【服務器】AIX小型機基礎知識總結

0、隨筆概述

本隨筆源於公司領導給了很多的技術學習資料，本人看了幾頁之后發現不太能看懂，故從網上搜集了AIX的一些資料做以整理和分享。
AIX指的是小型機的操作系統統稱為UNIX，主要使用精簡指令集（精簡指令集簡單理解為指令主要再硬件設備中，操作系統只有少量的指令，其性能高於復雜指令集）。

小型機可以理解為服務器，同時還有中型機、大型機，一般用於核心業務，其硬件設備主要放在數據中心機房。隨着技術的進步，小型機的市場份額雖在下降，但仍有不可替代的地位，因其具有系統穩定、較同代PC機性能更強，所以主要應用於核心業務。

小型機的虛擬化（分區），，，很神奇，小型機要使用先要給進行分區，再給每個分區安裝操作系統，其本身就具有高可用的特性。

1、AIX簡介

小型機的操作系統就是AIX，其統稱為UNIX（貝爾實驗室開發）並推廣出來。

• IBM AIX：power系統
• HP HP-UX：安騰（重點，inter芯片）/HO9000
• SUN solaris：sparc
• SCO： openserver
• Linux（靈感來自UNIX，但和UNIX無關）
  

芯片指令集技術

• RISC：精簡指令集，計算機硬件中固化了很多指令，操作系統只有少量指令。
  運算速度非常非常快，消耗時間，多媒體運算，浮點運算，數據挖掘等指令均在硬件中實現，操作系統調用硬件指令，實現復雜計算。故小型機主頻可能無法和PC比擬，但性能超過同時代PC機。
• CISC：復雜指令集。計算機硬件中固化了少量指令，操作系統存在大量指令。
  故AIX只能運行在自己的硬件平台不能安裝在其他硬件之上。

2、AIX的使用

AIX主要用於在大型行業運行核心業務，雖說新技術很多，但地位依舊無法撼動
虛擬化技術，IBM在小型機中實現了（LPAR技術），從硬件到操作系統都虛擬了。
小型機處理能里很強，性能過剩，故使用虛擬化技術。

• 在硬件層面上將資源進行分區（LPAR1：AIX1；LPAR2：AIX2；LPAR3：linux），即可當作多個服務器使用。
• 在安裝操作系統之前，應先做虛擬化，通過硬件程序（Hvpervisor，機器加點，程序就運行）通過這個程序划分操作系統，進行分區。
• 通過一個獨立設備（HMC）有操作系統SUSE，再啟動一個java程序圖形界面，通過獨立接口（以太網網卡），連接到服務器上調用物理程序，再划分LPRA，再安裝操作系統。
  

設備的分配：

• 專用：一個設備分配給一個LPRA之后，不能給其他LPRA使用。
• 虛擬化：一個設備配置成多個虛擬設備，大家公共一個設備。

CPU分配：

• 微分區：一般來說，CPU以1為單位。但AIX中可以將CPU分配為0.1個。
  故CPU數量可能不是整數個，可能為0.3個。
  可更充分的使用性能。

LPAR的兩種分區：

• DLPAR：動態分區，可以將設備在不同的LPRA之間移動，LPRA不需要關閉，動態調整設備。
  微分區：針對CPU，可更精細化的划分CPU，0.1或0.01為單位。
  對內存：共128G內存，將物理內存划分為內存池，大家動態輪流使用內存。

• W-PAR：對操作系統，將正在運行的操作系統虛擬為多個。把一個操作系統虛擬為多個操作系統（使用不多）
  

LPAR可以在不同的物理服務器上遷移，如第一個物理服務器需要維護，但不能影響業務，可直接將此LPRA遷移到另一台物理設備。

Power系統的CPU也叫Power，安裝操作系統對應關系如下性能最好。

• power7----對應操作系統AIX 7.1
• power6----對應操作系統AIX 6.1
• power5----對應操作系統AIX 5.3（開始支持操作系統）
  操作系統的使用沒有大的區別，掌握一個版本即可

對Linux支持很強大：

• 在AIX中可以安裝rpm軟件
• 在Power系統中可以安裝redhat linux
• IBM收購了redhat，支持更好

• IBM提供了service CPU，用以使用HMC調用hvpervisor可以運行。
• 一般的物理服務器需要連接外部的存儲設備（盤陣），可采用虛擬化技術，將盤陣的硬盤虛擬化給物理服務器使用。
• 可以配置多個HMC接口，同時管理服務器，一個HMC也可以管理多個物理服務器
• NIM Server（網絡安裝服務器）：安裝操作系統，已經安裝好AIX的系統，將安裝資源定義為介質，物理服務器遠程使用安裝介質安裝操作系統。

• IBM提供了service CPU，用以使用HMC調用hvpervisor可以運行。
• 一般的物理服務器需要連接外部的存儲設備（盤陣），可采用虛擬化技術，將盤陣的硬盤虛擬化給物理服務器使用。
• 網卡也可以虛擬化，不同的LPRA使用虛擬的網卡安裝操作系統。
• HMC提供遠程登錄方式，只要網絡聯通，就可以遠程使用HMC
• 也可以通過SSH方式登錄HMC

3、AIX的虛擬化（分區）

在使用虛擬化之前，應該先規划一個LPRA安裝VIOS（對設備虛擬化）。
故高可用能會規划多個（兩個以上）LPRA來安裝VIOS來對設備虛擬化，但對資源要求不高。

兩種具體虛擬化設備的實現：

• 虛擬化的網卡虛擬化叫做虛擬以太網，同一個物理服務器中的LPAR之間通信不需要網卡，使用內存點對點通信。若需要對外通信，則需要使用虛擬網卡。
• 還有一種實現是虛擬SCSI，現在都使用SAS作為虛擬化，可將外部盤陣或邏輯卷甚至文件虛擬為SCSI。
  虛擬SCSI有兩種方式，1、將盤陣中的LAN虛擬化為一塊磁盤2、將光纖卡虛擬化，將物理光纖卡虛擬為多個虛擬光纖卡，每個LPAR都可以使用光纖卡，光纖卡可看到的設備，LPAR也可以看到。

使用VS的話，資源利用率更高

6、AIX設備管理

每個操作系統都有root用戶，對操作系統擁有所有權限。盡量用普通用戶，使用su -切換到root用戶，並立即返回。

RBAC（基於角色的權限管理）：創建一個角色，並精確控制權限，將此角色賦予給用戶，以精確控制操作系統的權限。

其實AIX比Linux更容易管理

命令行管理工具

• 命令龐雜，難以記憶，不易上手，但有規律。
• mk 創建
• ch 修改
• ls 查看
• rm 刪除

SMIT管理工具

• 有很多菜單界面，不用記住很多命令。
• 其本身是沒有管理功能的，本質還是調用命令行。
• 很多時候還是得用命令行。
• 資深管理員不建議依賴SMIT

物理設備不能直接使用，需要轉化為邏輯設備：
1、加載驅動程序，不需要單獨安裝，只要支持設備，驅動程序會自動加載。如盤陣支持EMC、IBM、日立。
2、給設備分配文件名稱（/dev/hdisk1 /dev/ent0）用戶通過設備文件使用設備
3、分配設備號（兩個數字），使用命令ls -l /dev，驅動程序加載到內核中

AIX設備的連接

• 所有設備連接到PCI總線上，PCI總線通過PCI控制控制
• 硬盤連接到SAS控制器中，SAS控制器也連到PCI總線上。
• 總的來說，AIX所有設備都連到PCI總線。

AIX控制設備的命令

• lsdev 查看設備（可分類查看設備class功能、suclass接口、type類型）

• lsdev -C disk 查看所有硬盤設備

• lsdev -s sas 查看所有sas接口的設備

• prtconf 查看所有設備

• lscfg 查看設備，可以看到設備固化到芯片中的信息

• lsslot 可以查看到主板中擴展插槽的設備

• lsslot -c slot

• lsslot -c pc1 （fcs1為光纖卡）

• lsattr 查看設備屬性
• lsattr -El rmt0 查看磁帶機設備的屬性
• chdev 修改設備屬性
• c hdev -l -a block size=0 修改磁帶機讀取數據的大小

AIX設備狀態管理

• undefind：支持這個設備，但是沒有連接
• defind:設備連上了，但是不可用
• avilable：設備連上，且可用

AIX通過命令配置新設備：

• cfgmgr：自動執行/手工執行（可熱插拔？連接磁帶機不需要斷電）不需要任何參數，操作系統會自動掃描。
• mkdev：手工執行，且需要指定配置信息。

AIX通過命令更改設備狀態：

• rmdev -l cd0 停用光驅設備
• rmdev -l cd0 -d 徹底刪除設備

7、邏輯卷管理

邏輯卷功能最開始由AIX開始，

分區弊端：
1、在每個分區划分的邏輯卷數量固定
2、分區不能拓展（最大弊端）
3、文件系統大小受限
4、分區規划麻煩
5、分區空間必須連續，利用率不高

邏輯卷優勢：
1、邏輯卷空間不要求連續
2、邏輯卷可以跨硬盤（可拓展）
3、邏輯卷可動態拓展
4、邏輯卷可做鏡像（備份數據）
5、邏輯卷可動態移動（舊硬盤數據中的邏輯卷移動到新硬盤且不停機）
6、邏輯卷可獲得統計數據，找出IO熱點
7、所有任務可動態進行

邏輯卷管理原理：

1、系統中硬盤先創建卷組（多個物理盤的集合），若每塊硬盤500G，若兩塊硬盤放到一個卷組則為兩容量之和。
2、物理卷（硬盤），AIX中的物理卷 硬盤 物理硬盤 虛擬硬盤 LAN
3、創建卷組后，系統在同一卷組中創建分區，且大小一致。
4、創建邏輯卷，一個邏輯分區對應一個物理分區（又系統指定）
5、以邏輯卷方式使用物理卷
6、每個邏輯卷可對應兩個或三個物理卷（最多三個）

邏輯卷類型

• 普通邏輯卷：沒有高可用性。
• RAID1：鏡像，任何數據在卷組中會有三個拷貝，提供數據高可用性
• RAID0：條帶化，IO均衡，讀寫速度快
  rootvg卷組：安裝操作系統

系統中可創建多個卷組（優勢）：

• 數據分開
• 避免一個卷組故障影響系統
• 數據遷移方便，AIX提供多種數據遷移方法

VGDA：保留空間，記錄當前卷組邏輯信息，若VGSA損壞則卷組無法打開，故有多個且分布於不同的物理卷。

AIX文件系統類：JFS、JFS2
邏輯卷還可作為其他用途：
1、交換空間：提供虛擬內存
2、Dump設別：存儲Dumo文件
3、作為boot設備：操作系統啟動從此開始，把操作系統加載到內核
4、作為裸設備，數據擴展使用
5、作為log設備：AIX很穩定、很可靠、很安全。文件系統穩定，每個文件系統都有log設備，定時將內存的數據回寫硬盤，修改結果寫入log文件，若突然斷電，則將log數據重新執行一遍。只要硬盤不損壞，系統基本不回壞。

8、常見故障

判斷故障
1、查看LED顯示的數據，數字不再變化，即可以確定故障。做了虛擬化，數字顯示則在HMC上。
2、查看錯誤日志確定故障。
3、診斷工具-diag（診斷硬件）
4、dump文件，內核運行異常時產生，可將此文件發給IBM來查看問題。
5、穩定后的系統不建議頻繁打補丁
6、系統日志，反映系統運行情況。

9、AIX性能調優

1、查看硬件使用情況（命令查看使用情況）
2、確定系統性能瓶頸（CPU>內存>I/O>網絡>系統>應用）

CPU使用情況：

• sar 頻率/秒 次數 如：sar 1 100
• tprof 查看進程對CPU的消耗情況

內存使用情況：

• vmstat 頻率/秒 次數 如：vmstat 1 100
• swap/paging 查看交換空間的使用情況
• svmon 查看哪些進程消耗內存比較多

I/O使用情況：

• iostat 查看硬盤的io使用情況；哪個邏輯卷的io使用情況；哪個文件使用io使用情況。
• filemom 查看誰用這么多io

網絡使用情況：

• sar 頻率/秒 次數 如：sar 1 100 查看數據包發送接收情況，有沒有丟包和數據重發送情況。

• entstat 進一步查看網絡使用情況。

• topas：實時持續監視資源的使用情況。

調整系統性能：

• 調整cpu內核使用參數：schedo
• 調整內存內核使用參數：vmo
• 調整io內核使用參數：ioo

10、性能調優

專門的一門課，並沒有講解，建議自己學習

11、HMC（PowerHA）

• 操作器集群管理軟件（高可用性）
• 至少需要兩個服務器，共同連接一個盤陣。
• 在每個節點上安裝AIX，再安裝集群管理軟件（PowerHA），再安裝應用組件。
• 需要兩個網絡（公網和私網）以發送心跳信號：每個節點發送心跳信號，若沒接收到心跳信號，則判斷節點狀態。
• 若產生故障，互相無法接收到心跳信號則每個節點都認為對方宕了，然后兩個節點都啟動應用，同時往盤陣寫數據，最后導致數據不一致，此現象叫做腦裂（beain split）。為防止此情況，再配置一個非ip網絡（不支持tcp/ip）還可以傳輸心跳信號，確保高可用。
• 應用程序可以隨故障產生而切換，為保證可正常切換，為每個應用程序定義資源組（網卡、光纖卡、存儲等）
  

12、參考資料

點擊查看代碼

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