圖7-4 基于邏輯卷的異步數(shù)據(jù)復(fù)制
從前面的分析來看，同步數(shù)據(jù)容災(zāi)一般只能在較短距離內(nèi)部署（10KM-100KM），大于這個距離，就沒有實際應(yīng)用價值了。因為即使在1000KM 距離上，4.5MB 的速率即使將數(shù)據(jù)復(fù)制到異地，每個I/O 的響應(yīng)時間也會超過10ms，這種響應(yīng)速度太慢。
異步數(shù)據(jù)容災(zāi)是在“線路帶寬和距離能保證完成數(shù)據(jù)復(fù)制過程，同時，異地數(shù)據(jù)復(fù)制不影響生產(chǎn)系統(tǒng)的性能”這樣的要求下提出來的?？紤]異步數(shù)據(jù)容災(zāi)，應(yīng)該注意到以下幾個技術(shù)條件和事實。
與同步傳輸方式相比，異步傳輸方式對帶寬和距離的要求低很多，它只要求在某個時間段內(nèi)能將數(shù)據(jù)全部復(fù)制到異地即可，同時異步傳輸方式也不會明顯影響應(yīng)用系統(tǒng)的性能。其缺點是在本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)生災(zāi)難時，異地系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)可能會短暫損失（如果廣域網(wǎng)速率較低，交易未完整發(fā)送的話），但不影響一致性（類似本地數(shù)據(jù)庫主機的異常關(guān)機）。
通過異步傳輸模式進行異地數(shù)據(jù)復(fù)制的技術(shù)，包括：
基于主機邏輯卷（Volume）的數(shù)據(jù)復(fù)制方式
首先申明：針對這種方式，這以VERITAS VVR 為例，但并不表示所有基于主機進行復(fù)制的其它軟件采用同樣方式，也不保證其它軟件是有應(yīng)用價值的。
VERITAS VVR （Volume Replicator）通過基于Volume 和Log 的復(fù)制技術(shù)，保證在任何時刻本地系統(tǒng)發(fā)生自然災(zāi)難時，在異地的數(shù)據(jù)仍是可用的。
VERITAS VVR 在異步模式下采用了Log 技術(shù)來跟蹤未及時復(fù)制的數(shù)據(jù)塊，這個Log 是一個先到先服務(wù)的堆棧，每一筆I/O 處理都會首先被放進這個Log，并按到達先后順序被復(fù)制到異地服務(wù)器系統(tǒng)。
下圖是其工作的結(jié)構(gòu)原理。
圖7-4 基于邏輯卷的異步數(shù)據(jù)復(fù)制
從上圖，存儲工程師可以看到整個I/O 和復(fù)制的過程如下：
服務(wù)器的另一個進程：VVR 的進程，負責(zé)將Log 隊列中的I/O 復(fù)制到異地服務(wù)器。這個過程和上面的I/O 過程在時間上無關(guān)。如上圖中的標記：“I”和“II”。
I: 本地VVR 進程從Log 隊列中取出最先到達的I/O，復(fù)制到異地服務(wù)器
II: 異地服務(wù)器接收到本地服務(wù)器VVR 發(fā)出的I/O 請求，將相應(yīng)數(shù)據(jù)寫到異地磁盤系統(tǒng)，然后，通知本地系統(tǒng)VVR 進程，要求下一個I/O。
這里，跟蹤未及時復(fù)制的數(shù)據(jù)塊的Log 技術(shù)是保證異地數(shù)據(jù)可用的必要條件。一個數(shù)據(jù)庫的I/O 是有嚴格順序的，這個順序是保證數(shù)據(jù)庫完整性的必要條件，一個完整性被破壞的數(shù)據(jù)庫一般是不可用的，比如根本無法啟動、打開該數(shù)據(jù)庫，且是無法修復(fù)的。本地數(shù)據(jù)庫的完整性是由數(shù)據(jù)庫本身來維護的。當一個數(shù)據(jù)庫被實時復(fù)制到異地時，要保證異地數(shù)據(jù)庫的完整性，必然保證在異地磁盤I/O 上的I/O 順序和本地I/O 順序完全相同，否則，異地數(shù)據(jù)庫的完整性就無法保證。
VERITAS VVR 采用的I/O 控制機制是支持先到先服務(wù)的Log 技術(shù)，因此，不管異地數(shù)據(jù)比本地數(shù)據(jù)落后多少時間，都能保證異地數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致性。比如：本地系統(tǒng)在12：00 時發(fā)生自然災(zāi)難，由于部分數(shù)據(jù)未被及時復(fù)制到異地，如有10 分鐘的數(shù)據(jù)未完成復(fù)制，那么在異地系統(tǒng)上存在11：50 分鐘以前的所有數(shù)據(jù)，且這個數(shù)據(jù)庫是可用的。
目前的基于磁盤系統(tǒng)的異地數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)采用Bitmap 技術(shù)和Timestamp 技術(shù)，這兩種技術(shù)都不能保證本地向異地復(fù)制數(shù)據(jù)的順序嚴格和本地I/O 的順序相同，所以，這兩種方式都不能保證異地數(shù)據(jù)庫的完整性。
Bitmap（位圖）技術(shù)記錄未被及時復(fù)制的數(shù)據(jù)塊的方法是：對于每個數(shù)據(jù)塊（如32KB）用一個Bit 來對應(yīng)，某一個Bit 被置為“1”時，表示其對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊已被修改過，正在等待處理（這里是等待被復(fù)制）。由此可以看出，當有一塊以上的數(shù)據(jù)塊未被及時復(fù)制時，系統(tǒng)并無法確認哪一塊數(shù)據(jù)塊應(yīng)該先復(fù)制到異地，所以，系統(tǒng)將任選一塊，即不按到達的時間先后進行復(fù)制。
可以看出，這種方式不能根本保證異地數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的完整性、一致性。
Timestamp 方式是對每個未及時傳送的數(shù)據(jù)塊蓋上一個時間戳。從表面上看，由于時間戳的關(guān)系，好像能確定一個數(shù)據(jù)塊被修改的時間順序了。其實不然：當一個未被及時復(fù)制的數(shù)據(jù)塊被第2 次修改，并蓋上新的時間戳?xí)r，數(shù)據(jù)復(fù)制的順序就被破壞了。例如：
現(xiàn)在有10 塊數(shù)據(jù)塊未被復(fù)制，編號“1、2、3、4、5、6、7、8、9、10”；這時，第3 塊數(shù)據(jù)被再次修改，并被蓋上一個新的時間戳“11”；這時，系統(tǒng)會按這樣的次序進行復(fù)制：“1、2、（沒有3）、4、5、6、7、8、9、10、11”。存儲工程師可以看到，在復(fù)制進行到“4~10”之間時，異地數(shù)據(jù)的完整性被破壞。
事實上，在一個運行繁忙的系統(tǒng)中，出現(xiàn)這種情況機率極高，甚至每時每刻都處在這種狀態(tài)之下。所以，本著嚴格的，對系統(tǒng)可用性負責(zé)任的態(tài)度，可以認為“Timestamp”的技術(shù)雖然比Bitmap 技術(shù)有一定優(yōu)勢，但實際上也無法保證異地數(shù)據(jù)的完整性和可用性。
Bitmap 和Timestamp 方式的技術(shù)弱點：沒有l(wèi)og；
作為磁盤系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)復(fù)制功能，傳統(tǒng)的磁盤管理模式?jīng)]有考慮在磁盤系統(tǒng)內(nèi)部開辟出一個磁盤塊給磁盤系統(tǒng)控制器本身使用，所以，磁盤系統(tǒng)無法采用log 模式進行異步數(shù)據(jù)復(fù)制。
磁盤系統(tǒng)保留異步傳輸模式的目的：復(fù)制，但不是容災(zāi)復(fù)制；
數(shù)據(jù)復(fù)制的目的不僅僅是容災(zāi)。數(shù)據(jù)容災(zāi)要求兩地時時保持連接，數(shù)據(jù)復(fù)制過程在任一時間都在進行（除非有線路或設(shè)備故障）。而非容災(zāi)性復(fù)制只要求在某一個時間段里將數(shù)據(jù)復(fù)制到異地，復(fù)制告一段落后（在某一時刻完全同步），復(fù)制工作會暫停。這種復(fù)制可能是為一個特殊目的只做一次，如在線業(yè)務(wù)遷移；也可能每天或每月追加一次。這樣，在異地就會存在一份最大損失數(shù)據(jù)量為1 天或1 個月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制品，其對數(shù)據(jù)的保障能力，如同磁盤備份。這種方式復(fù)制數(shù)據(jù)的目的包括：1）在異地保存一份備份數(shù)據(jù)（如同磁帶備份異地保存）。2）在線業(yè)務(wù)遷移，當信息中心或其中的一個服務(wù)要遷移到另一個地方，又希望少停機（實際上也可用磁帶備份和恢復(fù)來實現(xiàn)）。3）利用與磁盤快照技術(shù)結(jié)合，為異地開發(fā)中心提供一個與生產(chǎn)數(shù)據(jù)盡量相同的測試數(shù)據(jù)源。當然，也可用于其它可能的目的。
綜上所述，可以看出，雖然基于磁盤系統(tǒng)的異地數(shù)據(jù)復(fù)制功能有異步傳輸模式，但實際上并不支持異步數(shù)據(jù)容災(zāi)，只有像VERITAS Volume Replicator 這樣基于先進先出的Log 技術(shù)的解決方案才真正支持異步數(shù)據(jù)容災(zāi)
