ALUA. Руководство пользователя¶

Что такое ALUA¶

ALUA, или Asymmetric Logical Unit Access - протокол спецификаций SCSI, используемый для управления путями к логическим томам в современных СХД с асимметричным доступом.

Для использования протокола все участники (система хранения данных (СХД) и операционная система хоста) должны поддерживать ALUA.

Режим Active-Active¶

ПО АЭРОДИСК ENGINE поддерживает высокую доступность к дисковым группам (RDG и DDP) в режиме active-active. В такой архитектуре дисковые группы распределяются между двумя активными контроллерами СХД.

В архитектуре ALUA в ПО АЭРОДИСК ENGINE каждая дисковая группа принадлежит определенному контроллеру. Администратор СХД назначает владельца для каждой дисковой группы при ее создании/включении. В качестве владельца может быть выбран Контроллер Е0 или Контроллер Е1. Это решение используется для распределения нагрузки при создании нескольких дисковых групп в СХД и позволяет автоматически менять владельца, сохраняя доступ к дисковой группе, при:

• отказе одного контроллера (Е0 или Е1);

• отказе всех линий связи между хостом и одним из контроллеров (Е0 или Е1).

В случае отказа контроллера смена владельца дисковой группы в ПО АЭРОДИСК ENGINE начнется немедленно.

В случае отказа всех линий смена владельца дисковой группы в ПО АЭРОДИСК ENGINE начнется автоматически спустя не более чем 10 секунд. Время смены владельца дисковой группы зависит от количества физических дисков дисковой группы, томов, инициаторов и маппингов и для групп из десятков объектов составляет в среднем до 60 секунд, но может превышать 90 секунд для групп из сотен объектов.

Таким образом, с момента отказа до завершения процесса смены владельца дисковой группы доступ к LUN, находящимся на ней, будет отсутствовать. Смена владельца может быть выполнена вручную администратором для перераспределения нагрузки, или для перевода контроллера в режим обслуживания, когда требуется аппаратное или программное обновление СХД.

Принципы работы ALUA¶

Каждый контроллер СХД АЭРОДИСК ENGINE связан с хостом одной или несколькими физическим линиям связи Fibre Channel (FC). Количество физических линий связи ограничивается числом выделенных администратором портов FC (2 или 4). Обязательное условие – количество физических линий связи должно быть одинаковым для обоих контроллеров.

Примечание: На данный момент использование ALUA в СХД с ПО АЭРОДИСК ENGINE предполагает связь с хостом только по 2 физическим линиям FC. Технология ALUA включается в настройках дисковой группы при ее создании и применяется в дальнейшем ко всем LUN, которые созданы на данной дисковой группе.

Настройки логических путей к LUN со стороны СХД задаются администратором при настройке маппинга в ПО АЭРОДИСК ENGINE СХД. Созданная конфигурация поддерживается со стороны хоста автоматически после настройки мультипассинга в операционной системе хоста. (Подробнее - см. раздел Настройка блочного доступа).

Каждая физическая линия связи при использовании технологии мультипассинга выступает как логический путь для операций ввода-вывода LUN, принадлежащего дисковой группе. Логические пути создаются при настройке мультипассинга хоста для выбранной дисковой группы. Доступ LUN на дисковых группах с выключенным ALUA будет предоставлен только по физическим путям, по которым подключен контроллер-владелец такой дисковой группы.

В случае отказа контроллера или линий связи будет осуществлена смена владельца дисковой группы.

При настройке логических путей доступа для LUN (маппинга) на дисковых группах со включенным режимом ALUA часть логических путей будут определены как активные/оптимальные (A/O), а часть — как активные/неоптимальные (A/N). Контроллер с оптимальными логическими путями всегда является владельцем дисковой группы логического тома (LUN).

• Логический путь A/O — это оптимальный путь доступа для операций ввода-вывода между хостом и LUN через контроллер-владелец дисковой группы, к которой принадлежит LUN. Путь A/O имеет минимальные задержки для операций ввода-вывода.

• Логический путь A/N — это неоптимальный путь доступа для операций ввода-выводу между хостом и LUN через второй контроллер (не являющийся владельцем дисковой группы, к которой принадлежит LUN) с использованием интерфейса Interconnect.

СХД Аэродиск по умолчанию предоставляет доступ операциям ввода-вывода к LUN дисковой группы по логическим путям A/O. При недоступности LUN по логическим путям A/O доступ к LUN автоматически предоставляется по логическим путям A/N, не допуская тем самым ситуации, когда LUN оставался не доступен 45-90 секунд (время ожидания восстановления работоспособности с момента отказа обоих физических линий связи до завершения процедуры смены контроллера-владельца дисковой группы).

Рассмотрим простейший пример конфигурации аппаратных средств СХД, показанный на рисунке ниже.

Когда доступ к LUN, принадлежащей дисковой группе с включенной ALUA на контроллере E0, со стороны хоста по логическим линиям связи А/О становится недоступным, происходит автоматическое переключение последующих операции ввода-вывода на контроллер Е1 по логическим линиям связи А/N, использующим соединение Interconnect между контроллерами СХД.

Рисунок 1. Принцип работы ALUA

Настройка ALUA¶

Технология ALUA в СХД Аэродиск оперирует доступом к LUN на уровне дисковой группы.

Включение или отключение ALUA осуществляется в настройках дисковой группы и применяется сразу ко всем LUN, принадлежащим данной дисковой группе.

Рисунок 2. Структурная схема физических линий связи FC СХД Аэродиск. LUN дисковой группы по умолчанию доступен по оптимальным логическим путям A/O

Настройка ALUA при создании дисковой группы¶

Технология ALUA может быть включена для дисковой группы при ее создании.

По умолчанию ALUA для дисковой группы находится в состоянии Выключено.

В данном случае LUN-ы дисковой группы и маппинг LUN еще не созданы и ограничения на включение нет.

• Включение ALUA при создании группы RDG

  

Рисунок 3. Включение ALUA при создании группы RDG

• Включение ALUA при создании группы DDP

  

Рисунок 4. Включение ALUA при создании группы DDP

Просмотр и изменение настроек ALUA¶

Если дисковая группа уже создана, то просмотреть состояние и изменить настройки можно в окне Детальная информация, щелкнув левой кнопкой мыши на имени дисковой группы.

• Детальная информация дисковой группы RDG

Рисунок 5. Детальная информация дисковой группы RDG

• Детальная информация дисковой группы DDP

Рисунок 6. Детальная информация дисковой группы DDP

После создания дисковой группы необходимо создать LUN и настроить маппинг, определяющий пути A/O и A/N для каждого LUN.

Настройка Маппинга¶

Настройка маппинга для каждого LUN дисковой группы – необходимое условие для организации доступа к LUN со стороны СХД.

Включение ALUA для дисковой группы не влияет на последовательность действий при настройке маппинга.

После завершения настройки маппинга каждому LUN дисковой группы присваивается уникальный идентификатор NAA, по которому LUN может быть доступен со стороны хоста.

Рисунок 7. Маппинг настроен

Изменение настройки ALUA дисковой группы при наличии маппинга LUN.

Изменение настройки ALUA для дисковой группы с созданными LUN и настроенным маппингом становится доступным только после удаления маппинга LUN, принадлежащих дисковой группе.

После удаления маппинга изменение настроек ALUA производится в окне “Детальная информация дисковой группы”, после чего Маппинг нужно настроить заново.

Включение автоматического переключения дисковой группы на оптимальный путь (A/O)¶

Автоматическое переключение дисковых групп с включенной ALUA с путей A/N на путь A/O происходит через смену контроллера-владельца дисковой группы.

Включение опции доступно в меню “Настройки” в поле “Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь”.

Рисунок 8. Включение опции Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь

По умолчанию эта опция выключена. При выключенной опции при возникновении отказа физических линий связи дисковые группы остаются доступными по неоптимальному пути до восстановления работоспособности. Контроллер-владелец не меняется.

Рисунок 9. Опция “Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь” отключена. Контроллер-владелец не изменился, LUN дисковой группы доступен по неоптимальным логическим путям A/N

Если опция включена, и после возникновения отказа прошло 180 секунд, выделенные для восстановления работоспособности СХД, то в период от 180 до 210 секунд после отказа запустится процесс смены владельца дисковых групп. После смены владельца всех дисковых групп с включенной ALUA дисковые группы станут доступны по путям A/O второго контроллера.

Включение автоматического переключения дисковых групп с включенной ALUA на оптимальный путь выполняется для всех дисковых групп с включенной ALUA (как уже существующих на момент включения опции, так и для вновь создаваемых).

Рисунок 10. Опция “Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь” включена. В течении 180-210 сек. с момента отключения линий связи контроллер-владелец не меняется, LUN дисковой группы доступен по неоптимальным логическим путям A/N

Рисунок 11. Опция Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь включена. После 180-210 сек. с момента отключения линий связи, начнётся смена контроллера-владельца, после которой LUN дисковой группы станет доступен оптимальным логическим путям A/O

Ручная смена владельца дисковой группы¶

Для дисковых групп в ПО АЭРОДИСК ENGINE доступно ручное переключение на путь A/O или A/N через смену контроллера-владельца.

Включение или выключение опции ALUA дисковой группы не влияет на данный функционал, если опция Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь выключена.

Для дисковых групп с ALUA при включенной опцией Автоматически переключать группы с ALUA на оптимальный путь ручное переключение на путь A/N через смену контроллера-владельца остается доступным. Однако через некоторое время произойдет обратная автоматическая смена владельца дисковой группы, чтобы обеспечить доступ по путям A/O.

Ручную смену контроллера-владельца дисковой группы можно выполнить, щелкнув правой кнопкой мыши на имени дисковой группы, затем выбрать Сменить владельца группы.

Рисунок 12. Активация смены ручной владельца дисковой группы

Демонстрация смены контроллера-владельца дисковых групп¶

1. Эксперимент №1

Исходная конфигурация 1

Создадим 2 группы RDG:

Рисунок 13. Включение ALUA для дисковой группы R06, ENGINE-1

Рисунок 14. Физические линии связи от каждого контроллера до коммутаторов

Рисунок 15. Исходная конфигурация

Мониторинг и управление модулями и сервисами, необходимыми для работы ALUA¶