之前的那期《瓜哥圖解PCIE/NVMe》

大家是不是意猶未盡？

那么今天瓜哥又來(lái)了

本期瓜哥圖解知識(shí)講堂繼續(xù)開講

從Dell SCOS看存儲(chǔ)操作系統(tǒng)變遷

外置傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的OS及其配置本身很少受到人們關(guān)注。人們往往更加重視存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)、規(guī)格、特性、場(chǎng)景、價(jià)格等。存儲(chǔ)系統(tǒng)的及其配置界面直接關(guān)系著系統(tǒng)的軟件特性對(duì)外的展現(xiàn)，關(guān)系到易用性和運(yùn)維成本。

 

該層屬于暗流洶涌的一層，也是決定了一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵一層，也是凝聚了對(duì)應(yīng)廠商多年心血的關(guān)鍵一層。哦？看似這一層好像很有技術(shù)含量？其實(shí)技術(shù)含量本身不高，就是工作量非常大。

這一層之所以被稱為暗流洶涌，是因?yàn)橛脖P、HBA、鏈路這三樣哪樣都?jí)蚝纫粔氐摹?/p>

機(jī)械硬盤雖然存在這么多年了，但是其穩(wěn)定性依然是個(gè)問(wèn)題，各種bug層出不窮。硬盤提供商自己其實(shí)是發(fā)現(xiàn)不了多少bug的，因?yàn)樗鼈兏緵](méi)有大規(guī)模的場(chǎng)景去實(shí)踐。不少bug都是存儲(chǔ)廠商發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)然，能用軟件規(guī)避的，都規(guī)避掉了，而且可能并不會(huì)將問(wèn)題反饋給硬盤廠商，因?yàn)檫@是天然的技術(shù)壁壘，否則反饋給了硬盤廠商的話，其他存儲(chǔ)廠商就不用耗費(fèi)人力去解決該問(wèn)題了。不同型號(hào)，甚至同一型號(hào)不同批次的硬盤的行為可能也不一樣，需要牽扯到大量的測(cè)試工作。

另外，HBA也是個(gè)難啃的骨頭，HBA主控固件是不開放給存儲(chǔ)廠商的，bug只能靠HBA廠商來(lái)解決，周期較長(zhǎng)，有些必須從軟件上做規(guī)避。HBA主控的驅(qū)動(dòng)程序一般是由存儲(chǔ)廠商自行開發(fā)，往往固件和驅(qū)動(dòng)都得配合著來(lái)改，坑也是不少的。

再就是鏈路問(wèn)題，閃斷、誤碼等是常事，誰(shuí)踩過(guò)足夠的坑，誰(shuí)才能將這一層做的足夠穩(wěn)定。這一層需要盡量為上層提供一個(gè)穩(wěn)定不變的設(shè)備列表。

這一層雖說(shuō)沒(méi)有太多的暗流，但是也夠得上異常澎湃。得益于底層的工作，這一層將獲得的物理設(shè)備做成邏輯設(shè)備，并需要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的冗余，以及IO出錯(cuò)時(shí)候的恢復(fù)。IO錯(cuò)誤是家常便飯了，各種原因可能都會(huì)導(dǎo)致IO錯(cuò)誤，比如壞扇區(qū)/壞道，信號(hào)質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的數(shù)據(jù)校驗(yàn)錯(cuò)誤，機(jī)械問(wèn)題等等。不管原因如何，這一層都需要將這個(gè)錯(cuò)誤糾正回來(lái)，比如利用Raid技術(shù)。該層擁有很多開源實(shí)現(xiàn)，比如Linux下mdraid模塊等，其更加開放，可控性也更好。

該層需要為上層提供一個(gè)穩(wěn)定的邏輯資源視圖。這一層早期主要是Raid功能，后來(lái)逐漸演化出Raid2.0、分層等技術(shù)。

該層負(fù)責(zé)緩存管理。又分為數(shù)據(jù)持久性管理和性能管理。

持久性管理主要是將臟數(shù)據(jù)按照對(duì)應(yīng)的策略刷到后端硬盤上***保存。在這一層上，早期的存儲(chǔ)系統(tǒng)基本沒(méi)有什么優(yōu)化措施，大家千篇一律，按照LRU等通用算法，甚至直接使用Linux原生的Page Cache策略而不加修改。到后來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，業(yè)務(wù)層不管是在種類還是數(shù)量上，都有點(diǎn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，直接對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)產(chǎn)生了影響。不少存儲(chǔ)系統(tǒng)演化出諸如QoS這種精細(xì)化性能調(diào)節(jié)能力。比如其中典型的Dell的（Compellent）SC系列存儲(chǔ)系統(tǒng)中就針對(duì)QoS做了精細(xì)化實(shí)現(xiàn)。其可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)邏輯卷或者一組邏輯卷，設(shè)置其總IOPS、MB/s和時(shí)延。其實(shí)現(xiàn)原理是在緩存層的隊(duì)列處理時(shí)增加了對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)策略，包括入隊(duì)比例、重排等。

其中Relative Priority指的是當(dāng)發(fā)生隊(duì)列較滿時(shí)，該卷的IO是要被提前、不動(dòng)，還是排***得到執(zhí)行。用戶可以不指定具體的指標(biāo)，而用相對(duì)性能來(lái)配置某個(gè)卷或者卷組的QoS，這就一定程度上簡(jiǎn)化了配置，對(duì)于那些生手來(lái)講比較合適。

具體做法則是在Dell的SCOS存儲(chǔ)操作系統(tǒng)配置界面中先創(chuàng)建一個(gè)QoS Profile，在其中定義對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，然后將該P(yáng)rofile黏著在邏輯卷作為其一個(gè)屬性即可。