AA-ALUA-AP

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A/A

对称双活(Symmetric Active/Acivie),对于特定的 LUN 来说,在它的路径中,两个存储控制器的目标端口均处于主动/优化(active/optimized)状态。两个控制器之间实现高速互联的通讯,一个 IO 发到控制器端,两个控制器可同时参与处理;当一个控制器繁忙,系统不需要主机端的负载均衡软件参与就可以自动实现负载均衡。

ALUA

异步逻辑单元访问(Asymmetric Logical Unit Access),属于非对称双活(Asymmetric Active/Active)。对于特定的 LUN 来说,主机多路径会将对磁盘的物理路径划分优先级,一个控制器的目标端口处于主动/优化(active/optimized)状态,另一个控制器的目标端口处于主动/非优化(active/unoptimized)状态。在某一个时刻,某个 LUN 只是属于某一个控制器,要想实现两边的负载均衡,就是将任务 A 扔给控制器 A,将任务 B 扔给控制器 B。对于同一个任务来说,任何时候只有一个控制器在控制。

AO 路径:最佳 IO 访问路径,对应工作控制器上的路径。
AN 路径:次优 IO 访问路径,对应非工作控制器上的路径。

非双活 ALUA 工作原理及故障切换

当其中一条 AO 路径无法提供访问时,主机 I/O 将下发到另外的 AO 路径;

当工作控制器的所有 AO 路径断开无法提供访问时,主机 I/O 将从非工作控制器上的 AN 路径下发
非对称双活下的ALUA

双活 ALUA 工作原理及故障切换

  • 当工作在负载均衡模式时
    主机多路径将选择双活存储的所有阵列的工作控制器上的路径为 AO 路径,其他所有控制器上的路径为 AN 路径;两端阵列的 AO 路径提供访问,当其中一条 AO 路径无法提供访问时,主机 I/O 将下发到另外的 AO 路径;当其中一台阵列 AO 路径所在控制器故障时,另一个控制器将转换为工作控制器,继续维持负载均衡;
    负载均衡模式下的ALUA
  • 当工作在本端优选模式时
    主机多路径将选择本端阵列工作控制器上的路径为 AO 路径,保证 IO 只在本端阵列的工作控制器下发,减小链路消耗;当本端阵列工作控制器的所有 AO 路径断开无法提供访问时,主机 I/O 将从非工作控制器上的 AN 路径下发。当工作控制器故障时,另一个控制器将转换为工作控制器,继续维持本端优选。
    本端优选模式下的ALUA

ALUA 的优点

  • ALUA 阵列和 Active/Passive 阵列的不同
    在 Active/Passive 阵列中,IO 只能被发送到拥有该 LUN 的控制器。如果在 non-owning controller 端口上收到 IO 请求,则会向启动器返回类似 “ILLEGAL REQUEST” 的 SCSI 错误,这意味着 “No Entry” 或 “No, you can’t do that”

但是在启用 ALUA 的阵列中,即使在 non-owning controller 上收到 IO,它也不会抛出任何 SCSI 错误,并通过后端通道将 IO 请求重定向到 owning controller。这种 IO 重定向可提升主机 IO 或整体系统性能。

  • 都启用了 ALUA 的非对称 Active/Active 阵列与对称 Active/Active 阵列的不同

在对称 Active/Active 阵列,两个控制器都可以接收和处理 IO,但这些阵列不会通知主机路径特性,如带宽、延迟、owning controller 声明的路径、non-owning controller 声明的路径等。
因此,主机在负载平衡和故障情况下平等地考虑每条路径。

在非对称 Active/Active 阵列中,两个控制器都可以接收 IO,但 IO 只能由 owning controller 发出。这样主机知道哪些路径属于 owning 和 non-owning controller 非常重要。
基于该信息,它可以在负载平衡和路径故障期间进行精确和智能的决策,以提升主机性能。Active Optimized/Active Non-Optimized 等路径信息由该阵列的 ALUA 功能提供。
非对称ALUA重定向
如上图,SP-B 为 owning controller。如果请求从 SP-A 进来,ALUA 试图将 IO 从 SP-A 重定向到 SP-B,由 SP-B 处理后,再原路返回给主机。这种方式对性能有影响,但是可以减少因为 trespass 带来的短暂中断问题。

因为如果重定向的次数到了一定阈值,ALUA 会认为原来的路径已经完全不可用,不期望恢复,于是主机端多路径软件触发 trespass 把 LUN 切换到 SP-A。

trespass: LUN 从一个控制器切换到另一个控制器

A/P

Active/Passive,对于特定的 LUN 来说,在它的路径中,一个控制器的目标端口处于主动/优化(active/optimized)状态,另一个控制器的目标端口处于备用(standby)状态。其负载均衡及任务处理方式与 ALUA 类似。

在 A/A 阵列中,管理员无需指定每个 LUN 的默认所有者,当路径出现故障,将离线故障路径并重定向 IO 到其他路径,IO 重定向期间,存储控制器会充分考虑负载平衡等因素并选择最合适的路径。对于应用程序,路径切换过程是透明的的,几乎不会有延迟(延迟时间一般为几秒)。

在 ALUA 或 A/P 阵列中,管理员需指定每个 LUN 的默认所有者,设置一些 LUN 的默认所有者为控制器 A,另外一些 LUN 的默认所有者为控制器 B, 人为在两个控制器之间进行负载均衡;如果路径发生故障,将重新分配 IO 流量到其他可用的路径,同时,停止故障路径上的 IO。对于应用程序,路径切换过程是透明的,然而,会有延迟(延迟时间一般为几十秒)。

参考链接

关于 ALUA 详解_Mark-CSDN 博客
控制器双活 负载均衡_松猪的专栏-CSDN 博客
ALUA 工作原理介绍 - 华为 SAN 存储在 AIX 系统下的主机连通性指南 - 华为
iSCSI: ALUA 概述 - Code & Life