基于存储虚拟化的远程容灾

今天，大多数的企业已经全面使用计算机管理，所有数据都存储在计算机系统中。因此，计算机系统的持续使用性和安全可靠性，在整个企业运营过程中起着至关重要的作用。如果系统在一段时间内不能正常运行，所造成的影响将不仅仅是局部的，有可能给整个企业运营造成重大损失。目前，只有少数企业建立了容灾备份系统。为什么大多数企业尚未建立容灾体系?原因有三点:

“这种事不会发生在我们公司!”对于大多数的IT主管来说，他们认为这种偶然事件只会发生在其它公司，不会发生在他们自己所管辖的公司内。因而没有这方面的考虑。

“我们负担不起容灾系统!”由于IT投入的紧缩，建立一套真正可靠的容灾系统的资金缺口很大。

“无法协调各部门的停机时间来实施建立容灾系统”由于某些容灾方案的实施，需要较长时间的系统安装调试期，使得IT主管很难协调各部门的停机时间。

第一种因素是人为的，主观意识因素，非技术力量所能解决的。后二种因素是可以通过新技术的开发使用来克服的。或许，您已经听说了一项新技术-存储虚拟化技术，这项新技术的使用可以减少传统容灾方案实施过程中的投入和复杂程度。

一、传统容灾方案

图1:典型的苦于阵列的容灾方案

我们先分析一下如图1所示的传统容灾方案。象人们所熟知的，传统容灾方案固然有它的优势，但是，对于大多数企业来说，这套系统的实施投入过于昂贵。是什么原因造成了这种方案的昂贵造价?其中原因有两方面:硬件投入和管理投入。

硬件投入

如果你想备份数据到另一个存储系统中(同一建筑物中或异地)，有两种方法可以实现:直接连接两个磁盘组，或者，使用中介技术从主机发出两次写指令。第二种方法的弊端在于，给应用服务器运行增加了额外负载。同时，对于复杂的异构系统管理投入加大。不难看出，对于基于主机的，唯一有效的容灾解决方案是array-to-array解决方案，这一方案的构建也非常昂贵。今天，如果想实现磁盘组之间的镜像，需要使用一些专用设备。并且，在方案的实施过程中，需要使用完全相同的两组设备(不同品牌的硬件设备之间，一般都不能直接进行数据传输)，一组用于存储使用数据，另一组用于存储备份数据。这不仅仅加大了投入，而且可以说是一种浪费。

除了磁盘组的投入以外，外部配件的投入也很高。传统方案的实施，可以使用光纤通过专用point-to-point连接，也可以将磁盘数据流转换为符合网络协议(例如，TCP/IP网络协议)的网络数据流，通过高速公用互联网传输。这两种方法都需要考虑专用网络设备的额外投入。更不用说，对于point-to-point光纤连接还存在着传输距离的限制。

管理投入

根据数据中心与容灾中心之间网络频带选择的不同，容灾方案使用中的运行费用也会很高。现有的大多数容灾方案都需要在两个中心之间建立专用宽带连接通道，以降低两地之间的延时，保证镜像操作中两组数据的同步性。与容灾方案使用过程中的运行维护费用相比，初期的硬件设备高投入将显得无足轻重。

对于一个大型联合企业来说，如果想建立一个统一的容灾中心。在传统解决方案下，也是很困难的。企业不得不根据各个分公司，各个部门，存储设备的使用情况，配置容灾中心的设备;针对不同设备，选配不同软件，配备不同管理人员...，这使得数据中心与容灾中心的软硬件配置一致性要求非常高。很明显，这不是一个经济实用的方案。

另外，企业现存数据量很大，容灾系统建立后的数据移植及初始化时间很长，用户在此时间内无法正常使用计算机系统。这使得IT主管很难协调方案实施时间。

二、新方案的诞生

选用这种昂贵的，高使用消耗的方案，企业的容灾预算将大大增加。企业急需既安全可靠，又节省投入的新方案。基于存储虚拟化技术的容灾方案应运而生。新的虚拟容灾解决方案，利用网络现有的传输能力，将数据传输到远端所连接的存储系统中，上述所提到的所有问题都将迎刃而解。

通过将数据复制功能从磁盘组转移到基于网络的，通用中央存储服务程序上，使得数据复制不再依赖于两组昂贵的，相同磁盘组。

这种通用服务程序为创建统一管理的存储网络提供了基础，并且，允许用户选择最好的磁盘阵列存储使用数据，选择便宜的JBOD或其它低投入的硬件存储复制数据。不必要求用户购置第二套昂贵的磁盘阵列，解决了高效容灾系统使用中，高投入的问题。

另一个益处是可以使用通用操作系统自备的网络功能特性。专用存储磁盘阵列配有各自的操作系统，它与通用网络间的数据通讯受到限制，只能通过基于磁盘的通讯协议，象光纤和ESCON，实现与磁盘，或与同类系统之间的通讯。不幸的是，基于公用网络的长距离传输需要更可靠的网络协议作支持，这意味着TCP/IP和磁盘阵列本身都不具备智能网络传输的特性。与此相反，通用操作系统和硬件平台具有先进的网络传输功能。不需要外部转接设备就可以实现存储协议(FC，SCSI)与网络(LAN/WAN)协议之间的转换。摈弃存储转换装置，极大地降低了容灾系统实施过程中的硬件投入。

三、异步镜像技术

存储虚拟化容灾方案的最后难点将通过异步镜像来实现，以解决对连接频带的要求，使得运行费用降低。不难看出，同步和异步复制的区别在于，如何保证输出端和接收端的响应时间。当然，从我们的直觉来说，确保传输同步是非常重要的。但是，从物理的，经济的角度出发，有时是很难实现的。距离，性能和预算，在做决定时，都是非常重要的影响因素。显而易见，使用异步备份，容灾中心将不可能反映出最后的原始数据。事实上，远程备份数据将有一些时间上的滞后，这个滞后取决于原始数据的变化量和两者之间的频带宽度。不同的应用程序和不同的用户对滞后的要求也不同。但是，对于绝大多数容灾应用来说，由异步备份引起的滞后是可以承受的。如果灾难发生，备份数据滞后于原始数据10分钟，总好过于根本没有数据保留下来。

如何应用虚拟技术实现前面提出的容灾方案:

1. 虚拟驱动器提供镜像功能和disk-network转换协议，从而，取代了存储转换组件和高端磁盘控制器。

2. 除了容量要求以外，对两端的磁盘阵列没有任何特殊要求。使得用户可以根据实际需求和预算选择存储设备。

3. 异步备份功能可以是建立在便宜的T1连接上，也可以是建立在OC768高速网络连接上。两者之间的唯一区别，在于两地数据的滞后时间差的不同。

图2:应用虚拟化技术的容灾方案

四、应用实例

图3:使用DatacoreSANsymphony Asynchronous IP Mirroring技术的容灾方案

象任何新技术的提出一样，最终目的是要解决现实世界中的问题。基于存储虚拟化技术的容灾方案并不多，让我们来看一个使用DataCore SANsymphonyTM的容灾方案实例:若干台数据库服务器，文件服务器，运行在Solaris操作系统上。一台邮件服务器，运行在Exchange和Windows 2000 Server平台上。所有服务器都是直接连接着存储设备。另外的一个办公室通过标准网络连接与此办公室相连。我们的目标是:

1. 保证数据库服务器，文件服务器和邮件服务器上的数据，在最接近的时间内，复制到远端的另一个办公室，防止因灾害发生引起重要数据的丢失。

2. 通过将数据复制到远端办公室，实现在不影响主机运行的情况下，数据的日常备份。

3. 通过数据的远程复制，可以实现在主机不能正常运行情况下，远程终端继续接替数据库和邮件服务器的工作。

由于受到不可避免的预算限制，IT主管将意识到，这所有功能不可能一次性实现。但是，他们需要一种，不需要大的变动前提下，不依赖于任何特别硬件设备，系统停机时间尽可能短的情况下，平滑升级的解决方案。

方案实施的第一步，通过引进存储虚拟化技术，直接连接的存储设备将被DataCore SANsymphonyTM的集中管理所取代，通过DataCore SANsymphonyTM Asynchronous IP Mirroring将数据传输到远端的办公室。

通过使用主办公室现有的存储设备和与远程办公室共享的WAN频带，使得改造投入限制在可以承受的范围内。由SANsymphonyTM管理的存储服务器将在应用服务器不停机，对正常使用影响最小的情况下，平滑地接入系统。经过简单的资源配置后，系统即刻恢复正常运转。数据移植和初试化不影响应用服务器的正常运转。

在基本的复制功能实现以后，通过在远程办公室添加适当的服务器和磁带设备，可以实现数据的磁带备份。由于远程办公室已有了复制数据，增加备份功能将相对容易和直接，并且，备份过程不会对用户使用产生任何影响。

最后，通过增加服务器在远程办公室，可以在主办公室长时间断电的情况下，将复制数据提供给应用服务器使用，以保证重要应用程序可以在最短时间内恢复运行。

从上面的论述中，或许我们可以看到:

1. 作为IT主管，也许你不应该只考虑，建立容灾系统将需要多少投入，而更应该考虑，不建立容灾系统，将带来多大的损失。

2. 通过使用新的存储虚拟化技术，实现容灾系统的投入将远少于你的想象。