與時俱進，再話容災

　　 

    董唯元

    山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村

    最近有朋友要我幫忙出謀劃策。他的客戶向他提出了一個在我看來太過理想化的容災需求，以至于初看起來，我根本不相信誰會為這樣的系統投入哪怕一分錢的資金?？赡俏慌笥褕猿终f，他的客戶已經為這個需求劃撥了款項，甚至都已經開始進行招標工作了。沒辦法，人家都已經要招標的項目了，說什么也得認真研究一下??！誰讓咱是個做乙方的呢！

    那個需求基本上這樣的：

    在北京、上海和香港三地，已經建設有三個類似IDC機房一樣的信息中心。每個信息中心里，都有花樣繁多的主機和存儲設備。主機平臺有IBM AIX，Sun Solaris，HP-UX，Windows和Linux；磁盤陣列有IBM FastT和ESS，EMC CLARiiON和Symmetrix，HDS，還有一些叫不上名字的小品牌?，F在客戶希望在三地之間，建立起一種統一的數據管理機制，能夠讓這三個信息中心的數據最大可能的受到保護。簡單的說，就是在三個復雜的系統之間進行跨平臺的容災。怎么樣，你也覺得這需求有點夸張吧？！如果您還不是十分明白這個需求為什么難以實現，我們不妨更進一步的看看這里面的種種技術陷阱。

    圖1.常見容災架構

    目前的容災系統，其工作原理想必大家都已經有所了解了，基本架構都是圖1.中顯示的模樣。在存儲系統方面，最為關鍵的部分就是在兩地間建立主機無關的實時數據鏡像機制。但是請注意，這里所說的“主機無關”是指數據拷貝過程不通過應用主機完成，數據流甚至不經過應用主機的總線。然而被鏡像保護的數據本身，是要受主機的文件系統限制的。在這一點上，主機并不是無關的，相反是大大的相關。簡單的說，把數據復制到遠端的過程，可以不考慮主機，但是訪問和利用已經復制到遠端的數據，則需要充分而慎重的考慮主機和應用系統的數據特征。

    為了不讓那些費盡九牛二虎之力復制到遠端的數據變成無用的0/1，磁盤陣列的容災功能絕不僅僅是數據拷貝那么簡單，而是要通過種種手段來保證被復制的數據經過長途跋涉之后，仍然是完全可靠和可用的。這在專業術語上，叫做保證數據一致性。在這一點上，目前還沒有一定的規范可循，不同的磁盤陣列廠商具體采用的方法也就不盡相同。這也正是各個磁盤陣列廠商夸耀自己產品的重點所在。當然，這也造成了不同廠家的磁盤陣列產品之間，甚至同一廠家的不同系列產品之間，不能夠實現主機無關的數據復制。

    有了這些概念之后，讓我們再回到前面說到的那個“理想化”需求。要想在三地之間建立主機無關的數據復制，首先就需要保證三地存儲設備硬件的可連通。舉例來說，如果某地正在使用一臺EMC Symmetrix，那么另外兩地為了能夠與這臺Symmetrix實現數據同步，也需要分別配置Symmetrix各一臺。另外，由于文件系統的主機相關，三地在存儲硬件連通的基礎上，還需要保證主機和應用一致。就是說，如果剛才那臺Symmetrix上連接的是Sun Solaris的操作系統并運行Oracle數據庫，那么另外兩地也需要配置Sun Solaris主機和Oracle數據庫，才能訪問被遠程復制的數據。同理，再針對CLARiiON、ESS、FastT……等設備逐一建立容災系統。

    圖2.基于磁盤陣列的數據同步將導致復雜的鏡像關系

    如果真的照此實現三地間的容災，恐怕這個容災系統本身就是一個大災難了?？梢韵胂笠幌?，就算用戶有花不完的銀子來搭建這個系統，系統管理員每天要面對數不清的遠程專用鏈接、卷組映射關系、應用切換和接管……如果再加上磁盤空間擴展和新增應用這些原本很簡單的任務帶來的麻煩，系統的正常工作時間應用不會超過20％，甚至是永遠都無法正常工作。

    那么，既然基于磁盤陣列的數據鏡像不可行，我們能否考慮采用基于主機的數據復制呢？答案恐怕還是No！基于主機的數據復制雖然可以繞過磁盤陣列硬件級的連通性，即可以實現不同磁盤陣列間的數據同步，但是仍然無法避免主機操作系統多樣性帶來的復雜性。系統維護人員仍然需要面對各種各樣的數據格式，逐一的建立鏡像機制，這其實也是一個徹頭徹尾的“Mission Impossible”。

   

圖3.基于主機的數據復制仍然無法避免復雜性

    說到這里，我們大致可以得出一個結論。那就是，傳統的容災技術比較適合單一大型機的應用環境，如傳統的金融數據中心和電信數據中心等，而在復雜多變的開放式IDC或類似環境中，則顯得非常笨拙無力。這也正是筆者在看到那個需求后大驚小怪的原因。然而，還是那句話，技術的進步真是難以預料。隨著“911”之后，全球企業用戶對容災系統的關注，一批技術型公司已經把開放式環境中的容災技術做得越來越像樣了。這類技術最早是來自于虛擬存儲的附加功能。

    虛擬存儲技術原本的目的，主要是提高存儲系統的利于效率。通過虛擬存儲的統一管理，各個前端主機可以透明的使用各個后端存儲設備，甚至將數據分散存儲在不同設備中。虛擬存儲對后端磁盤陣列的管理，頗有點像陣列控制器對后端磁盤的管理。通過中間層次的虛擬化管理，前端應用主機就不必關心后端磁盤陣列的特殊性，而后端磁盤陣列的配置變換和擴展也可以盡可能的不涉及到前端主機。

    隨著虛擬存儲的發展，出現了一些專門提供此類功能的設備，也出現了專門提供虛擬存儲設備的產品供應商。然而，僅僅是透明管理磁盤陣列顯然難以為用戶的存儲系統帶來很高的附加值，于是乎這些廠商就不約而同的想到了虛擬存儲的附加功能。數據快照和遠程數據鏡像，幾乎是所有虛擬存儲設備中首批裝備的附加功能。借由虛擬存儲設備中所提供的遠程鏡像功能，原則上講，任何磁盤陣列產品都可以實現主機無關的遠程數據復制了，而且完全不受廠商和產品系列的限制。

   

圖4.虛擬存儲設備所提供的遠程鏡像

    虛擬存儲所提供的遠程鏡像固然是不錯，不過限制和不便依然存在。如果你需要如圖4中所示的容災方案，你就要首先把現有存儲系統統統進行虛擬化管理。這顯然有點不夠方便，也不近人情。要知道，由于虛擬存儲的額外管理層所帶來的額外系統資源開銷和額外故障點，很多用戶在考慮虛擬存儲時，態度都十分慎重。能不能把虛擬存儲中的容災功能剝離出來，單獨應用呢？近來一些廠商在這一領域的新進展，給出了肯定的答案。幾天前，筆者見到了美國一個小公司所發布的產品，那款產品就是專門用于容災系統的設備，其基本工作原理就是將原來虛擬存儲中的遠程鏡像功能剝離出來并進一步完善而成的。

   

圖5.從虛擬存儲中剝離出來的專業容災設備

    從圖5上看，這種產品的使用模式仍然帶有明顯的“帶外”虛擬存儲的痕跡，但是與“帶外”虛擬存儲最大的不同就是，這一設備并不改變現有SAN的應用和訪問模式，完全是“附加”在SAN上的一個功能模塊。也就是說，對我們前面提到的那個需求來講，每個數據中心只要配置一臺這樣的設備，再把三地間的遠程物理鏈路搭建好，就一切OK啦！兩小時內完成容災系統的搭建，成本投入在十幾萬元人民幣。這不是癡人說夢，不久的將來，就會在你我的眼前實現了。

原文轉自：http://www.kjueaiud.com