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HPE MSA 的基础知识

HPE MSA SAN 已成为中小型企业值得信赖的存储解决方案。它经受住了时间的考验，并继续在现代 IT 存储市场中保持强势地位。此类阵列以合理的价格水平提供企业级功能，受到那些需要可靠存储基础设施但是无力承担更大、更复杂的系统的企业的青睐。因此，有大量用户依赖这些存储系统来存储和保护其关键数据。由于 HPE MSA SAN 的广泛采用，熟悉其架构和常见问题是 IT 专业人员的重要能力，可以在面临数据丢失灾难时最大限度地减少停机时间并简化数据恢复工作。

什么是 HPE MSA？

MSA（模块化存储阵列）是 Hewlett Packard Enterprise 设计的一系列 SAN 存储系统，主要面向中小型企业和远程办公室。这些解决方案通过在小型组织可接受的价格段内提供先进的企业级功能而迅速普及。MSA SAN 的模块化架构也已成为成长型企业的重大优势，这使他们能够从更简单的配置开始，并随着 IT 需求的增长通过添加额外的驱动器机箱来扩展存储。

该产品线最初由 Compaq 于 2000 年代初推出。多年来，这些系统经历了几代，每一代都带来了性能、容量、可靠性和功能性的增强：

• MSA 1000 系列 – 2000 年代初至中期推出的初始 MSA 模型。它们提供了入门级存储功能，并支持 SCSI 和光纤通道接口。与未来的 HPE MSA 产品相比，MSA 1000 系列下的技术主要是特定于供应商的，由 Compaq 内部开发。

• MSA 2000 系列 – MSA 型号于 2000 年代后期被 HP 收购后推出。它们为更高容量的驱动器、RAID 配置、更高级的数据管理功能和 iSCSI 连接提供支持，这有助于它们集成到具有基于 IP 的网络的环境中。该系列是第一个整合第三方供应商 DotHill Systems（自 2015 年起成为 Seagate 的一部分）的技术基础的产品。这家原始设备制造商还以自己的品牌提供存储阵列，称为 AssuredSAN。此外，相同的技术被重新命名并集成到 Dell 等其他顶级公司的产品中（PowerVault MD4/ME5 系列）。

• MSA 2040 系列 – 2013 年左右发布的 MSA 型号。这一代阵列继续构建在 DotHill 技术基础之上，但在性能、效率和精简配置、快照等功能方面带来了相当大的改进。它还引入了结合固态硬盘和传统 HDD 的混合系统，以提高生产力。

• MSA 2050/2052 系列 – MSA 型号自 2017 年左右开始提供。他们展示了性能、数据保护、可扩展性方面的进一步进步，并获得了对高速接口（16/32 Gb 光纤通道和 10/25 Gb iSCSI）的支持。

• MSA 2060 系列 – 2020 年代推出的最新一代 MSA 产品线。这些型号配备了许多高级功能。其中包括自动分层，它根据使用模式在不同存储层（SSD 和 HDD）之间动态移动数据。MSA-DP+ （Data Protection Plus） 也在这一代产品中首次亮相，使 MSA 阵列更具弹性并加速存储重建。

典型的 MSA 系统包括以下组件：HPE MSA 硬件、HPE MSA 固件、HPE MSA 软件。

HPE MSA 硬件

大多数 MSA 型号都采用双控制器配置，以确保系统的高可用性。每个 MSA 控制器都配备了各种端口，用于网络连接和驱动器机箱。主机连接端口通常包括光纤通道、iSCSI 和 SAS 选项，而 SAS 端口用于插入驱动器机箱，也称为磁盘架。

MSA SAN 支持多个磁盘架，必要时可以添加这些磁盘架，以增加系统的整体存储容量。机柜设计为安装在标准数据中心机架中，可能占用 2 个或 4 个机架单元。大型机箱最多可容纳 12 个 3.5 英寸 SAS 硬盘驱动器或 SSD，而小型机箱可容纳多达 24 个驱动器。

大规格 HPE MSA 磁盘架

小规格 HPE MSA 磁盘架

HPE MSA 固件

HPE MSA 中的固件通常存储在控制器、驱动器机箱和存储阵列的其他硬件部分中，并且可能会因 MSA 系统的代次和型号而有很大差异。值得注意的是，固件的更新也是模块化的，这使得它们可以应用于特定组件而不会影响整个系统。

HPE MSA 软件

HPE 提供一整套软件工具、应用程序和实用程序，使管理员能够管理、监控和优化 HPE MSA 存储系统。该软件包的主要组成部分包括：

存储管理实用程序 （SMU） – 基于 Web 的图形用户界面，用于集中管理、配置和监控 HPE MSA 系统。它提供有关存储阵列运行状态的实时信息，收集性能指标并通知需要管理员注意的事件。

命令行界面 （CLI） – 一个基于文本的界面，用于高级配置和管理任务，而不是通过 GUI 提供的任务。

性能自动分层 （PAT） – 自动分层软件，可跟踪数据访问模式并在高性能 （SSD） 和高容量 （HDD） 层之间移动数据，以优化其放置。

Remote Snap 软件 – 用于灾难恢复的快照和远程复制软件。它允许创建可用于备份和还原目的的卷的时间点快照。

HPE Smart SAN – 提供工具和向导以简化 SAN 管理的实用程序。它自动执行许多管理操作，从而减少了配置和维护 SAN 所需的时间和精力。

数据组织特性

与此类存储一样，HPE MSA 的数据组织相当复杂。

物理驱动器：在最低级别，HPE MSA 由提供原始存储容量的物理磁盘驱动器（HDD 或/和 SSD）组成。该系统可以支持大量驱动器机箱 - 最多 10 个单元，具体取决于存储型号和代次。

磁盘组：相同类型的物理驱动器（机械硬盘或 SSD）的集合组合在一起，以便为存储池提供容量。出于数据保护的目的，使用指定的 RAID 方案组合驱动器。磁盘组支持的保护级别包括 RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10 和 MSA-DP+。如果选择了 RAID 10，则组至少需要有两个子组。最大驱动器数量将根据所选的 RAID 级别而变化：RAID 1 为 2 个驱动器，RAID 5、RAID 6 或 RAID 10 为 16 个驱动器，MSA-DP+ 为 16 个以上驱动器。

存储池：合并磁盘组以创建卷的统一容器，称为存储池。单个池将包含至少 1 个磁盘组，最多包含 16 个磁盘组。

卷：卷充当在 MSA SAN 中存储数据的主要单元，呈现给特定的服务器或主机。该系统可以支持传统 （线性） 卷和虚拟卷。线性卷是直接在物理磁盘组上创建的，并且具有预先分配的固定存储容量。相反，虚拟卷是存储池的逻辑部分，可以分布在整个底层物理存储中，并在写入数据时消耗其中的资源。在这种情况下，逻辑块会动态地映射到物理块。

分层和缓存：某些 MSA SAN 型号提供分层和缓存功能，以最大限度地提高存储性能。分层会根据使用模式调整数据的位置：经常访问的数据将移动到性能较高的 SSD 层，其余数据将存储在性能较低、容量较高的 HDD 层中。该系统还可以将 SSD 用作常见访问数据的高速缓存。

快照：HPE MSA 系统提供快照功能，支持创建卷在特定时刻存在的精确副本，并将其进一步恢复到该精确状态。拍摄快照时，仅复制元数据，然后仅将更改的数据块写入快照区域，从而允许它占用最少的存储空间。

HPE MSA SAN 常见的数据丢失问题

尽管 HPE MSA SAN 具有恢复能力，但由于各种情况，它们仍可能会遇到数据丢失问题。

SAN 配置事故：对 SAN 配置的不当更改通常会破坏存储可访问性，在最坏的情况下，可能会导致数据损坏或丢失。

SAN 组件故障：SAN 基础架构中的硬件组件（包括控制器、交换机、线缆等）的故障可能是由环境因素、制造缺陷甚至正常磨损引起的，并导致数据最终丢失或无法访问。

单个或多个驱动器故障：根据 RAID 级别，系统可以容忍单个或两个驱动器故障，但是，在成功完成重建之前，后续故障将导致数据立即丢失。

软件故障：管理 SAN 的软件中的意外崩溃可能会导致 RAID 阵列、卷或文件系统的逻辑结构损坏，从而导致数据丢失或访问存储信息的问题。

升级失败：固件/软件更新不准确引起的问题会使存储系统不稳定，导致数据无法访问、损坏或丢失，尤其是当升级影响关键存储操作时。

人为错误：用户或管理员执行的错误命令可能会导致文件、卷或配置被意外删除，从而导致数据丢失。