Bikash R. Choudhury

NetApp的NFS產(chǎn)品合作伙伴工程師

Bikash 于七年前在 NetApp 開始擔(dān)任技術(shù)支持工程師,之后為 NetApp 的最大客戶之一擔(dān)任全球技術(shù)顧問 (TGA)。作為全球技術(shù)顧問,他致力于建立穩(wěn)固的客戶關(guān)系并提供技術(shù)解決方案。Bikash 目前擔(dān)任 NFS 產(chǎn)品合作伙伴工程師,主要職責(zé)是進(jìn)行功能測試和認(rèn)證、撰文論述最佳實(shí)踐以及向客戶提供體系結(jié)構(gòu)和配置方面的建議。

無論是構(gòu)建商業(yè)應(yīng)用程序,還是進(jìn)行室內(nèi)開發(fā)工作,確保開發(fā)和測試工作的有效性非常重要。隨著應(yīng)用程序在容量和復(fù)雜性方面不斷增加,簡純地配置開發(fā)和測試環(huán)境可能占用大量的存儲并成為主要瓶頸。

針對 Oracle 的 Proven Data Center 解決方案 在本文中,我將分析某個客戶在其開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建快速而可靠的 Oracle 主數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序副本所使用的方法。

概述:客戶開發(fā)環(huán)境

該客戶是負(fù)責(zé)開發(fā) Oracle 數(shù)據(jù)庫中運(yùn)行的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的大型開發(fā)商。它的開發(fā)服務(wù)組織支持世界各地的數(shù)千位工程師。為了提高工作效率,IT 團(tuán)隊已集中了共享服務(wù)。事實(shí)證明,將所開發(fā)資源和工具集中到可從世界各地進(jìn)行全天候訪問的中心位置,這比分布式環(huán)境更具成本效益、更強(qiáng)的可擴(kuò)展性且更容易管理。

主環(huán)境包括所需的 Oracle 數(shù)據(jù)庫版本,并且創(chuàng)建了應(yīng)用程序來充當(dāng)模板。使用一種專用工具來管理和配置原始模板的副本,以滿足特定的開發(fā)和測試需求。創(chuàng)建這些副本的方法已得到逐步發(fā)展,以適應(yīng)增長并提高效率。

難題:傳統(tǒng)復(fù)制方法缺乏可擴(kuò)展性

過去,主開發(fā)環(huán)境依賴光纖通道 SAN 或直連存儲 (DAS) 系統(tǒng),大小為 150-200GB。開發(fā)人員使用主環(huán)境的副本來驗(yàn)證他們的工作。這些副本是使用"rsync" 和"cp"等基本的 UNIX 復(fù)制命令來創(chuàng)建的??舍槍@些副本運(yùn)行自定義腳本,從而根據(jù)每個開發(fā)商的需求對其進(jìn)行進(jìn)一步配置。

但是,由于副本的大小不斷增加,現(xiàn)有的存儲解決方案不能進(jìn)行擴(kuò)展以滿足開發(fā)人員的需求。

配置副本的備份和保存也開始變得困難。由于部署了多種存儲產(chǎn)品并且使用了多個備份應(yīng)用程序,這個過程很難管理,基于磁帶的解決方案不能適應(yīng)數(shù)據(jù)增長步伐。備份所花時間太長,并且恢復(fù)也不可靠。

       圖 1 傳統(tǒng)復(fù)制方法:對每個測試和開發(fā)環(huán)境完全復(fù)制主卷

中間解決方案:轉(zhuǎn)移到 NFS

為了打破該傳統(tǒng)方法的局限性,這個開發(fā)服務(wù)組織決定通過網(wǎng)絡(luò)存儲 (NAS) 后端轉(zhuǎn)移到 NFS。

做出這種決定主要是為了降低配置和管理存儲的復(fù)雜性。使用 NFS,IT 團(tuán)隊可為大量重復(fù)的開發(fā)環(huán)境加快部署并簡化支持。

在每年的數(shù)據(jù)增長超過 67% 的情況下,NAS 環(huán)境中的 NFS 證明了具有很高的成本效益?;谝蕴W(wǎng)的 NAS 更易于理解和實(shí)施,并且已經(jīng)可與大多數(shù)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施兼容。數(shù)百例 Oracle 數(shù)據(jù)庫部署證明,NetApp NAS 符合團(tuán)隊對反應(yīng)時間低于 15 毫秒的性能要求,并賦予了 IT 團(tuán)隊多主機(jī)文件系統(tǒng)訪問權(quán)、文件級數(shù)據(jù)共享和必要的安全級別。

他們?yōu)樵摬渴疬x擇了 NetApp 存儲系統(tǒng),以確保高可用性。他們將現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到位于 NetApp 系統(tǒng)上大型存儲卷中的稱為配額樹的分區(qū)。主開發(fā)環(huán)境在單個配額樹中進(jìn)行分級。然后可將主環(huán)境的副本放入相同卷中的其他配額樹、同一存儲系統(tǒng)上的其它卷,或放入另一個存儲系統(tǒng)中。之后將創(chuàng)建一個工具,用來復(fù)制主環(huán)境并對副本進(jìn)行自定義配置。該工具使用背景中的 NDMPCOPY 根據(jù)開發(fā)人員的要求來復(fù)制主環(huán)境。

可以使用 NetApp Snapshot 副本以熱備份模式來備份主數(shù)據(jù)庫和測試數(shù)據(jù)庫,該副本僅復(fù)制增量數(shù)據(jù)并可快速、無縫地進(jìn)行備份和恢復(fù)。使用該方法,可以在數(shù)分鐘內(nèi)恢復(fù) 4TB 數(shù)據(jù)庫并使數(shù)百個 Snapshot 副本(因而也有數(shù)百個恢復(fù)點(diǎn))保持聯(lián)機(jī)。請查看核心NetApp DNA 詳細(xì)了解 NetApp 獨(dú)特的 Snapshot 方法。

盡管具有以上優(yōu)點(diǎn),但關(guān)于該基礎(chǔ)設(shè)施還是要提出下列警告:

1.復(fù)制過程需要數(shù)小時才能完成, 有時 IT 團(tuán)隊在復(fù)制主環(huán)境時會用完所有空間,因?yàn)樽詣涌臻g配置不夠直觀。

2.確保每位開發(fā)人員在適當(dāng)時進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置仍然很難, 尤其是因?yàn)楣驹谑澜绺鞯負(fù)碛袛?shù)百位開發(fā)人員,而且在過去的五年中這個數(shù)目已經(jīng)翻了一番。

3.在相同卷的不同分區(qū)中維護(hù)主環(huán)境的副本產(chǎn)生了性能問題(基本上是磁盤瓶頸)。

4.如果開發(fā)人員想返回到先前配置并重新啟動,則要求助于 IT 團(tuán)隊。 如果開發(fā)人員希望刷新測試環(huán)境,則必須啟動另一個 NDMPCOPY 進(jìn)程。

5.刪除不再需要的分區(qū)是一個冗長而繁瑣的過程, 且測試完成后,IT 團(tuán)隊每個月需要完成多次刷新循環(huán)。

最終解決方案:極具空間效益的克隆

隨著 Data ONTAP 7G 操作系統(tǒng)的發(fā)布,NetApp 引入了聚合精靈卷(FlexVol 卷)和精靈卷副本(FlexClone 副本)的概念。如果您不了解 NetApp 技術(shù),那么這基本上可概括為在運(yùn)行時進(jìn)行自動空間配置和卷大小調(diào)整。

聚合中包含 FlexVol 卷和 FlexClone 副本,它包括通過 NetApp 雙奇偶校驗(yàn) RAID 實(shí)施 (RAID-DP) 分配到 RAID 組的大量物理磁盤。RAID-DP 是一種極具成本效益的高級故障/錯誤保護(hù)解決方案,用于防止同一 RAID 組內(nèi)出現(xiàn)雙磁盤故障。

只要聚合具有足夠的空間,存儲管理員就以使用 FlexVol 來增長和壓縮卷。由于聚合包含大量磁盤條帶,從而大大減少了性能瓶頸;甚至是聚合內(nèi)最小的 FlexVol 卷也分布在所有的條帶中。最后,Data ONTAP 7G 提供了 ZAPI 來幫助管理員構(gòu)建工具,從而使用這些基本功能自動創(chuàng)建開發(fā)和測試環(huán)境。(請參閱TR 3373,了解更多有關(guān)對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序使用 Data ONTAP 7G 的信息。

如下表所示,這些功能針對 IT 團(tuán)隊仍然面臨的問題提供了一流的解決方案。

客戶面臨的難題

Data ONTAP 7G 的優(yōu)點(diǎn)

復(fù)制太耗時間

FlexClone 可消除復(fù)制的需要

確保開發(fā)人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置

ZAPI 使用自定義工具集成存儲;FlexClone 加快了復(fù)制

性能問題

FlexVol 將所有卷分布在大量條帶中

開發(fā)人員無法保存時間點(diǎn)映像

開發(fā)人員可為個 FlexClone 副本制作 Snapshot 副本,以便輕松回滾

刷新周期太耗時間

可即時擴(kuò)展、設(shè)定或刪除 FlexVol 卷;可根據(jù)需要配置空間

為了實(shí)施新解決方案,可在具有大量物理磁盤的聚合內(nèi)的 FlexVol 中為主環(huán)境分級。FlexVol 的 Snapshot 主副本支持創(chuàng)建副本或克隆。

這就節(jié)約了巨量的存儲空間。整個體系結(jié)構(gòu)還提供如下優(yōu)勢:

1.可快速地刷新測試環(huán)境。如果用戶在環(huán)境中遇到故障,他只是破壞了克隆,只需請求主環(huán)境的另一份副本,數(shù)分鐘而非數(shù)小時就可重新回到工作狀態(tài)

2.IT 咨詢目前已減少了 50% 以上,開發(fā)人員可創(chuàng)建指定克隆卷的 Snapshot 副本來為作出更改的測試環(huán)境保留時間點(diǎn)映像,必要時可恢復(fù)到任意點(diǎn)。

3.磁盤到磁盤備份提供了一個易于管理的集中化解決方案來保證備份、災(zāi)難恢復(fù)和保存。文件恢復(fù)非常迅速,并且在主存儲無法利用時可從備份訪問數(shù)據(jù)??傊?,升級至 Data ONTAP 7.2.2 后,停機(jī)時間減少了 80%;該團(tuán)隊除了計劃維護(hù)外沒有遇到過停機(jī)情況,并且節(jié)省了大量成本。

4.如果不小心刪除了克隆卷中的任何文件,開發(fā)人員不需花費(fèi)太多時間,可以使用 Single File SnapRestore 來恢復(fù)該文件。該功能每個月為每個開發(fā)人員省去了約五個幫助臺請求,幫助縮短了上市時間。

           圖 2 使用 FlexClone 可隨時即時地克隆主環(huán)境,只有變更數(shù)據(jù)才會占用額外存儲

         

         圖 3 FlexClone 典型測試環(huán)境 根據(jù)要求,可使用 FlexClone 即時克隆主環(huán)境的 Snapshot 副本。

創(chuàng)建的克隆卷僅增量式地占用更改原始映像所需的空間。

從傳統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)移到 NetApp 幫助該客戶進(jìn)行了有效擴(kuò)展,從而更好地滿足了業(yè)務(wù)需求;同時整合了存儲,從而縮小了數(shù)據(jù)中心所占空間。借助 Data ONTAP 7G 和運(yùn)行 NFS 的 NetApp NAS 存儲,客戶可快速地配置測試、開發(fā)、維護(hù)及分級環(huán)境,加快了測試周期,從而提高了質(zhì)量,縮短了上市時間。

許多客戶曾使用類似的方法進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)和測試,并且在培訓(xùn)環(huán)境以及必須定期克隆固定數(shù)據(jù)集的其它情形中也使用該方法。

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