容災技術實現(xiàn)手段中最為重要的一個步驟就是通過網(wǎng)絡的連接,將本地端數(shù)據(jù)復制一份到遠程保存,聽起來似乎并不難,但在復雜的IT架構下,要想成功實現(xiàn)確也并不容易。數(shù)據(jù)復制技術作為容災備份技術系統(tǒng)的核心,已經(jīng)成為容災架構的重要部份。數(shù)據(jù)復制對容災系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性和可靠性以及容災系統(tǒng)的應變能力具有舉足輕重的作用,決定著容災備份技術系統(tǒng)的可靠性和可用性。
目前市場中的容災復制技術,主要包括主機應用層面的容災技術、基于存儲系統(tǒng)的容災復制技術,以及當前市場主流的虛擬化網(wǎng)關容災復制技術。
基于主機的容災復制技術 基于主機的異地容災技術,簡單地說,就是通過安裝在服務器的數(shù)據(jù)復制軟件(Symantec Volume Replicator軟件、Oracle數(shù)據(jù)庫的Dataguard、goldengate相關工具),利用TCP/IP網(wǎng)絡連接遠端的容災站點的服務器,實現(xiàn)異地數(shù)據(jù)復制。
主機型遠程容災的優(yōu)點是在數(shù)據(jù)的復制是建立在應用主機之上的,用戶不需更換太多現(xiàn)有的系統(tǒng)架構,也不用擔心后端存儲系統(tǒng)的兼容性問題。
主機型的異地容災的缺點也顯而易見,以Symantec Volume Replicator為代表的卷復制技術,需要結合Symantec Foundation使用,需要更改用戶的存儲格式,這種基于數(shù)據(jù)卷的異地容災方案,對于帶寬的占用非常大,無精簡能力。并且,所復制的容災數(shù)據(jù)僅限于受管理的存儲數(shù)據(jù),而無法實現(xiàn)操作系統(tǒng)的異地容災。
基于存儲系統(tǒng)的容災復制技術 顧名思義是基于存儲系統(tǒng)(磁盤陣列、NAS)的模式。通過存儲系統(tǒng)內(nèi)置的增值功能,通過IP網(wǎng)絡或DWDM、光纖通道等傳輸界面連結,將數(shù)據(jù)以同步或異步的方式復制到遠端。目前各個主流存儲廠商均可以提供這種容災技術。
與主機型遠程容災相比,存儲系統(tǒng)型遠程容災的優(yōu)點就是將數(shù)據(jù)與運行分開,對主機系統(tǒng)的運行資源影響比較小。加上存儲系統(tǒng)本身具備一定的磁盤Raid容錯能力,使之具有一定的運行性能和可靠性。
而存儲系統(tǒng)型遠程容災最大的限制就在于其昂貴的構造成本,由于用戶必須在本地端和災備端分別配置兩套相同的存儲系統(tǒng),不僅采購成本高,而且還要受制于單一的設備廠商,未來的擴展性勢必缺乏彈性。此外,光纖通道存儲系統(tǒng)如果要構造遠程容災,必須在本地端和災備端各安裝一臺FC-to-IP轉(zhuǎn)接器,再加上網(wǎng)絡帶寬成本,整體費用投入定會令人咋舌。另外,存儲型容災方式對于數(shù)據(jù)庫的一致性容災存在很大的缺陷,對于有數(shù)據(jù)庫應用復制要求的用戶不適用。
市場主流的虛擬化網(wǎng)關容災復制技術 虛擬化網(wǎng)關容災技術,是在前端應用服務器與后端存儲系統(tǒng)之間的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(SAN), 加入一層存儲網(wǎng)關,這個網(wǎng)關和我們所了解的網(wǎng)絡網(wǎng)關不同,不僅可以實現(xiàn)本地存儲系統(tǒng)的應用保護而且可以實現(xiàn)異地數(shù)據(jù)的復制。虛擬化網(wǎng)關容災的優(yōu)點是功能強大。由于數(shù)據(jù)復制是通過存儲網(wǎng)關來執(zhí)行,它對主機的性能無影響。另外,通過存儲網(wǎng)關虛擬化技術,可以整合前端異構平臺的服務器和后端不同品牌的存儲設備。
之前我們已經(jīng)提這,基于存儲虛擬化網(wǎng)關的容災復制技術是當前市場最為主流的容災復制技術,多家知名大廠的產(chǎn)品都是基于這種技術,包括IBM SVC、EMC VPlex、飛康NSS。讓我們再深入分析一下這幾種容災復制技術到底有哪些不同之處。
IBM SVC 采用Global Mirror全球鏡像技術,全球鏡像是以存儲為基礎,與應用和主機無關的數(shù)據(jù)遠程鏡像功能,理論上來講可以實現(xiàn)遠程復制的目的,但由于Global Mirro對于復制數(shù)據(jù)精減能力有限,往往需要結合其他網(wǎng)絡設備的數(shù)據(jù)壓縮能力,來實現(xiàn)對于復制帶寬的節(jié)約,壓縮比僅僅可以達到2:1的比例。但即使是這樣,對于復制帶寬的節(jié)約也非常有限,與存儲復制帶寬相比差異不大。
EMC VPlex EMC VPlex對于復制帶寬要求較高,需要借助于其他產(chǎn)品(EMC Recovery Point)來實現(xiàn)遠距數(shù)據(jù)復制,官方文檔提供的WAN壓縮處理性能指標顯示單臺設備處理能力為30MB/s,如下圖(數(shù)據(jù)來源EMC RecoverPoint 3.5 Release Notes):
飛康NSS 飛康NSS提供的WAN優(yōu)化復制技術,利用MicroScan?技術,只有真正發(fā)生變化數(shù)據(jù)才會按顆粒度或是磁盤扇區(qū)(512字節(jié))進行傳輸,同時,MicroScan?并不受限于某個廠商,具備完全的開放性,可以與任何標準的存儲陣列協(xié)同工作,極大的削減了傳輸數(shù)據(jù)量的同時節(jié)省傳輸帶寬。
數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)在向磁盤寫入數(shù)據(jù)時是以“塊”為單位進行的,每個塊從4~256K不等(視數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)類型)。所以,應用程序在保存數(shù)據(jù)時每次最少寫入的數(shù)據(jù)都會在一個塊的大小,哪怕只寫入一個字節(jié)。如下圖2(數(shù)據(jù)來源FalconStor NSS white Paper)
飛康NSS在傳輸前先對數(shù)據(jù)塊作掃描,以扇區(qū)為單位對比源端和目標端數(shù)據(jù)的差異,只有當兩端數(shù)據(jù)不同時才會傳輸,如果發(fā)現(xiàn)兩端數(shù)據(jù)相同則忽略掉它,這種方式對于大部分應用來說,可以消除90%以上傳輸量。
精簡復制傳輸技術解決了窄帶環(huán)境下部署核心業(yè)務系統(tǒng)容災的難題。目前大量案例中,精簡復制和壓縮同時開啟時,所需帶寬大約是傳統(tǒng)復制方案所需帶寬的1/10~1/50。
各種容災復制技術對帶寬占用情況的真實對比 根據(jù)對大多數(shù)企業(yè)級用戶實際需求的統(tǒng)計,現(xiàn)有IT系統(tǒng)每10分鐘產(chǎn)生45GB的增量(其中包括操作系統(tǒng)、應用以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù))。綜合考慮到一天中的不同時段不同的業(yè)務量,我們以每10分鐘變化量做為計算基礎,根據(jù)以上各家不同WAN的復制能力提供如下指標,不同復制技術對帶寬的占用情況分析表:
WAN優(yōu)化復制確保災備的經(jīng)濟與高效 為了保證容災方案更加經(jīng)濟、 簡單,具備WAN優(yōu)化復制能力的容災復制技術可以幫助用戶輕松地提高網(wǎng)絡性能,滿足用戶的恢復點和恢復時間目標 (RPO 和 RTO)需求,減少網(wǎng)絡帶寬的爭用。既可以完成本地存儲整合、異地應用級容災,實現(xiàn)操作系統(tǒng)、應用配置、核心數(shù)據(jù)庫的整體容災目標,同時滿足遠程數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的異地遷移、最大可能的節(jié)約復制鏈路的費用。