1、点对点容灾解决方案华为 华为点对点容灾解决方案技术建议书临时方案华为技术有限公司2014年5月12日术语说明缩写/简写英文说明中文说明RPORecovery Point Objective恢复点目标RTORecovery Time Objective复原点目标TCOTotal Cost of Ownership总所有成本LUNLogical Unit Number逻辑单元号VISVirtual Intelligent Storage虚拟智能存储SDHSynchronous Digital Hierarchy同步数字体系MSTPMulti-Service Transfer Platform基于S
2、DH的多业务传送平台DWDMDense Wavelength Division Multiplexing密集型光波复用ASONAutomatically Switched Optical Network自动交换光网络TDMTimeDivisionMultiplexing时分复用PCMPulse Code Modulation脉冲编码调制RZReturn to Zero归零OSNROptical Signal-to-Noise Ratio光信噪比FECForward Error Correction前向误码校正DCMDispersion Compensation Module色散补偿模块C&DC
3、olorless and Directionless无色无向ROADMReconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer动态光分插复用CDChromatic Dispersion色度色散PDMPolarization Mode Dispersion偏振模色散1 项目概述1.1 项目需求对于现行业务没有容灾保护的场景下，在面对灾难时，将面临数据丢失，业务长时间中断的风险。传统的单一站点的各种弊端和诸多不便，主要体现在以下几方面： 难以有效保护核心数据： 单一站点在面对突发灾难或者突发事件的时候，无法保护数据的完整性。一旦整个站点在地震等大规模灾难中彻底损坏，客
4、户将面临数据全部丢失的风险。 难以提供合理的RPO和RTO：单一站点存在无法提供一个较小的RPO和RTO的限制。 系统维护困难： 在对单一站点进行维护时，会面临长时间停止业务的风险，对于一个企业来说，业务停止的时间越长，企业受到的影响就越大。 难以有效利用现有存储资源：企业在更换高性能存储设备后，如何有效的利用陈旧设备是一个难题。 难以实现本地存储高可用：目前的单一存储很难提供有效的本地高可用支持，通过上层的应用软件来实现会影响上层主机性能。对于企业来说，如何在不影响业务运行性能的情况下实现本地存储的高可用是一个难题。针对上述问题，建议使用点对点容灾方案。点对点容灾方案帮助企业解决数据保护问题
5、，降低系统维护难度，充分利用企业资源，通过存储虚拟化技术实现本地高可用，为实现企业业务稳定、可靠的运行提供整体的解决方案。1.2 华为点对点整体方案优势华为公司针对本项目提供了端到端的解决方案。华为主要优势如下：（1） 主要部件使用华为自研产品（如存储，交换机，服务器等），兼容性好，高性能，高可靠。（2） 提供较少的数据丢失（3S-5S的RPO）。华为能够提供秒级的RPO保护，为客户提供更好的数据保护。（3） 对华为的存储设备可以做到高中低端互通，充分的利用企业闲置的旧存储设备。（4） 通过存储虚拟化技术（VIS）实现本地存储系统的高可用，提高系统的可靠性。消除单阵列宕机时，业务无法运行的风险
6、。（5） 对于光网络环境使用华为业界领先的光网络技术，提供高质量、高速率、远距离的数据传输支持。（6） 通过统一的管理软件，实现对整个存储资源的集中管理，大大提升管理系统的效率。使用华为点对点整体方案，能够帮助企业：（1） 保护核心业务数据（2） 减少灾难对企业业务的影响（提供较低的RPO和RTO）。（3） 维护站点时，无需长时间停止业务。（4） 充分利用现网设备，降低成本。（5） 为企业业务提供强大的本地高可用支撑。（6） 提高站点管理效率。2 点对点容灾方案设计方案2.1 总体技术方案本项目为了实现低RPO、低RTO、高安全、高可靠、高性能、易集中运维的目标，采用华为自主的各种技术，有效的
7、满足客户对容灾和高可靠的需求。本项目方案主要从以下方面考虑：高中低端阵列互通：基于华为存储阵列的高中低端互通，实现数据的平稳迁移，保护核心业务数据。存储虚拟化：使用华为的存储虚拟化技术能够支持本地存储的高可用，提高系统的可靠性；同时也支持对异构阵列（华为以外的存储阵列）的利用，实现对原有设备的利用，降低TCO成本。统一管理平台：提供一个统一的系统管理平台，便于对系统组件（阵列、服务器等）的管理；对于关键业务（Oracle、DB2、SQL Server以及Exchange等）在提供统一管理的同时，更提供了与容灾相关的各种特性支持(一键式故障迁移，一键式容灾演练和清理等)，客户可以灵活的配置、管理
8、生产站点和灾备站点。2.1.1 点对点容灾方案架构与组件介绍 应用子系统： Agent和ReplicationDirector容灾管理平台通信，在每次数据同步之前，ReplicationDirector容灾平台通知主机Agent进行主机应用数据刷盘，确保主机Cache内的脏数据下盘，保证应用系统的数据一致性。 Agent支持Windows、Linux、AIX等主流操作系统，具有良好的兼容性。 应用系统数据卷一致性组设计，保证分布在不同卷上应用数据在容灾复制过程中的数据一致性 存储子系统：对核心关键数据提供可靠的保护。 现网为华为阵列时 原业务系统利旧做灾备站点 原业务数据快速迁移至新阵列 阵列
9、复制实现数据容灾保护 现网为友商阵列 友商阵列和华为阵列互为镜像实现数据本地高可靠 阵列复制实现数据容灾保护 VIS优先读方案优化系统读性能 2.1.2 阵列异步远程复制子方案图2-1 异步远程复制方案说明 方案介绍1. 生产中心部署一台华为存储，并部署一台Windows或SUSE主机（可以是虚拟机），其上部署ReplicationDirector；需要保护的每台生产服务器上，需要安装Agent。2. 灾备中心部署一台华为存储，并部署多台备用服务器，生产中心故障时，用于承载生产业务，每台备用服务器上部署Agent。3. 生产中心的华为存储与灾备中心的华为存储均配置阵列异步远程复制功能和虚拟快照
10、功能。4. 生产中心与灾备中心之间的数据传输链路，可以是FC链路，亦可以是IP链路。ReplicationDirector作用：对主机和阵列集中管理。提供容灾业务管理图形化操作界面，进行容灾业务的日常管理；提供容灾业务流程控制、容灾策略调度、容灾资源、容灾业务配置等管理；提供业务状态监控及完善的告警机制；Agent作用：提供主机、应用的发现及应用数据一致性的保证和应用的恢复。 HyperMirror/A（异步远程复制）描述华为阵列的HyperMirror/A实现方式如下：HyperMirror/A异步远程复制I/O处理原理图1. 主LUN接收生产主机的写请求；2. 写请求数据写入主LUN后，立
11、即响应主机写完成；3. 每当间隔一个同步周期以后，自动启动一个将主LUN数据增量同步到从LUN的同步过程。在同步开始以前，先对主LUN和从LUN分别生成快照：主LUN的快照可以保证同步过程中读取到的主LUN数据是具备一致性的；从LUN的快照用于备份从LUN在同步开始前的数据，避免同步过程发生异常导致从LUN的数据不可用；4. 主LUN向从LUN同步数据时，读取主LUN快照的数据，复制到从LUN；5. 主LUN向从LUN同步数据完成后，分别取消主LUN和从LUN的快照，然后等待下一个同步的到来。 优势及亮点1. 数据复制采用阵列层复制技术，不影响上层主机性能。2. 阵列异步复制支持超长传输距离（
12、200KM以上），对容灾链路带宽要求较低。3. 提供应用级容灾，进行容灾演练，避免灾备系统常年闲置，提高了资源的利用率，同时保证灾备系统的数据一致性。4. 节约建设投资容灾系统建设中均采用异步复制，对应用系统性能最小化影响，对链路带宽要求较低；并且华为阵列支持高中低端互通，可根据实际情况分别部署不同级别的存储设备，降低整个容灾方案TCO；另外在同城容灾中心部分应用程序可采用虚拟化服务器，可降低同城容灾中心的设备采购成本。5. 业务状态监控以及丰富的实时告警机制本方案的管理平台中，提供了业务状态监控，用户可便捷地了解现有的业务状态；同时，方案提供了丰富的实时告警机制，及时将容灾系统中的故障信息以
13、及可能要发生的故障信息及时反馈给用户，从而可以及时修复故障或者避免可能要发生的故障，避免因此可能引起的损失。6. 便捷的容灾管理和容灾流程方案提供便捷的容灾演练、计划内切换、灾难切换流程，方便客户操作，且在故障场景下有效降低了RTO。容灾演练功能，在不中断生产业务的情况下，用户能够对容灾流程和配置进行全方位的演练，以便验证灾备中心的数据可用性，以及验证整个恢复流程是否存在故障和错误；计划内切换功能，如果遇到可预见灾难（台风、洪涝灾害等），或者需要对生产站点的服务器进行全面的停机维护时，可以通过计划内容灾切换，以最快的速度在灾备站点恢复业务，有效避免可能的损失；灾难切换功能，生产站点发生突发性灾
14、难导致业务中断时，可以通过灾难恢复，在灾备站点快速恢复业务，有效降低RTO。 适用场景1. 允许业务数据丢失。2. 传输链路带宽较低3. 有远距离传输需要4. 资金预算较低2.1.3 阵列同步远程复制子方案图2-1 同步远程复制方案 方案介绍1. 生产中心部署一台华为存储，并部署一台Windows或SUSE主机（可以是虚拟机），其上部署ReplicationDirector；需要保护的每台生产服务器上，需要安装Agent。2. 灾备中心部署一台华为存储，并部署多台备用服务器，生产中心故障时，用于承载生产业务，每台备用服务器上部署Agent。3. 生产中心的华为存储与灾备中心的华为存储均配置阵列
15、异步远程复制功能和虚拟快照功能。4. 生产中心与灾备中心之间的数据传输链路，可以是FC链路，亦可以是IP链路。ReplicationDirector作用：对主机和阵列集中管理。提供容灾业务管理图形化操作界面，进行容灾业务的日常管理；提供容灾业务流程控制、容灾策略调度、容灾资源、容灾业务配置等管理；提供业务状态监控及完善的告警机制；Agent作用：提供主机、应用的发现及应用数据一致性的保证和应用的恢复。 HyperMirror/S（同步远程复制）描述华为阵列的HyperMirror/S实现原理：1. 当主站点的主LUN和远端复制站点的从LUN建立同步远程复制关系以后，会启动一个初始同步，也就是将
16、主LUN数据全量拷贝到从LUN。2. 如果在初始同步时主LUN收到生产主机写请求，需要检查同步进度：若要写入位置的数据块尚未拷贝到从LUN，只需要写主LUN即可返回主机成功，稍后利用同步任务将整个数据块同步到从LUN；若要写入位置的数据块已经拷贝，需要分别写入主LUN和从LUN；若要写入位置的数据块正在拷贝，需要等待该数据块拷贝完成后分别写入主LUN和从LUN。3. 初始同步完成以后，主、从LUN数据完全一致，如果此时主LUN收到生产主机写请求，按照下面的流程进行I/O处理。HyperMirror/S同步远程复制I/O处理原理图4. 主LUN接收生产主机写请求，记录这个I/O对应数据块的差异日
17、志值为“有差异”；5. 同时把写请求的数据写入主LUN和从LUN，写从LUN时需要利用配置好的链路将数据发送到远端复制站点；6. 判断写主LUN和写从LUN的执行结果，如果都成功，则将差异日志改为“无差异”，否则保留“有差异”，在下一次启动同步时重新拷贝这一个数据块；7. 主LUN返回生产主机写请求完成。 优势及亮点1. 数据不丢失。2. 同步复制对上层主机性能基本无影响。3. 光纤传输数据时，阵列列同步复制最远支持200KM。4. 提供应用级容灾，进行容灾演练，避免灾备系统常年闲置，提高了资源的利用率，同时保证灾备系统的数据一致性。5. 业务状态监控以及丰富的实时告警机制本方案的管理平台中，
18、提供了业务状态监控，用户可便捷地了解现有的业务状态；同时，方案提供了丰富的实时告警机制，及时将容灾系统中的故障信息以及可能要发生的故障信息及时反馈给用户，从而可以及时修复故障或者避免可能要发生的故障，避免因此可能引起的损失。6. 便捷的容灾管理和容灾流程方案提供便捷的容灾演练、计划内切换、灾难切换流程，方便客户操作，且在故障场景下有效降低了RTO。容灾演练功能，在不中断生产业务的情况下，用户能够对容灾流程和配置进行全方位的演练，以便验证灾备中心的数据可用性，以及验证整个恢复流程是否存在故障和错误；计划内切换功能，如果遇到可预见灾难（台风、洪涝灾害等），或者需要对生产站点的服务器进行全面的停机维
19、护时，可以通过计划内容灾切换，以最快的速度在灾备站点恢复业务，有效避免可能的损失；灾难切换功能，生产站点发生突发性灾难导致业务中断时，可以通过灾难恢复，在灾备站点快速恢复业务，有效降低RTO。 适用场景1. 不允许业务数据丢失2. 能够提供高速稳定的传输网络3. 传输距离在200KM以内4. 资金预算充足2.1.4 基于VIS的本地高可用子方案图2-1 存储虚拟化本地高可用方案本地高可用方案在本地数据中心部署一台华为VIS产品（以下简称VIS）和华为存储阵列，通过VIS把现网的存储阵列（包括异构阵列）与新增的华为存储阵列进行融合，实现两台异构存储阵列的本地高可用。 方案描述通过异构存储虚拟化技
20、术，VIS可接管现网存储阵列（包括其他厂商的异构阵列）和新增的华为存储阵列，构成存储资源池，以无差异的卷的形式提供给上层应用，并实现从现有存储到华为存储的数据镜像，保证了数据的本地高可用性。主机的数据同时向两台存储写入，其中的某一存储设备宕机，不会造成业务的中断，保证业务系统的高可靠运行。在数据中心新增部署VIS和华为存储阵列，通过虚拟化技术实现两台异构存储阵列的本地高可用:1. 在VIS上配置数据阵列和备份阵列为镜像关系；2. 正常情况下，主机下发写命令到VIS，VIS同时写数据卷和镜像卷；3. 数据卷和镜像卷数据保持严格一致，主机只见到一个卷，对镜像过程无感知；4. 数据卷和镜像卷任意一份
21、数据损坏，不影响业务正常操作；5. 在线更换损坏阵列，重新在VIS上配置镜像关系；6. 原有数据自动迁移到新加入阵列，保持数据一致性。过程无需暂停业务。VIS的镜像技术可以实现跨异构阵列的镜像。其工作流程如下：1. 主机写入新数据到VIS；2. VIS同时将数据写入到数据卷跟镜像卷；3. 数据卷写入成功，并且镜像卷也写入成功，都给VIS返回“写成功”的信号；4. VIS返回“写完成”信号给主机。镜像方式下，镜像卷跟数据卷的数据严格保持一致。相比较于其他备份技术，镜像技术数据保护安全性最高，效果最好。 优势及亮点1. 数据中心消除阵列单点故障风险，实现服务器、网络和存储阵列的全冗余架构：a) 服
22、务器层通过上层应用的集群软件，实现双机部署；b) 服务器到VIS以及VIS到存储阵列的SAN网络，都采用FC双交换组网，并通过华为UltraPath多路径软件实现链路的冗余和容错；c) 存储阵列层通过VIS提供的镜像技术，实现上层业务数据的实时双写到两台阵列，数据绝对零丢失（RPO=0），且当存储阵列计划内维护或计划外宕机时，状态正常的存储阵列自动接管其业务，不会造成业务中断，即业务零中断（RTO=0）。2. 提高客户资产利用率，降低客户整体TCOa) 可兼容现网的异构存储阵列，保障客户既有投资；b) 构建的存储资源池可以协助存储管理员有效提升大多数IT基础设施产能利用率；3. 存储设备统一管
23、理平台，简化运维复杂度.系统通过B/S架构提供统一的管理操作平台，运维管理员可以远程通过WEB图形化界面对存储设备和应用服务器进行可视化管理，可以通过拓扑图实时了解当前设备拓扑关系。4. 系统提供完善的告警机制。及时通过Email、短信以及声音和告警灯等方式通知管理员设备运行的状态，通过界面操作可以方便的进行设备定期巡检，预见可能发生的设备故障，以便于及早发现及早处理，确保数据中心各设备的健康运行。2.1.5 Oracle Rac的持续化数据保护子方案ReplicationDirector结合华为存储，提供了一个重要的特性：Oracle Rac的持续化数据保护。该方案由ReplicationD
24、irector提供统一的操控界面，根据用户的设置，灵活的实现任意时间点的Oracle数据恢复。 方案介绍结合华为存储的虚拟快照技术，利用Oracle的日志进行数据恢复。具体方案描述：1. 在阵列侧按一定的频率，对保存的Oracle关键数据进行快照。2. 在确定需要恢复的时间点后，使用早于该时间点的快照，恢复数据库数据。3. 使用Oracle的恢复技术从恢复的数据向前恢复指定时间点的数据。 优势及亮点1. 在硬件正常数据被破坏的情况下，方案能够有效的恢复用户数据。2. 数据保护周期可配置。3. 纯软件恢复，无额外的硬件费用。2.2 设备选型方案2.2.1 华为T系列存储系统Ocean Stor
25、T系列统一存储 华为OceanStor T系列统一存储（以下简称T系列）产品是面向中低端存储应用的产品，它在实现了文件级和块级数据、存储协议以及管理界面的融合统一的基础上，以业界领先的性能、多种效率提升机制为支撑，为用户提供了高性能、全方位的解决方案，使用户投资收益比最大化，能够满足大型数据库OLTP/OLAP，高性能计算，数字媒体，因特网运营，集中存储，备份，容灾，数据迁移等不同业务应用的需求产品特性融合统一 文件级和块级数据的统一：SAN和NAS存储协议的 统一，在同一套存储系统内可以支持结构化和非结构化数据 存储协议的统一：支持iSCSI、FC、NFS、CIFS、HTTP、FTP等多种存
26、储网络和协议 管理界面的统一通过简洁的图形化界面，提供文件，块数据业务的统一管理。向导式的配置方式，协助用户轻松完成各项配置灵活可靠 轻松升级：可以轻松从块升级至统一存储 热插拔设计：实现控制器、风扇、电源、I/O模块、硬盘等模块热插拔，不影响用户业务，支持在线I/O扩展 按需选择多种类型的硬盘：SAS /NL SAS / SATA /SSD /FC 高可靠架构设计：所有部件均为冗余设计，无单点故障；数据保险箱技术、文件系统镜像等软件技术进一步提高系统可靠性 领先的IO扩展性和灵活性：最大12个I/O模块，48个I/O接口；支持4/8Gbps FC，1 Gbps iSCSI，10 Gbps i
27、SCSI（TOE），10Gbps FCoE与6Gbps SAS接口 数据保护机制：与EV和NBU无缝结合，并通过远程复制实现异地容灾 应用优化：利用主机代理软件实现应用级的迅速备份、恢复与容灾并支持容灾验证，支持Oracle/DB2/Exchange Server/SQL Server等多种主流应用系统经济高效 多节点集群技术：多节点全Active集群技术，集群中所有节点可协同工作，实现对数据的并发访问 SmartCache加速：通过使用闪存驱动器来扩展缓存，获得针对系统优化的性能，混合工作负载的运行速度可提升数倍。 自动精简配置：HyperThin技术支持容量自动扩展，提高硬盘利用效率，实现
28、用户按需购买，降低初次购买成本 自动分级存储：基于文件访问频率、时间策略在不同存储介质之间实现双向动态迁移，对应用透明，降低企业投资成本 主动式的远程服务：特有的Cloud Service服务为系统提供健康检查、主动预警和告警回传功能，与强大的故障处理专家后台结合，减少系统的故障时间，在影响业务之前将故障消除产品规格：型号S2600TS5600T数据块组件存储处理器多核多处理器组缓存8GB/16GB24GB/48GB扩展缓存1.2TB2.4TB控制器数2前端通道端口类型8Gbps FC，1Gbps iSCSI，10Gbps iSCSI（TOE）8Gbps FC，1Gbps iSCSI，10Gb
29、ps iSCSI（TOE），10Gbps FCoE后端通道端口类型6Gbps SAS2.0宽端口4Gbps FC或6Gbps SAS2.0宽端口板载I/O端口数12x1Gbps 前端iSCSI及4xSAS2.0 后端SAS宽端口无板载IO端口最大I/O模块数210最大盘位数2761152硬盘类型SAS，NL SAS，SATA，SSDSAS，NL SAS，SATA，SSD，FCRAID 支持0，1，3，5，6，10，50支持快照数量2562048支持LUN数量20484096TurboModule支持其他功能软件Hyperimage（快照），HyperCopy（LUN拷贝），HyperClone
30、（分裂镜像），HyperMirror（同步/异步远程复制），HyperThin（自动精简配置），UltraPath（多路径软件），DiskGuard（应用服务器端数据保护软件），SmartCache（动态数据缓存）文件组件文件引擎节点数22，4，6单节点缓存规格16GB24GB文件系统软件DST（动态分级存储），Snapshot（文件系统快照），Mirror（文件系统镜像），Replication（文件系统远程复制），Symantec NetBackup Client（内置赛门铁克网络备份客户端）存储网络和协议支持FC，iSCSI，NFS，CIFS，FTP，HTTP操作系统兼容性AIX，HP-UX，Solaris，Linux，Windows等虚拟化环境特性虚拟机支持VMware，Citrix，Hyper-V虚拟化环境增值特性支持VMware VAAI，支持VSphere、VCenter集成物理特性电源AC，100V 127V 或200V 240VDC，48V 60V功耗2U控制框380W4U硬盘框527W4U控制框598W2U硬盘框307W4U硬盘框527W文件引擎功耗4U文件引擎800W尺寸（高%宽%深）控制框：86.1mm%446mm%582mm
