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。

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。

多易