复杂度2/5
机密度3/5
最后更新2021/04/30
LUN（Logical Unit Number）是scsi专用概念，指在同一SCSI设备（同SCSI ID）下映射的逻辑子设备。这来自最早SCSI设备是总线结构，可以支持一个或两个initiator，多个target。由于寻址SCSI设备依靠SCSI ID，而每个SCSI总线做多支持16个设备（最多15个target）。如果每个Target只能定位一个磁盘，那么一条SCSI总线仅仅能连接15个磁盘，这对现在动辄几十甚至上百磁盘的服务器设备，远远不足。为了超越原始SCSI标准的局限，后续的SCSI标准推出了子设备：LUN的概念，即一个SCSI ID下可以挂接最多65535个LUN设备，而每个LUN可以是一块磁盘，也可以是一个CD-ROM或带机。由于最常使用的SCSI设备是磁盘，我们通常把LUN与磁盘等同，一个LUN就是一块SCSI磁盘。另外，SCSI现在并不仅仅是物理SCSI设备，好多新型设备都依托于SCSI协议，而物理层及链路层采用其它方案，非原始SCSI标准的电路连接。例如基于光纤的FC设备，实际上是通过光纤通道传输，最终设备访问协议也是SCSI。
LUN磁盘（现在可能是物理磁盘，存储阵列虚拟的逻辑磁盘，介质可能是铁磁机械设备，也可能是SSD这种电子电路设备，在AIX操作系统最终都被驱动程序识别为一种磁盘设备）在AIX上，首先对应为一个hdisk（其实还有可能被识别为pdisk暂时略过），hdisk有两种使用方案：被加到VG（Volume Group）中，成为PV（Physical Volume）；被应用程序直接访问（一般被称为裸设备，取其不被OS管理包装，直接赤裸使用之意）。裸设备与PV没什么区别，只是由谁对磁盘空间进行管理，如果由AIX管理，则以PV形式存在；如果被特定应用程序管理，则被叫做裸设备，例如由Oracle数据库的ASM进行磁盘管理。
PV存在的意义是将磁盘的大小、类型等物理特性屏蔽掉与VG配合，使其抽象为由同样大小的PP（Physical Partition）空间块组成的存储池。一个VG就是一堆PP，使用者不用考虑PP来自哪个PV即磁盘。
在PP基础之上，把特定一组PP组织在一起，就变成一个特定大小的存储空间，被称为LV（Logical Volume），在LV这一层，AIX加如了诸如镜像、条块化等能力，使得上层对LV使用与支持LV的PV之间实现隔离，下层可以通过增删镜像实现对上层透明的数据迁移；可以利用镜像实现对物理设备的故障冗余，实现数据保护；可以利用条块，实现类似RAID0的能力；同时采用镜像和条块技术，则达到了RAID10的效果。
有一些应用软件自身没有提供很强的磁盘管理能力，但并不需要AIX提供文件系统管理功能，则也可能直接使用LV这种物理块集合，在这种用法下，LV也被称为裸设备。事实上，LV裸设备的使用方式早于直接使用磁盘裸设备的方式。无论是磁盘裸设备还是LV裸设备，他们的使用概念是相同的，因为应用程序读写裸设备采用的访问协议是SCSI协议，定位数据和读写数据使用的是SCSI LBA（Logical Block Address）和SCSI CDB（Control Data Block结构）。换句话说，直到此层面，AIX对这些设备的管理其实是在SCSI地址和数据之间进行转换，通过各种LV到PP，PP到PV，PV到hdisk之间的映射关系，把应用程序的访问地址，转换为对应hdisk上的某个位置。
下一层面（其实上上层，这个排列是倒过来的），AIX引入了文件系统，一般都是JFS2文件系统。由于文件系统的加入，对存储设备访问发生了一次大变化，使用的通信协议由SCSI转换为file IO，即对文件的open/close，seek，read，write等等。与之对应，对SCSI设备的访问是open/close, ioctl, read/write等操作，虽然看起来差不多，编程实现时的差距其实非常大。
操作系统对设备管理进行分层，其目的不仅是为管理，更要实现隔离，实现抽象和透明化，使上层访问无需考虑下层的变化，而下层的变化也能不影响上层——这是操作系统存在的最大意义。
一个课外题，Unix，包括Linux和AIX，对任何设备的管理都抽象为文件，那么AIX是如何识别各个文件的不同呢？它怎么知道这个文件对应的设备是磁盘，另一个设备对应的是网卡？这全依赖于统一的ioctl调用的devinfo请求。具体来说，对所有的设备（驱动）都应该提供ioctl功能，这个功能至少要支持一个devinfo的请求参数，当对设备文件进行ioctl devinfo query的时候，设备驱动要返回标准的devinfo信息块，此块内需要包含对该设备的最基础描述，包括主设备类型，子设备类型等等，然后通过AIX设备驱动编程标准的对应关系，访问者就能知道所访问的设备文件对应的物理设备是何种类型，应该如何管理。
又一个课外题，文件系统文件也支持ioctl么？怎么识别普通文件和设备文件？识别文件和设备的答案再此:-)
