高端存储也需要需要ALUA吗？

昨天我们聊了HDS的一些产品更新，其中有一个路标大家看到没有？也就是HDS要在明年Q1支持双活卷的ALUA。这个怎么理解呢？高端不是全对称的多活吗，为啥需要ALUA？而且单独要支持GAD卷？

要说清楚这个问题之前，我们首先要看一下什么是ALUA。其实ALUA就是Asymmetric Logical Unit Access的缩写，指的是某个LUN或卷的访问不是对称的，也就是非对称逻辑单元访问。

要搞清楚ALUA的真正意义，我们先从历史说起。这里以EMC的中端存储为例来说明。

在CX的年代，阵列虽然是双控形态，但是LUN访问是主备方式。也就是主机虽然到一个LUN有两条链路，但只有一条链路是激活的，另外一条是闲置的。这种方式太浪费资源了，因为LUN归属某个控制器，这个控制器上的I/O和Cache就忙坏了，而两位一个控制器平时就闲着了。当然，如果有多个LUN，平均归属到两个控制器上，这样会好一些。

但这样还是有一个问题，如果主机把I/O送到非归属控制器，怎么办？没有太好的办法，一个办法是把I/O直接丢掉，但这不是存储干的事啊。另外一个办法就是把LUN控制权抢过来，把I/O处理完。问题是主机不懂啊，在两个路径来回送I/O，造成路径反复被鞭打（path thrashing)。性能会降至冰点。因此，那个主备时代，一般要求主机上安装厂商自己的多路径软件，来控制这个路径的选择。

后来发展到VNX这一代开始支持ALUA，这种AA就可以充分利用两条路径，特别是主机完全可以采用标准的多路径软件，因为标准的多路径软件都支持ALUA功能。也就是主机查询路径下面的LUN的时候，存储不仅会告诉主机LUN的信息，而且还可以告诉主机这个路径是否是最优路径。这个时候虽然LUN还是有归属的，但两个路径都可以接受I/O请求，只是非归属控制器收到I/O后，要转发给归属控制器落盘。这种情况比主备方式好了很多，可以称做AA了，但由于访问的路径不是对称的，因此也叫ALUA active-active。但是，这种方式还不是最理想的，因此存储系统内部要做转发，占用大量的内部带宽资源，效率上也不是很高。而且，还有一个问题，也就是一个控制器坏了，这个控制器上的LUN要被另外一个控制器接管，这个接管有一个专业的术语叫LUN trespass。这个trepass是有害的，因为trespass指入侵的意思。

在国外的很多私人场地，如果你入侵私人领地，人家有权枪杀你的，可见危害有多深。

对于应用来说，如果存储发生了LUN trespass，体现在主机应用就是不响应了。这个停滞的时间大约是300ms-1000ms这个数量级，这个1秒钟的时延，对于关键应用（如股票交易）来说是非常致命的，特别是高端存储，一秒甚至就是几百万个IOPS啊。

因此，到了VNX2时代，EMC才支持对称的active-active。EMC采用LBA地址锁的方式来处理LUN的访问。也就是LUN不再有归属，任何一个控制器收到写I/O后，把相应的LBA地址锁住，写完再释放。

这个方式虽然实现的对称的双活，但LBA是物理地址，因此VNX2只能支持传统的LUN，传统的LUN数据服务太少了，很多特性必须用POOL LUN才支持，大大限制了对称双活的应用场景。

而大部分的高端存储，从一开始设计的时候就是没有LUN归属的，也就是多个控制器之间其实都是对称多活的。比如EMC就宣称VMAX3是真正的active-active，没有trespass这个问题。

如果这样的情况，高端存储好像无需支持ALAU啊？因为主机你通过那个路径访问我，都是一样的。但现实不是这么简单，有些场景，还是需要ALAU支持的。举几个例子。

1、虚拟机场景

假设一个VMware虚拟机32个节点的集群，下面接了两个存储，一个是高端存储（对称双活）做tier 1，一个是的中端存储（非对称双活）做tier 2。由于中端存储支持ALAU，因此，可以告诉主机那条路径是最优路径。如果高端存储不支持ALAU，那么VMware虽然看到所有的路径，但为了保险，只能用一条路径。如果高端存储支持ALAU，那么可以告诉VMWARE每一条路径都是优选路径，那么VMWARE就会用Round Robin方法轮流使用所有的路径，性能要比用一个路径高了N倍，充分发挥高端存储的性能优势。

2、异构虚拟化场景

现在高端存储支持了异构虚拟化，也就是可以接第三方的阵列。一般这些中端阵列都是支持ALAU的，因此高端存储要支持ALAU向下对接，同时对上也要支持ALAU给服务器使用。

3、颗粒度比较大的锁场景

EMC的VNX2采用LBA地址锁实现对称双活，但高端存储不一定这样。不同的厂商实现不同。3PAR是针对region这一级有归属（也就是常说的sub-LUN归属），颗粒度还算比较小。但HDS VSP是针对LDEV这一层有归属，归属某个VSD。LDEV有时候甚至对应一个LUN，颗粒度太大了，如果池化会好些。这种情况下，如果支持ALUA，路径还可以优化，比如VSP在使用两个控制机箱情况下，如果访问的LUN包含的LDEV大部分在某一个控制机箱，支持ALUA就可以把这个机箱的路径设为优选。不过，这种场景是我YY的，现实中比较少。

看到这里，大家知道高端存储为什么要支持ALAU了吧？HDS在明年对GAD卷支持ALAU，就可以让主机采用标准的多路径软件，优先选择适合的路径。比如同机房部署双活，那么所有路径都是优选，如果是远程部署双活，优先本地站点。如果不支持ALAU，只能用自己的多路径软件，部署限制就多了。因为有时候主机接多个厂商的存储，你是无法使用自己专用的多路径软件。

【学习心得】

存储的知识点还是很多的，一个ALAU就够我们讲半天。但这些概念还是很重要的，我原来也比较模糊，只是现在各家的架构看多了以后，才能总结出一些内容，但不一定对，请大家批判吸收。