IBM7133D40磁盘阵列RAID5设计与实现.docx

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IBM7133D40磁盘阵列RAID5设计与实现

数据量的迅速增大以及数据价值的日益体现使由于硬盘损坏造成的数据丢失成为重大事故。

使用冗余廉价磁盘阵列（RAID）技术，让数据安全得到保证。

数据量增大带来的数据安全问题

随着近年来业务的增长，保险公司每天业务数据量也成倍的增加。

一旦出现数据丢失，不可能再组织电脑录入人员重新进行数据录入工作。

与此同时，为了便于管理以及提高工作效率，各级公司都在做数据集中工作。

业务数据的存储由以往的分布模式提升到目前的集中模式。

往往一个海量磁盘阵列上存放了以前多个位置，多个磁盘阵列的全部内容。

由于保险公司的性质，决定了需要存储对象的数量和容量都非常庞大，同时需要保存大量的历史档案资料，并需要保存非常长的一段时间。

以上这些因素都使得保证数据安全的需求越来越迫切。

保证数据安全的方式

技术的发展使存储介质越来越廉价，也带来了一种新的技术——RAID（RedundantArrayInexpensiveDisk），中文名“冗余廉价磁盘阵列”。

简而言之，这是一种以牺牲存储空间换来保证数据安全的技术。

现在最常用的是RAID5技术。

其原理是通过由最少三块相同容积硬盘组成一个SSA环，这三块硬盘中任何一块硬盘上的数据都可以通过其他两块硬盘上的数据计算得来。

这样，该SSA环容量只相当于两块硬盘的容量合计，但若是坏了一块硬盘，不会影响到整个环中硬盘的正常使用。

同时，环中硬盘上的数据也不会丢失。

因为同时损坏两块及以上硬盘的概率微乎其微。

所以，基本上可以认为该SSA环中硬盘上的数据是安全的。

这里提到的SSA（SerialStorageArchitecture），中文名“串口存储结构”，指通过串口电缆连接硬盘与适配器并传递数据的一项技术。

SSA环，指使用专用串口电缆将硬盘与适配器组成一个环，作为实现RAID5的基础。

下图是通过一块SSA适配卡与16块硬盘组成的一个典型的SSA环：

采用平台

主机：

IBMF80一台、IBMB80一台

存储设备：

IBM7133-D40磁盘阵列（使用硬盘：

36.4GB*4+9.1GB*4）

操作系统：

IBMAIX5.3

系统结构

实施目标

在F80与B80主机共用的7133-D40上的八块硬盘上实现RAID5

7133-D40上共有八块硬盘，其中四块大小为9.1GB，其他四块大小为36.4GB。

F80与B80主机上各有两块适配器。

根据RAID5原理，最方便的办法是将7133上的八块硬盘组成两个SSA环，每个SSA环中的硬盘大小一致；每个环中有两块适配器，分别位于F80与B80上。

实现方法

一、准备工作

1、记录主机系统信息，备份配置文件

在开始工作前，要记录存储在7133磁盘阵列上卷组的信息以及硬盘与适配器的信息，还应备份诸如

.profile等配置文件。

2、观察7133硬盘状态与位置

7133-D40磁盘柜正面（盖板打开）

通过观察对磁盘阵列的观察，可以得到解剖图如下：

备注：

4.5GB为36.4GB

注：

该图形表示的是7133-D40的解剖图。

最外面的立方体指7133-D40磁盘柜，箭头指向的是7133的正面。

立方体内部的每个图标代表一块硬盘；每个图标代表此处插槽内无硬盘，只有空的硬盘架。

（为了能让硬盘连接起来，必须在没有硬盘的插槽内插入硬盘架）

图标内部上方的9.1GB指该硬盘的容量（NULL代表此处无硬盘），No.8指该硬盘占用7133-D40硬盘槽的编号。

3、画出现有拓扑结构

1）磁盘柜硬盘接口

7133-D40磁盘柜硬盘接口拓扑图

2）主机上的适配卡

（卡上自下而上共有四个端口：

A1-A2-B1-B2，目前只使用了A1-A2两个端口）

3）电缆安装情况

电缆目前的安装状态如下：

由以上信息可以得到磁盘阵列拓扑图如下：

注：

图形上下左右四个大矩形代表的是四块适配器，大矩形旁边的S7A/J50代表该适配器属于哪台主机，内部的SSA0/SSA1代表该适配器的编号，A1/A2代表该适配器上的端口号。

图形中间排列整齐的十六个小矩形代表硬盘，小矩形内部最上方的9.1代表该硬盘容量，单位是GB，中间的8代表该硬盘占用7133-D40硬盘槽的编号，下方的P7代表系统给该硬盘分配的编号。

现有结构是通过四块适配器将7133中的八块硬盘组成一个SSA环。

这样做的好处是，一，八块硬盘的容量可以被充分应用；二，两台主机都能够访问到7133上的所有硬盘。

坏处是，若出现硬盘损坏，则整个SSA环立即不可用，且硬盘上的数据将无可挽回的丢失。

即使通过镜像来保证数据安全，那么需要分出一半的硬盘容量来实现镜像，造成空间浪费。

4、考虑如何设置SSA环，得出改动后的拓扑结构

若要实现组环要求，则硬盘与适配器的连接应改为下图所示式样：

电缆的安装应

改为如下状态：

这样做的好处是，一，若发现有硬盘损坏，应用不会停顿，硬盘上的数据不会丢失；二，两台主机都能够访问到7133上的所有硬盘。

坏处是，每个SSA环都需要放弃一块硬盘的容量，环硬盘可用率（（n–1）/n，n=环中硬盘数量）随着环中硬盘数量的增加而增大。

总而言之，以较小的空间损失为代价换取数据安全得到保证。

5、删除主机现有硬盘信息并关机

删除现有卷组、逻辑卷、物理卷信息；关闭系统主机及阵列的电源。

二、实施工作

1、改动现有硬盘连接线的位置，构造SSA环

按照改动后的拓扑结构改变硬盘与适配器的连接，实现SSA环。

2、主机开机

打开阵列与某一台系统主机电源，系统自动识别出外置SCSI硬盘。

3、进行RAID5构造

删除系统自动识别出的外置硬盘属性，改为“阵列候选盘”；选中SSA环中所需的适配器及物理硬盘，选择RAID级别，添加到RAID列表中；系统构造RAID5。

三、扫尾工作

1、建卷组

按原有格式新建与配置卷组

2、建逻辑卷

按原有逻辑卷格式新建逻辑卷

3、主机同步

完成一台主机配置后，将配置好的信息同步到另一台主机中

4、恢复应用

使用备份恢复原来主机上的应用程序、文件系统、服务等。

5、全面测试，确认系统恢复正常