【服务器】AIX小型机基础知识总结

0、随笔概述

本随笔源于公司领导给了很多的技术学习资料，本人看了几页之后发现不太能看懂，故从网上搜集了AIX的一些资料做以整理和分享。
AIX指的是小型机的操作系统统称为UNIX，主要使用精简指令集（精简指令集简单理解为指令主要再硬件设备中，操作系统只有少量的指令，其性能高于复杂指令集）。

小型机可以理解为服务器，同时还有中型机、大型机，一般用于核心业务，其硬件设备主要放在数据中心机房。随着技术的进步，小型机的市场份额虽在下降，但仍有不可替代的地位，因其具有系统稳定、较同代PC机性能更强，所以主要应用于核心业务。

小型机的虚拟化（分区），，，很神奇，小型机要使用先要给进行分区，再给每个分区安装操作系统，其本身就具有高可用的特性。

1、AIX简介

小型机的操作系统就是AIX，其统称为UNIX（贝尔实验室开发）并推广出来。

• IBM AIX：power系统
• HP HP-UX：安腾（重点，inter芯片）/HO9000
• SUN solaris：sparc
• SCO： openserver
• Linux（灵感来自UNIX，但和UNIX无关）
  

芯片指令集技术

• RISC：精简指令集，计算机硬件中固化了很多指令，操作系统只有少量指令。
  运算速度非常非常快，消耗时间，多媒体运算，浮点运算，数据挖掘等指令均在硬件中实现，操作系统调用硬件指令，实现复杂计算。故小型机主频可能无法和PC比拟，但性能超过同时代PC机。
• CISC：复杂指令集。计算机硬件中固化了少量指令，操作系统存在大量指令。
  故AIX只能运行在自己的硬件平台不能安装在其他硬件之上。

2、AIX的使用

AIX主要用于在大型行业运行核心业务，虽说新技术很多，但地位依旧无法撼动
虚拟化技术，IBM在小型机中实现了（LPAR技术），从硬件到操作系统都虚拟了。
小型机处理能里很强，性能过剩，故使用虚拟化技术。

• 在硬件层面上将资源进行分区（LPAR1：AIX1；LPAR2：AIX2；LPAR3：linux），即可当作多个服务器使用。
• 在安装操作系统之前，应先做虚拟化，通过硬件程序（Hvpervisor，机器加点，程序就运行）通过这个程序划分操作系统，进行分区。
• 通过一个独立设备（HMC）有操作系统SUSE，再启动一个java程序图形界面，通过独立接口（以太网网卡），连接到服务器上调用物理程序，再划分LPRA，再安装操作系统。
  

设备的分配：

• 专用：一个设备分配给一个LPRA之后，不能给其他LPRA使用。
• 虚拟化：一个设备配置成多个虚拟设备，大家公共一个设备。

CPU分配：

• 微分区：一般来说，CPU以1为单位。但AIX中可以将CPU分配为0.1个。
  故CPU数量可能不是整数个，可能为0.3个。
  可更充分的使用性能。

LPAR的两种分区：

• DLPAR：动态分区，可以将设备在不同的LPRA之间移动，LPRA不需要关闭，动态调整设备。
  微分区：针对CPU，可更精细化的划分CPU，0.1或0.01为单位。
  对内存：共128G内存，将物理内存划分为内存池，大家动态轮流使用内存。

• W-PAR：对操作系统，将正在运行的操作系统虚拟为多个。把一个操作系统虚拟为多个操作系统（使用不多）
  

LPAR可以在不同的物理服务器上迁移，如第一个物理服务器需要维护，但不能影响业务，可直接将此LPRA迁移到另一台物理设备。

Power系统的CPU也叫Power，安装操作系统对应关系如下性能最好。

• power7----对应操作系统AIX 7.1
• power6----对应操作系统AIX 6.1
• power5----对应操作系统AIX 5.3（开始支持操作系统）
  操作系统的使用没有大的区别，掌握一个版本即可

对Linux支持很强大：

• 在AIX中可以安装rpm软件
• 在Power系统中可以安装redhat linux
• IBM收购了redhat，支持更好

• IBM提供了service CPU，用以使用HMC调用hvpervisor可以运行。
• 一般的物理服务器需要连接外部的存储设备（盘阵），可采用虚拟化技术，将盘阵的硬盘虚拟化给物理服务器使用。
• 可以配置多个HMC接口，同时管理服务器，一个HMC也可以管理多个物理服务器
• NIM Server（网络安装服务器）：安装操作系统，已经安装好AIX的系统，将安装资源定义为介质，物理服务器远程使用安装介质安装操作系统。

• IBM提供了service CPU，用以使用HMC调用hvpervisor可以运行。
• 一般的物理服务器需要连接外部的存储设备（盘阵），可采用虚拟化技术，将盘阵的硬盘虚拟化给物理服务器使用。
• 网卡也可以虚拟化，不同的LPRA使用虚拟的网卡安装操作系统。
• HMC提供远程登录方式，只要网络联通，就可以远程使用HMC
• 也可以通过SSH方式登录HMC

3、AIX的虚拟化（分区）

在使用虚拟化之前，应该先规划一个LPRA安装VIOS（对设备虚拟化）。
故高可用能会规划多个（两个以上）LPRA来安装VIOS来对设备虚拟化，但对资源要求不高。

两种具体虚拟化设备的实现：

• 虚拟化的网卡虚拟化叫做虚拟以太网，同一个物理服务器中的LPAR之间通信不需要网卡，使用内存点对点通信。若需要对外通信，则需要使用虚拟网卡。
• 还有一种实现是虚拟SCSI，现在都使用SAS作为虚拟化，可将外部盘阵或逻辑卷甚至文件虚拟为SCSI。
  虚拟SCSI有两种方式，1、将盘阵中的LAN虚拟化为一块磁盘2、将光纤卡虚拟化，将物理光纤卡虚拟为多个虚拟光纤卡，每个LPAR都可以使用光纤卡，光纤卡可看到的设备，LPAR也可以看到。

使用VS的话，资源利用率更高

6、AIX设备管理

每个操作系统都有root用户，对操作系统拥有所有权限。尽量用普通用户，使用su -切换到root用户，并立即返回。

RBAC（基于角色的权限管理）：创建一个角色，并精确控制权限，将此角色赋予给用户，以精确控制操作系统的权限。

其实AIX比Linux更容易管理

命令行管理工具

• 命令庞杂，难以记忆，不易上手，但有规律。
• mk 创建
• ch 修改
• ls 查看
• rm 删除

SMIT管理工具

• 有很多菜单界面，不用记住很多命令。
• 其本身是没有管理功能的，本质还是调用命令行。
• 很多时候还是得用命令行。
• 资深管理员不建议依赖SMIT

物理设备不能直接使用，需要转化为逻辑设备：
1、加载驱动程序，不需要单独安装，只要支持设备，驱动程序会自动加载。如盘阵支持EMC、IBM、日立。
2、给设备分配文件名称（/dev/hdisk1 /dev/ent0）用户通过设备文件使用设备
3、分配设备号（两个数字），使用命令ls -l /dev，驱动程序加载到内核中

AIX设备的连接

• 所有设备连接到PCI总线上，PCI总线通过PCI控制控制
• 硬盘连接到SAS控制器中，SAS控制器也连到PCI总线上。
• 总的来说，AIX所有设备都连到PCI总线。

AIX控制设备的命令

• lsdev 查看设备（可分类查看设备class功能、suclass接口、type类型）

• lsdev -C disk 查看所有硬盘设备

• lsdev -s sas 查看所有sas接口的设备

• prtconf 查看所有设备

• lscfg 查看设备，可以看到设备固化到芯片中的信息

• lsslot 可以查看到主板中扩展插槽的设备

• lsslot -c slot

• lsslot -c pc1 （fcs1为光纤卡）

• lsattr 查看设备属性
• lsattr -El rmt0 查看磁带机设备的属性
• chdev 修改设备属性
• c hdev -l -a block size=0 修改磁带机读取数据的大小

AIX设备状态管理

• undefind：支持这个设备，但是没有连接
• defind:设备连上了，但是不可用
• avilable：设备连上，且可用

AIX通过命令配置新设备：

• cfgmgr：自动执行/手工执行（可热插拔？连接磁带机不需要断电）不需要任何参数，操作系统会自动扫描。
• mkdev：手工执行，且需要指定配置信息。

AIX通过命令更改设备状态：

• rmdev -l cd0 停用光驱设备
• rmdev -l cd0 -d 彻底删除设备

7、逻辑卷管理

逻辑卷功能最开始由AIX开始，

分区弊端：
1、在每个分区划分的逻辑卷数量固定
2、分区不能拓展（最大弊端）
3、文件系统大小受限
4、分区规划麻烦
5、分区空间必须连续，利用率不高

逻辑卷优势：
1、逻辑卷空间不要求连续
2、逻辑卷可以跨硬盘（可拓展）
3、逻辑卷可动态拓展
4、逻辑卷可做镜像（备份数据）
5、逻辑卷可动态移动（旧硬盘数据中的逻辑卷移动到新硬盘且不停机）
6、逻辑卷可获得统计数据，找出IO热点
7、所有任务可动态进行

逻辑卷管理原理：

1、系统中硬盘先创建卷组（多个物理盘的集合），若每块硬盘500G，若两块硬盘放到一个卷组则为两容量之和。
2、物理卷（硬盘），AIX中的物理卷 硬盘 物理硬盘 虚拟硬盘 LAN
3、创建卷组后，系统在同一卷组中创建分区，且大小一致。
4、创建逻辑卷，一个逻辑分区对应一个物理分区（又系统指定）
5、以逻辑卷方式使用物理卷
6、每个逻辑卷可对应两个或三个物理卷（最多三个）

逻辑卷类型

• 普通逻辑卷：没有高可用性。
• RAID1：镜像，任何数据在卷组中会有三个拷贝，提供数据高可用性
• RAID0：条带化，IO均衡，读写速度快
  rootvg卷组：安装操作系统

系统中可创建多个卷组（优势）：

• 数据分开
• 避免一个卷组故障影响系统
• 数据迁移方便，AIX提供多种数据迁移方法

VGDA：保留空间，记录当前卷组逻辑信息，若VGSA损坏则卷组无法打开，故有多个且分布于不同的物理卷。

AIX文件系统类：JFS、JFS2
逻辑卷还可作为其他用途：
1、交换空间：提供虚拟内存
2、Dump设别：存储Dumo文件
3、作为boot设备：操作系统启动从此开始，把操作系统加载到内核
4、作为裸设备，数据扩展使用
5、作为log设备：AIX很稳定、很可靠、很安全。文件系统稳定，每个文件系统都有log设备，定时将内存的数据回写硬盘，修改结果写入log文件，若突然断电，则将log数据重新执行一遍。只要硬盘不损坏，系统基本不回坏。

8、常见故障

判断故障
1、查看LED显示的数据，数字不再变化，即可以确定故障。做了虚拟化，数字显示则在HMC上。
2、查看错误日志确定故障。
3、诊断工具-diag（诊断硬件）
4、dump文件，内核运行异常时产生，可将此文件发给IBM来查看问题。
5、稳定后的系统不建议频繁打补丁
6、系统日志，反映系统运行情况。

9、AIX性能调优

1、查看硬件使用情况（命令查看使用情况）
2、确定系统性能瓶颈（CPU>内存>I/O>网络>系统>应用）

CPU使用情况：

• sar 频率/秒 次数 如：sar 1 100
• tprof 查看进程对CPU的消耗情况

内存使用情况：

• vmstat 频率/秒 次数 如：vmstat 1 100
• swap/paging 查看交换空间的使用情况
• svmon 查看哪些进程消耗内存比较多

I/O使用情况：

• iostat 查看硬盘的io使用情况；哪个逻辑卷的io使用情况；哪个文件使用io使用情况。
• filemom 查看谁用这么多io

网络使用情况：

• sar 频率/秒 次数 如：sar 1 100 查看数据包发送接收情况，有没有丢包和数据重发送情况。

• entstat 进一步查看网络使用情况。

• topas：实时持续监视资源的使用情况。

调整系统性能：

• 调整cpu内核使用参数：schedo
• 调整内存内核使用参数：vmo
• 调整io内核使用参数：ioo

10、性能调优

专门的一门课，并没有讲解，建议自己学习

11、HMC（PowerHA）

• 操作器集群管理软件（高可用性）
• 至少需要两个服务器，共同连接一个盘阵。
• 在每个节点上安装AIX，再安装集群管理软件（PowerHA），再安装应用组件。
• 需要两个网络（公网和私网）以发送心跳信号：每个节点发送心跳信号，若没接收到心跳信号，则判断节点状态。
• 若产生故障，互相无法接收到心跳信号则每个节点都认为对方宕了，然后两个节点都启动应用，同时往盘阵写数据，最后导致数据不一致，此现象叫做脑裂（beain split）。为防止此情况，再配置一个非ip网络（不支持tcp/ip）还可以传输心跳信号，确保高可用。
• 应用程序可以随故障产生而切换，为保证可正常切换，为每个应用程序定义资源组（网卡、光纤卡、存储等）
  

12、参考资料

点击查看代码

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