DS8000 整体架构介绍

DS8000 整体架构介绍

DS8000整体架构介绍

本文主要介绍DS8000的整体架构，DS8000 包含两个处理器抽屉（two processor complexes）. 每个处理器抽屉可以通过多个主机卡（host adapters）来连接具备Fibre Channel, FICON 和ESCON 接口类型的主机（hosts）。

每个DS8000 能最多支持32 个主机卡（host adapters）. 为了访问磁盘子系统，每个处理器抽屉使用多个four-port Fibre Channel arbitrated loop (FC-AL) 设备卡（device adapters）。一个DS8000 能最多支持16个设备卡（device adapters），即8对设备卡。每个设备卡可以把它所在的处理器抽屉连接到两个分离的交换式光纤网络（switched Fibre Channel networks）。每个交换式光纤网络连接到磁盘抽屉（disk enclosures），每个磁盘抽屉（disk enclosures）最多包含16块硬盘。每个磁盘抽屉包含2个拥有20个端口(port)的Fibre Channel switches. 这20 个端口（port）中, 16 个用来连接磁盘抽屉中的16 块硬盘，剩下的4个用来连接设备卡（device adapters）或者和其他的磁盘抽屉互连。每块硬盘都会和两个switches（如下图中蓝色和粉色的switch）相连。当设备卡（device adapters）和一块硬盘连接，它使用一种交换式（switched）的连接方式来传输数据。这可以确保所有的数据都尽可能使用最短的路径来传输。

每个主机（host）都需要通过自身的操作系统来管理所有的针对位于DS8000上逻辑卷的读和写的请求。在处理写请求过程中，主机使用fast-write, 即数据要写两份，分别是写入DS8000一个处理器抽屉的volatile 内存和该DS8000另一个处理器抽屉的persistent内存中。在数据真正写到硬盘之前，主机就会得到已经完成写的操作的报告，这样的机制可以提供更高的写性能。persistent内存也叫做NVS 或non-volatile storage.

DS8300处理器内存最多可达256 GB ，DS8100处理器内存最多可达128 GB 。处理器内存又分为volatile 内存和persistent 内存（又叫NVS(non-volatile storage)）。volatile 内存用来作为一般意义上的cache使用。persistent 内存是用来保存DASD fast write (DFW) 数据，直到数据全部写到硬盘上为止。

DS8000 整体架构介绍

图-1 DS8000 系列架构

当一个主机执行一个读操作, 主机通过高性能交换式硬盘架构（high performance switched disk architecture）从DS8000上拿到数据，随后，数据会被放入volatile 内存中，以便下次读请求时使用。主机可以通过SARC (Sequential prefetching in Adaptive Replacement Cache)算法预测到未来的读操作，通过这个聪明的算法，数据会尽可能长时间得保留在volatile 内存中。如果当读请求的数据正好位于volatile 内存中，则主机就不需要去到硬盘上取数据，这种情况又称为一次cache hit 。

设备卡和主机卡都工作在一个高速的容错互连模式下（high bandwidth fault-tolerant interconnect），又叫做RIO-G. RIO-G 设计允许在主机之间共享主机卡，且提供很好的性能和可靠性。