圖1. 常見容災(zāi)架構(gòu)
最近有朋友要我?guī)兔Τ鲋\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(zāi)需求，以至于初看起來，我根本不相信誰會為這樣的系統(tǒng)投入哪怕一分錢的資金?？赡俏慌笥褕猿终f，他的客戶已經(jīng)為這個需求劃撥了款項，甚至都已經(jīng)開始進行招標工作了。沒辦法，人家都已經(jīng)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(jīng)建設(shè)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(shè)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(xiàn)在客戶希望在三地之間，建立起一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理機制，能夠讓這三個信息中心的數(shù)據(jù)最大可能的受到保護。簡單的說，就是在三個復(fù)雜的系統(tǒng)之間進行跨平臺的容災(zāi)。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(xiàn)，我們不妨更進一步的看看這里面的種種技術(shù)陷阱。
圖1. 常見容災(zāi)架構(gòu)
目前的容災(zāi)系統(tǒng)，其工作原理想必大家都已經(jīng)有所了解了，基本架構(gòu)都是圖1.中顯示的模樣。在存儲系統(tǒng)方面，最為關(guān)鍵的部分就是在兩地間建立主機無關(guān)的實時數(shù)據(jù)鏡像機制。但是請注意，這里所說的“主機無關(guān)”是指數(shù)據(jù)拷貝過程不通過應(yīng)用主機完成，數(shù)據(jù)流甚至不經(jīng)過應(yīng)用主機的總線。然而被鏡像保護的數(shù)據(jù)本身，是要受主機的文件系統(tǒng)限制的。在這一點上，主機并不是無關(guān)的，相反是大大的相關(guān)。簡單的說，把數(shù)據(jù)復(fù)制到遠端的過程，可以不考慮主機，但是訪問和利用已經(jīng)復(fù)制到遠端的數(shù)據(jù)，則需要充分而慎重的考慮主機和應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征。
為了不讓那些費盡九牛二虎之力復(fù)制到遠端的數(shù)據(jù)變成無用的0/1，磁盤陣列的容災(zāi)功能絕不僅僅是數(shù)據(jù)拷貝那么簡單，而是要通過種種手段來保證被復(fù)制的數(shù)據(jù)經(jīng)過長途跋涉之后，仍然是完全可靠和可用的。這在專業(yè)術(shù)語上，叫做保證數(shù)據(jù)一致性。在這一點上，目前還沒有一定的規(guī)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(chǎn)品的重點所在。當然，這也造成了不同廠家的磁盤陣列產(chǎn)品之間，甚至同一廠家的不同系列產(chǎn)品之間，不能夠?qū)崿F(xiàn)主機無關(guān)的數(shù)據(jù)復(fù)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(guān)的數(shù)據(jù)復(fù)制，首先就需要保證三地存儲設(shè)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(xiàn)數(shù)據(jù)同步，也需要分別配置Symmetrix各一臺。另外，由于文件系統(tǒng)的主機相關(guān)，三地在存儲硬件連通的基礎(chǔ)上，還需要保證主機和應(yīng)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(tǒng)并運行Oracle數(shù)據(jù)庫，那么另外兩地也需要配置Sun Solaris主機和Oracle數(shù)據(jù)庫，才能訪問被遠程復(fù)制的數(shù)據(jù)。同理，再針對CLARiiON、ESS、FastT……等設(shè)備逐一建立容災(zāi)系統(tǒng)。
圖2. 基于磁盤陣列的數(shù)據(jù)同步將導致復(fù)雜的鏡像關(guān)系
如果真的照此實現(xiàn)三地間的容災(zāi)，恐怕這個容災(zāi)系統(tǒng)本身就是一個大災(zāi)難了?？梢韵胂笠幌拢退阌脩粲谢ú煌甑你y子來搭建這個系統(tǒng)，系統(tǒng)管理員每天要面對數(shù)不清的遠程專用鏈接、卷組映射關(guān)系、應(yīng)用切換和接管……如果再加上磁盤空間擴展和新增應(yīng)用這些原本很簡單的任務(wù)帶來的麻煩，系統(tǒng)的正常工作時間應(yīng)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(shù)據(jù)鏡像不可行，我們能否考慮采用基于主機的數(shù)據(jù)復(fù)制呢？答案恐怕還是No！基于主機的數(shù)據(jù)復(fù)制雖然可以繞過磁盤陣列硬件級的連通性，即可以實現(xiàn)不同磁盤陣列間的數(shù)據(jù)同步，但是仍然無法避免主機操作系統(tǒng)多樣性帶來的復(fù)雜性。系統(tǒng)維護人員仍然需要面對各種各樣的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)復(fù)制仍然無法避免復(fù)雜性
說到這里，我們大致可以得出一個結(jié)論。那就是，傳統(tǒng)的容災(zāi)技術(shù)比較適合單一大型機的應(yīng)用環(huán)境，如傳統(tǒng)的金融數(shù)據(jù)中心和電信數(shù)據(jù)中心等，而在復(fù)雜多變的開放式IDC或類似環(huán)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(shù)的進步真是難以預(yù)料。隨著“911”之后，全球企業(yè)用戶對容災(zāi)系統(tǒng)的關(guān)注，一批技術(shù)型公司已經(jīng)把開放式環(huán)境中的容災(zāi)技術(shù)做得越來越像樣了。這類技術(shù)最早是來自于虛擬存儲的附加功能。
虛擬存儲技術(shù)原本的目的，主要是提高存儲系統(tǒng)的利于效率。通過虛擬存儲的統(tǒng)一管理，各個前端主機可以透明的使用各個后端存儲設(shè)備，甚至將數(shù)據(jù)分散存儲在不同設(shè)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(yīng)用主機就不必關(guān)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(fā)展，出現(xiàn)了一些專門提供此類功能的設(shè)備，也出現(xiàn)了專門提供虛擬存儲設(shè)備的產(chǎn)品供應(yīng)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(tǒng)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(shù)據(jù)快照和遠程數(shù)據(jù)鏡像，幾乎是所有虛擬存儲設(shè)備中首批裝備的附加功能。借由虛擬存儲設(shè)備中所提供的遠程鏡像功能，原則上講，任何磁盤陣列產(chǎn)品都可以實現(xiàn)主機無關(guān)的遠程數(shù)據(jù)復(fù)制了，而且完全不受廠商和產(chǎn)品系列的限制。
圖4. 虛擬存儲設(shè)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(zāi)方案，你就要首先把現(xiàn)有存儲系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)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(tǒng)資源開銷和額外故障點，很多用戶在考慮虛擬存儲時，態(tài)度都十分慎重。能不能把虛擬存儲中的容災(zāi)功能剝離出來，單獨應(yīng)用呢？近來一些廠商在這一領(lǐng)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(fā)布的產(chǎn)品，那款產(chǎn)品就是專門用于容災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)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(yè)容災(zāi)設(shè)備
從圖5上看，這種產(chǎn)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(shè)備并不改變現(xiàn)有SAN的應(yīng)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(shù)據(jù)中心只要配置一臺這樣的設(shè)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(nèi)完成容災(zāi)系統(tǒng)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(xiàn)了。
本文首發(fā)于DOSTOR《信息存儲》雜志創(chuàng)刊號封面故事。
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