架构师技术联盟

创新互联公司自成立以来，一直致力于为企业提供从网站策划、网站设计、成都网站设计、网站建设、电子商务、网站推广、网站优化到为企业提供个性化软件开发等基于互联网的全面整合营销服务。公司拥有丰富的网站建设和互联网应用系统开发管理经验、成熟的应用系统解决方案、优秀的网站开发工程师团队及专业的网站设计师团队。

我们跟数据打交道的人都应该知道，数据在存储系统传输中，经过了多个部件、多种传输通道和复杂的软件处理过程，其中任意一个环节发生错误都可能会导致数据错误。但是这种错误一般无法被立即检测出来，而是后续通过应用在访问数据过程中，才发现数据已经出错，这种数据很难在数据发生错误那一刻被检查出来的错误，我们称为静默数据破坏，即Silent Data Corruption。

静默数据破坏产生原因

数据产生静默数据破坏的原因有很多种，但大致可以归结为以下几类。

• 硬件错误：内存、CPU、硬盘、数据传输链路等

• Firmware错误：HBA、硬盘等

• 软件bug：系统软件、操作系统、应用程序等

• 其他因素：如噪声、电磁等原因。

数据一致性标准和组织

在2007年，由Emulex、Oracle、LSI、希捷成立了DII (Data Integrity Initiative)。由SNIA建立了DITWG(SNIA Data Integrity Working Group)。他们主要关注两个技术，T10 Protection Information—DIF和Data Integrity Extensions—DIX。

T10标准是通过对每个数据块加入保护信息(PI，Protection Information)，曾被称作数据完整性域(DIF，Data Integrity Field)的方法来保护数据完整性。在每个逻辑扇区扩充了8字节的保护信息用来保证数据一致性，8字节包括2字节的Logical Block Guard，2字节的Logical Block Application Tag和4字节的Logical Block Reference Tag。

T10 PI只包含了从主机HBA卡通过存储阵列到硬盘的数据保护，DIX为了延伸DIF的保护范围。将数据完整性保护扩充到了应用层到HBA。DIX使用和T10 PI一样的8字节数据完整性信息作为数据校验字段。不同的是，DIX中使用了IP Checksum作为Logical Block Guard，降低主机CPU的计算开销。

DIX+DIF可以实现从应用到硬盘的端到端数据保护。DIX保证应用、HBA卡的数据完整性，T10 PI(DIF)保证HBA 、阵列和硬盘的数据完整性。

DIX和DIF数据读写流程

数据完整性额外添加的8字节校验数据分若干段，在存储侧叫DIF，后改名为T10 PI；在主机侧叫DIX。写数据时，主机HBA总线适配器、阵列目标器芯片或者其它组件根据用户数据生成 8字节PI，数据传输过程中会经过检查点，校验数据和PI是否匹配，如果发现错误，向上返回错误，如果没有错误，则继续向下传输，最终写入硬盘。

写数据流程：当数据写到主机内存的时候，Oracle ASM library会对每512字节数据增加8字节DIX校验，8字节校验会随IO请求一起，穿过OS，到达HBA卡驱动；HBA卡进行DIX校验检查后删除DIX校验，并生成8字节PI校验和数据一起发送给阵列，阵列校验数据完整性，并将数据发送到硬盘。

读数据流程：从硬盘读出数据和T10 PI并校验完整性。若发现错误，则通过RAID重建修复数据，如果没有错误则继续向上传输。HBA进行T10 PI校验后删除T10 PI，并生成DIX保护信息返回主机。DIX保护信息会随IO请求一起，穿过OS，返回应用层。ASM Library对数据和DIX保护信息进行校验。

支持DIX的必要条件

要使用数一致性特性，首先阵列需要支持标准的T10 PI，及时不支持DIX，也可以在存储上支持T10 PI； 其次需要特定配置的数据库、操作系统和HBA等组件。

• 数据库：Oracle 11g级以上。

• OS：Oracle Linux 5 or 6 running the UEK2-200 kernel。

• HBA：Emulex、Qlogic特定型号的FC HBA卡

支持DIX的存储厂商

由于DIX和P10在企业Oracle数据库应用比较广泛，且是存储一大亮点，所以主流的存储厂商都支持该特性，如EMC VNX系列支持自定义PI、VMAX支持标准的T10 PI，且支持DIX；HDS HUS系列支持自定义PI、HDS VSP支持PI；IBM DS8000支持标准的T10 PI，DS5000某些特定型号支持PI；HP P10000支持标准的T10 PI，华为 OceanStor 18000和V3全系列。

文件系统是否要DIF

需要提及一点的是，T10 PI需要磁盘提供520扇区来支持(512用来存放数据，8字节用来存储T10 PI校验数据)，希捷支持这种磁盘。一般文件系统不需要DIF，原因是文件系统通过元数据管理数据，会造成IO的页面数据布局不断变化，且数据库和网卡厂商相应力度不足，并未形成类似规范和标准。搜索“ICT_Architect”加入微信公众号“架构师技术联盟”获取更多精彩内容。

标题名称：DIX和DIF该诉你，什么叫端到端数据一致性
文章URL：http://kswjz.com/article/ieopch.html