱，也稱為磁盤架。

MSA SAN 支持多個(gè)磁盤架，必要時(shí)可以添加這些磁盤架，以增加系統(tǒng)的整體存儲(chǔ)容量。機(jī)柜設(shè)計(jì)為安裝在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心機(jī)架中，可能占用 2 個(gè)或 4 個(gè)機(jī)架單元。大型機(jī)箱最多可容納 12 個(gè) 3.5 英寸 SAS 硬盤驅(qū)動(dòng)器或 SSD，而小型機(jī)箱可容納多達(dá) 24 個(gè)驅(qū)動(dòng)器。

HPE MSA 固件

HPE MSA 中的固件通常存儲(chǔ)在控制器、驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱和存儲(chǔ)陣列的其他硬件部分中，并且可能會(huì)因 MSA 系統(tǒng)的代次和型號(hào)而有很大差異。值得注意的是，固件的更新也是模塊化的，這使得它們可以應(yīng)用于特定組件而不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。

HPE MSA 軟件

HPE 提供一整套軟件工具、應(yīng)用程序和實(shí)用程序，使管理員能夠管理、監(jiān)控和優(yōu)化 HPE MSA 存儲(chǔ)系統(tǒng)。該軟件包的主要組成部分包括：

存儲(chǔ)管理實(shí)用程序 （SMU） – 基于 Web 的圖形用戶界面，用于集中管理、配置和監(jiān)控 HPE MSA 系統(tǒng)。它提供有關(guān)存儲(chǔ)陣列運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息，收集性能指標(biāo)并通知需要管理員注意的事件。

命令行界面 （CLI） – 一個(gè)基于文本的界面，用于高級(jí)配置和管理任務(wù)，而不是通過 GUI 提供的任務(wù)。

性能自動(dòng)分層 （PAT） – 自動(dòng)分層軟件，可跟蹤數(shù)據(jù)訪問模式并在高性能 （SSD） 和高容量 （HDD） 層之間移動(dòng)數(shù)據(jù)，以優(yōu)化其放置。

Remote Snap 軟件 – 用于災(zāi)難恢復(fù)的快照和遠(yuǎn)程復(fù)制軟件。它允許創(chuàng)建可用于備份和還原目的的卷的時(shí)間點(diǎn)快照。

HPE Smart SAN – 提供工具和向?qū)б院喕?SAN 管理的實(shí)用程序。它自動(dòng)執(zhí)行許多管理操作，從而減少了配置和維護(hù) SAN 所需的時(shí)間和精力。

數(shù)據(jù)組織特性

與此類存儲(chǔ)一樣，HPE MSA 的數(shù)據(jù)組織相當(dāng)復(fù)雜。

物理驅(qū)動(dòng)器：在最低級(jí)別，HPE MSA 由提供原始存儲(chǔ)容量的物理磁盤驅(qū)動(dòng)器（HDD 或/和 SSD）組成。該系統(tǒng)可以支持大量驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱 - 最多 10 個(gè)單元，具體取決于存儲(chǔ)型號(hào)和代次。

磁盤組：相同類型的物理驅(qū)動(dòng)器（機(jī)械硬盤或 SSD）的集合組合在一起，以便為存儲(chǔ)池提供容量。出于數(shù)據(jù)保護(hù)的目的，使用指定的 RAID 方案組合驅(qū)動(dòng)器。磁盤組支持的保護(hù)級(jí)別包括 RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10 和 MSA-DP+。如果選擇了 RAID 10，則組至少需要有兩個(gè)子組。最大驅(qū)動(dòng)器數(shù)量將根據(jù)所選的 RAID 級(jí)別而變化：RAID 1 為 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，RAID 5、RAID 6 或 RAID 10 為 16 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，MSA-DP+ 為 16 個(gè)以上驅(qū)動(dòng)器。

存儲(chǔ)池：合并磁盤組以創(chuàng)建卷的統(tǒng)一容器，稱為存儲(chǔ)池。單個(gè)池將包含至少 1 個(gè)磁盤組，最多包含 16 個(gè)磁盤組。

卷：卷充當(dāng)在 MSA SAN 中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主要單元，呈現(xiàn)給特定的服務(wù)器或主機(jī)。該系統(tǒng)可以支持傳統(tǒng) （線性） 卷和虛擬卷。線性卷是直接在物理磁盤組上創(chuàng)建的，并且具有預(yù)先分配的固定存儲(chǔ)容量。相反，虛擬卷是存儲(chǔ)池的邏輯部分，可以分布在整個(gè)底層物理存儲(chǔ)中，并在寫入數(shù)據(jù)時(shí)消耗其中的資源。在這種情況下，邏輯塊會(huì)動(dòng)態(tài)地映射到物理塊。

分層和緩存：某些 MSA SAN 型號(hào)提供分層和緩存功能，以最大限度地提高存儲(chǔ)性能。分層會(huì)根據(jù)使用模式調(diào)整數(shù)據(jù)的位置：經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)將移動(dòng)到性能較高的 SSD 層，其余數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在性能較低、容量較高的 HDD 層中。該系統(tǒng)還可以將 SSD 用作常見訪問數(shù)據(jù)的高速緩存。

快照：HPE MSA 系統(tǒng)提供快照功能，支持創(chuàng)建卷在特定時(shí)刻存在的精確副本，并將其進(jìn)一步恢復(fù)到該精確狀態(tài)。拍攝快照時(shí)，僅復(fù)制元數(shù)據(jù)，然后僅將更改的數(shù)據(jù)塊寫入快照區(qū)域，從而允許它占用最少的存儲(chǔ)空間。

HPE MSA SAN 常見的數(shù)據(jù)丟失問題

盡管 HPE MSA SAN 具有恢復(fù)能力，但由于各種情況，它們?nèi)钥赡軙?huì)遇到數(shù)據(jù)丟失問題。

SAN 配置事故：對(duì) SAN 配置的不當(dāng)更改通常會(huì)破壞存儲(chǔ)可訪問性，在最壞的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞或丟失。

SAN 組件故障：SAN 基礎(chǔ)架構(gòu)中的硬件組件（包括控制器、交換機(jī)、線纜等）的故障可能是由環(huán)境因素、制造缺陷甚至正常磨損引起的，并導(dǎo)致數(shù)據(jù)最終丟失或無法訪問。

單個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器故障：根據(jù) RAID 級(jí)別，系統(tǒng)可以容忍單個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器故障，但是，在成功完成重建之前，后續(xù)故障將導(dǎo)致數(shù)據(jù)立即丟失。

軟件故障：管理 SAN 的軟件中的意外崩潰可能會(huì)導(dǎo)致 RAID 陣列、卷或文件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)損壞，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或訪問存儲(chǔ)信息的問題。

升級(jí)失敗：固件/軟件更新不準(zhǔn)確引起的問題會(huì)使存儲(chǔ)系統(tǒng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法訪問、損壞或丟失，尤其是當(dāng)升級(jí)影響關(guān)鍵存儲(chǔ)操作時(shí)。

人為錯(cuò)誤：用戶或管理員執(zhí)行的錯(cuò)誤命令可能會(huì)導(dǎo)致文件、卷或配置被意外刪除，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。