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(gè)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(huì)為這樣的系統(tǒng)投入哪怕一分錢的資金?？赡俏慌笥褕?jiān)持說，他的客戶已經(jīng)為這個(gè)需求劃撥了款項(xiàng)，甚至都已經(jīng)開始進(jìn)行招標(biāo)工作了。沒辦法，人家都已經(jīng)要招標(biāo)的項(xiàng)目了，說什么也得認(rèn)真研究一下?。≌l讓咱是個(gè)做乙方的呢！
那個(gè)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(gè)類似IDC機(jī)房一樣的信息中心。每個(gè)信息中心里，都有花樣繁多的主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備。主機(jī)平臺(tái)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。現(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(jī)制，能夠讓這三個(gè)信息中心的數(shù)據(jù)最大可能的受到保護(hù)。簡單的說，就是在三個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)之間進(jìn)行跨平臺(tái)的容災(zāi)。怎么樣，你也覺得這需求有點(diǎn)夸張吧？！如果您還不是十分明白這個(gè)需求為什么難以實(shí)現(xiàn)，我們不妨更進(jìn)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(chǔ)系統(tǒng)方面，最為關(guān)鍵的部分就是在兩地間建立主機(jī)無關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏡像機(jī)制。但是請(qǐng)注意，這里所說的“主機(jī)無關(guān)”是指數(shù)據(jù)拷貝過程不通過應(yīng)用主機(jī)完成，數(shù)據(jù)流甚至不經(jīng)過應(yīng)用主機(jī)的總線。然而被鏡像保護(hù)的數(shù)據(jù)本身，是要受主機(jī)的文件系統(tǒng)限制的。在這一點(diǎn)上，主機(jī)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(yuǎn)端的過程，可以不考慮主機(jī)，但是訪問和利用已經(jīng)復(fù)制到遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)，則需要充分而慎重的考慮主機(jī)和應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征。
為了不讓那些費(fèi)盡九牛二虎之力復(fù)制到遠(yuǎn)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(diǎn)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(gè)磁盤陣列廠商夸耀自己產(chǎn)品的重點(diǎn)所在。當(dāng)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(jī)無關(guān)的數(shù)據(jù)復(fù)制。
有了這些概念之后，讓我們?cè)倩氐角懊嬲f到的那個(gè)“理想化”需求。要想在三地之間建立主機(jī)無關(guān)的數(shù)據(jù)復(fù)制，首先就需要保證三地存儲(chǔ)設(shè)備硬件的可連通。舉例來說，如果某地正在使用一臺(tái)EMC Symmetrix，那么另外兩地為了能夠與這臺(tái)Symmetrix實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，也需要分別配置Symmetrix各一臺(tái)。另外，由于文件系統(tǒng)的主機(jī)相關(guān)，三地在存儲(chǔ)硬件連通的基礎(chǔ)上，還需要保證主機(jī)和應(yīng)用一致。就是說，如果剛才那臺(tái)Symmetrix上連接的是Sun Solaris的操作系統(tǒng)并運(yùn)行Oracle數(shù)據(jù)庫，那么另外兩地也需要配置Sun Solaris主機(jī)和Oracle數(shù)據(jù)庫，才能訪問被遠(yuǎn)程復(fù)制的數(shù)據(jù)。同理，再針對(duì)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(dǎo)致復(fù)雜的鏡像關(guān)系
如果真的照此實(shí)現(xiàn)三地間的容災(zāi)，恐怕這個(gè)容災(zāi)系統(tǒng)本身就是一個(gè)大災(zāi)難了。可以想象一下，就算用戶有花不完的銀子來搭建這個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)管理員每天要面對(duì)數(shù)不清的遠(yuǎn)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(kuò)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(shí)間應(yīng)用不會(huì)超過20％，甚至是永遠(yuǎn)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(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制呢？答案恐怕還是No！基于主機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制雖然可以繞過磁盤陣列硬件級(jí)的連通性，即可以實(shí)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(jī)操作系統(tǒng)多樣性帶來的復(fù)雜性。系統(tǒng)維護(hù)人員仍然需要面對(duì)各種各樣的數(shù)據(jù)格式，逐一的建立鏡像機(jī)制，這其實(shí)也是一個(gè)徹頭徹尾的“Mission Impossible”。
圖3. 基于主機(jī)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(gè)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(jī)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(gè)需求后大驚小怪的原因。然而，還是那句話，技術(shù)的進(jìn)步真是難以預(yù)料。隨著“911”之后，全球企業(yè)用戶對(duì)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(chǔ)的附加功能。
虛擬存儲(chǔ)技術(shù)原本的目的，主要是提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的利于效率。通過虛擬存儲(chǔ)的統(tǒng)一管理，各個(gè)前端主機(jī)可以透明的使用各個(gè)后端存儲(chǔ)設(shè)備，甚至將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在不同設(shè)備中。虛擬存儲(chǔ)對(duì)后端磁盤陣列的管理，頗有點(diǎn)像陣列控制器對(duì)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(jī)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(kuò)展也可以盡可能的不涉及到前端主機(jī)。
隨著虛擬存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)的附加功能。數(shù)據(jù)快照和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏡像，幾乎是所有虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中首批裝備的附加功能。借由虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中所提供的遠(yuǎn)程鏡像功能，原則上講，任何磁盤陣列產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)無關(guān)的遠(yuǎn)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(chǔ)設(shè)備所提供的遠(yuǎn)程鏡像
虛擬存儲(chǔ)所提供的遠(yuǎn)程鏡像固然是不錯(cuò)，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(chǔ)系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行虛擬化管理。這顯然有點(diǎn)不夠方便，也不近人情。要知道，由于虛擬存儲(chǔ)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(diǎn)，很多用戶在考慮虛擬存儲(chǔ)時(shí)，態(tài)度都十分慎重。能不能把虛擬存儲(chǔ)中的容災(zāi)功能剝離出來，單獨(dú)應(yīng)用呢？近來一些廠商在這一領(lǐng)域的新進(jìn)展，給出了肯定的答案。幾天前，筆者見到了美國一個(gè)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(chǔ)中的遠(yuǎn)程鏡像功能剝離出來并進(jìn)一步完善而成的。
圖5. 從虛擬存儲(chǔ)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(chǔ)的痕跡，但是與“帶外”虛擬存儲(chǔ)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(gè)功能模塊。也就是說，對(duì)我們前面提到的那個(gè)需求來講，每個(gè)數(shù)據(jù)中心只要配置一臺(tái)這樣的設(shè)備，再把三地間的遠(yuǎn)程物理鏈路搭建好，就一切OK啦！兩小時(shí)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(mèng)，不久的將來，就會(huì)在你我的眼前實(shí)現(xiàn)了。
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