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多路径技术

日常生活和工作中，人们常用的计算机通常是由内置的硬盘提供

空间的，即硬盘挂接至计算机的总线上，数据传输通道与硬

盘往往是一对一的关系。而在IT系统和数据里，计算资源和

资源往往是分开部署的，系统从计算机挪到了计算机外部，

以独立系统的形式通过外部总线或网络与主机建立联系。

随着区域网络的不断发展，主机通过网络与系统交互以

存取用户数据的方式得到了广泛的应用。通过区域网络建立主机

和之间的联系，系统可以远端放置，易于扩展，同时可以对

之前了多条路径，以实现负载均衡和故障切换，即多路

径技术。

所谓多路径技术，指的是主机和系统之间使用多条路径进行

连接，使主机至的数据路径大于等于两条。区域网络中

使用了多路径技术，意味着可以通过多个主机总线适配器、多组网线、

多台网络交换机、多个系统控制器进行指令和数据传输，可以避

免单点故障问题。

所谓单点故障问题是指系统环境中任何一个组件发生故障都会

导致整个系统无法工作。如图1所示，主机通过网络连接到设备，

这种简单的设计方案，在网卡、网线、交换机、控制器上都存在

单点故障问题，这些I/O路径所包含的组件中，任何一个出现故障，

主机和设备之间的数据传输就会中断，可靠性非常低。此外，主

机下发I/O请求数据的时候，所有的指令和数据都只能通过这条

唯一的路径进行传输，效率非常低。

图1单路径设计方案

为了解决单点故障问题，提高系统的可靠性，人们在设计系统时

通常在器件冗余的基础上采用多路径技术。在主机层面上，可以通过

集群技术提高计算性能和系统可靠性；在磁盘层面上，可以通过

RAID技术提供数据冗余保护提升数据的安全性；在网络层面上，可以

通过多路径技术保证数据传输的效率和可靠性。在如图2所示，此多

路径设计方案中，冗余保护涉及到了主机与之间的I/O路径上的

所有领域，包括主机侧的网卡、SAN网络中的交换机和线缆、侧

的控制器模块。上述组件中的任何一个出现故障，都可以由其相应冗

余器件承载相关业务，主机和设备之间的数据传输不会中断，可

靠性非常高。

图2多路径设计方案①

通过部署两立的交换机，主机到系统的路径多达四

条，不仅可以实现故障切换功能，还能在四条路径上实现负载均

衡。然而，当主机与设备之间存在多条路径的时候，设备

上的同一个卷会被主机识别成多个不同的LUN，一个LUN对应一条

路径，进而会给操作系统带来。如图3所示，图中的六根

线缆（实线表示），可以为主机与设备的交互提供四条独立的路

径（虚线表示）。当设备中的一个卷，通过四条路径映射给主机

后，主机端将会看到4个独立的LUN，主机往这四个LUN写入数据

时，都将写入底层的同一个卷上，这种的情况人们称之为多路

径问题。

图3多路径设计方案②