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SVC异构存储容灾技术建议书
SVC异构存储容灾技术建议书
公司名称:
北京市太极华青信息系统有限公司
2013年8月
目录
第1章异构存储容灾的必要性3
1.1异构存储容灾概述3
1.1.1容灾的重要性3
1.1.2容灾系统建立时面临的异构存储挑战3
1.2SVC异构存储容灾解决方案简介4
1.2.1异构存储的整合5
1.2.2SVC异构存储的容灾6
1.2.2.1VDiskMirror、MetroMirror本地存储高可用及数据容灾同步复制功能介绍6
1.2.2.2GlobalMirror实现数据容灾异步复制功能介绍6
1.2.3SVC异构存储容灾解决方案适用场景7
1.3SVC异构存储容灾解决方案的价值7
第2章SVC异构存储容灾建议书详细介绍9
2.1SVC异构存储容灾拓扑图及常用配置9
2.1.1VDiskMirror、MetroMirror方式拓扑图及介绍9
2.1.2GlobalMirror方式拓扑图及介绍11
2.1.3SVC异构存储解决方案常用配置12
2.2SVC异构存储容灾的实现13
2.2.1SVC对于异构存储的整合13
2.2.1.1加入现有的SAN13
2.2.1.2新环境的数据的迁移14
2.2.2SVC对于异构存储的容灾17
2.2.2.1VDiskMirror介绍17
2.2.2.2MetroMirror同步复制介绍18
2.2.2.3GlobalMirror异步复制介绍19
2.2.2.4SVC同异步数据复制灾备技术分析20
2.3为什么选择基于中间层的实现方法20
2.4IBM在容灾服务上的优势22
第3章公司介绍23
3.1.1太极华青组织结构23
3.1.2太极华青企业文化26
3.1.3太极华青资质27
3.1.4太极华青优势28
3.1.4.1技术的优势28
3.1.4.2人员的优势29
3.1.5太极华青业务29
3.1.6太极华青产品体系及解决方案30
3.1.7太极华青业绩31
第1章异构存储容灾的必要性
1.1异构存储容灾概述
1.1.1容灾的重要性
随着企业的高速发展,业务数据量不断攀升,数据里记录着企业的运营情况,同时给决策者提供重要信息,成为企业最宝贵的财富之一。
大多数企业把数据集中存储到数据中心进行管理,在带来提升管理和业务效率的同时,数据中心也存在遭到毁灭性打击的风险。
因此,数据容灾已成为企业发展所必须考虑的问题之一。
容灾(DisasterRecovery)是指为了保证关键业务和应用在经历各种灾难后,仍然能够最大限度的提供正常服务的所进行的一系列系统计划及建设行为。
典型的灾难事件是自然灾难,如火灾、洪水、地震、飓风、龙卷风、台风等,还有其它如原先提供给业务运营所需的服务中断,如设备故障、软件错误、电信网络中断和电力故障等等。
此外,人为的因素往往也会酿成大祸,如操作员错误、破坏、植入有害代码和恐怖袭击。
举一个例子说明容灾的重要性:
911恐怖袭击造成800多家公司数据丢失,很多公司从此销声匿迹。
摩根斯坦利(MorganStanley)这家当时执金融业之牛耳的公司,随着世贸大厦的轰然倒塌,无数人认为该公司将成为这一恐怖事件的殉葬品之一。
然而,正当大家为此扼腕痛惜时,该公司竟然奇迹般地宣布,全球营业部第二天可以照常工作。
因为先前建立的远程容灾系统保护了重要的数据。
不得不承认,远程容灾系统在这时挽救了摩根斯坦利,同时也在一定程度上挽救了当时的全球金融行业。
1.1.2容灾系统建立时面临的异构存储挑战
容灾系统对企业是非常重要的,然而,企业内部的存储设备多种多样:
不同的品牌,不同型号的异构存储设备造成数据的“SAN孤岛”问题,例如IBM、EMC、SUN、HP、HDS、Dell等不同厂商的存储设备无法“兼容”。
异构存储设备给容灾系统的建设带来隐患,如下图:
在企业容灾系统建立时主要面临的以下挑战:
●数据被分离在不同SAN孤岛,各种异构存储设备不“兼容”;
●各种异构存储智能程度不同,无法实现跨异构存储设备的数据传输和共享;
●由于各异构存储上的数据无法共享导致分散在各个设备上的整体容灾不易实现;
●各个存储厂商容灾软件各不相同,无法通用;
●每个存储系统单独管理接口,造成管理的复杂性;
●某台存储设备故障,造成重要业务数据的丢失;
以上挑战严重影响了企业容灾系统的建立,IBM作为容灾标准的制定者及积极实践者,为用户带来了存储业界突破性技术的解决方案,帮助企业有效地应对各种挑战。
1.2SVC异构存储容灾解决方案简介
SystemStorageSAN(SVC)异构存储容灾解决方案采用两个步骤帮助用户轻松解决异构存储容灾问题:
1.异构存储的整合
2.异构存储的容灾
1.2.1异构存储的整合
要实现异构容灾,首先要解决的问题是实现存储平台的统一。
存储平台的统一通过SVC存储的虚拟化来完成,从而实现不同品牌的存储具有相同的功能,呈现给应用相同的接口,这同样也是存储的发展方向。
SVC异构存储容灾解决方案由设备管理和存储管理等部分组成。
SVC将存储控制功能集中到存储网络中,实行平台统一;将多个磁盘系统的容量整合为一个单一的“容量池”,开发的集中式设备管理工具实现了资源管理和基于策略的自动化;如下图所示:
对于异构存储的整合SVC主要具有以下功能:
●帮助用户构建统一、合理的高可扩展存储架构;
●统一管理存储系统,把多个存储系统整合成单一的存储池,其兼容市面上常见主机系统和存储产品;
●简化各种复杂的存储系统管理,可通过GUI(图形界面)管理所有存储系统;
●数据迁移过程无需停机,支持7X24小时业务不间断运行,迁移过程主机系统和应用不受影响;
●提供快照等功能,做到完善的数据保护;
●采用SVC可方便的帮助用户实施分级存储。
1.2.2SVC异构存储的容灾
在整合异构存储后,SVC异构存储容灾解决方案采用VDiskMirror、MetroMirror及GlobalMirror两种不同的方式帮助用户实现容灾,将主数据中心的数据通过专用网络传输至容灾数据中心。
1.2.2.1VDiskMirror、MetroMirror本地存储高可用及数据容灾同步复制功能介绍
●用户可以利用SVC免费提供的VDiskMirror在本地主中心机房实现存储高可用,从而保证本地机房的数据读写的连续性;
●写数据时,通过VDiskMirror功能可将数据同时分别写两份,保证数据的安全可靠;
●若某一个Vdisk拷贝不可用时,VDiskMirror仍可对另一个拷贝提供数据读写,并且记录相关操作,一旦不可用的Vdisk恢复时自动开始同步数据,从而确保数据的正确读写;
●另一方面,容灾时可通过MetroMirror实现长距离同步远程镜像功能;
●MetroMirror提供最大两个站点距离300KM的业务连续性保护;
●和任何同步复制技术一样,性能需求限制了可用的距离;MetroMirror实现同步数据复制时,主机IO当数据存储在两个存储后确认结束;MetroMirror设计为两个站点维护完全同步的拷贝;
●基于初始化拷贝已经结束
●MetroMirror在任何一个站点操作SVCClusters;
●本地和远程卷可用在任何SVC支持的磁盘系统上
1.2.2.2GlobalMirror实现数据容灾异步复制功能介绍
●通过GlobalMirror用户可以实现长距离异步远程镜像功能;
●提供最大两个站点距离8000KM的业务连续性保护;
●主机IO的结束不需要等待远程IO的完成;
●帮助减少多应用的性能影响;
●设计为任何时间维护一个一致的第二份拷贝;
●基于初始化拷贝已经结束;
●GlobalMirror提供单一的功能;
●提供实施的灵活性;
●在任何一个站点操作SVCClusters;
●本地和远程卷可用在任何SVC支持的磁盘系统上;
1.2.3SVC异构存储容灾解决方案适用场景
SVC异构存储容灾解决方案适合用户用于存在异构存储的情况下,首先帮助用户将各种异构存储进行统一整合,然后进行容灾,其容灾数据复制功能主要适用于以下建设场景:
容灾方式
距离范围
适用场景
VdiskMirror、MetroMirror
300公里以内的同步数据复制
用户在本地主数据中心形成存储高可用以保证业务连续性的同时,可在同城范围内或近距离的跨地域范围内建立容灾中心;
GlobalMirror
8000公里以内的异步数据复制
用户可以在较远的另一个城市建立容灾中心;
1.3SVC异构存储容灾解决方案的价值
通过多年实施SVC异构存储容灾解决方案的经验,实施SVC异构存储容灾解决方案可以给用户带来以下主要的价值:
●提升数据整合度,充分整合现有存异构存储,为数据容灾打好基础,并实现存储高可用从而保证业务连续性;
●扩大用户容灾方式的选择范围,提供同步及异步方式选择;
●扩大用户容灾中心地点的选择范围,容灾中心的距离已不是关键问题;
●保护现有投资,支持最广泛异构存储,多达120多种不同品牌和类型的磁盘存储系统;
●提升2倍左右的管理员工作效率,管理员可以通过GUI(图形用户界面)管理容灾过程;
●一体化存储管理,降低系统的复杂性,节省管理成本高达50%左右;
第2章SVC异构存储容灾建议书详细介绍
2.1SVC异构存储容灾拓扑图及常用配置
SVC异构存储容灾建议书首先帮助用户整合异构存储,并在整合异构存储后通过以下两种方法实现容灾:
用VDiskMirror、MetroMirror实现容灾:
●主数据中心的存储高可用(HA);
●实现主数据中心与容灾数据中心同步数据复制;
GlobalMirror实现容灾:
●主数据中心与容灾数据中心的异步数据复制;
●对于容灾中心的建立,与主数据中心的距离已经不是主要问题;
2.1.1VDiskMirror、MetroMirror方式拓扑图及介绍
SVC异构存储容灾解拓扑图
如上图所示,企业主数据中心:
采用各种类型服务器作为数据或应用服务器;
●一般对于关键业务服务器采用双机策略保证业务连续性;
●服务器通过冗余路径与光纤交换机相连;
●一般采用冗余光纤交换机确保不会有数据传输时的单点故障发生;
●同样,光纤交换机连接各异构存储设备,例如IBM磁盘阵列、HP磁盘阵列、EMC磁盘阵列等;
●但由于这些异构存储设备不能“兼容”,造成SAN孤单及数据不能共享管理,从而无法整体实现容灾;
在主中心机房实施容灾前,用户需要采用SVC虚拟化平台整合这些存储设备,实现数据的共享及统一管理,并通过SVCVDiskMirror功能实现被整合的存储高可用。
●配置一台双节点SVC虚拟化平台确保没有单点故障;
●通过SVC虚拟化平台提供的VDiskMirror功能,可实现存储之间的高可用(HA),从而保证了存储层的业务连续性;
●将SVC虚拟化平台采用冗余线路连接至光纤交换机;
●采用SVC虚拟化平台整合这些存储设备;
同时,为了节约企业投入成本及考虑到容灾数据中心一般情况下不启用等原因,异地容灾机房一般采用相比主数据中心较为简单的配置;
如SVC异构存储容灾解拓扑图所示,容灾数据中心:
●通过裸光纤与主数据中心相连接;
●可采用较少服务器作为数据或应用服务器;
●可采用存储设备容灾数据;
●可采用光纤交换机冗余线路连接服务器与存储用于数据传输;
●实现容灾时,为了做到主数据中心异构存储的数据容灾,在容灾数据中心:
●配置一台双节点SVC虚拟化平台确保没有单点故障;
●利用MetroMirror通过裸光纤,将数据从主数据中心复制至容灾数据中心;
●这复制技术占用主机设备的系统资源极小;
●利用数据传输网络,数据同步复制,实现数据高可用性,在本地除了VDiskMirror实现了存储高可用外,还确保异地灾备端始终有一份可用的数据;
2.1.2GlobalMirror方式拓扑图及介绍
SVC异构存储容灾解决方案拓扑图
如上图所示,企业主数据中心:
●采用各种类型服务器作为数据或应用服务器;
●一般对于关键业务服务器采用双机策略保证业务连续性;
●服务器通过冗余路径与光纤交换机相连;
●一般采用冗余光纤交换机确保不会有数据传输时的单点故障发生;
●同样,光纤交换机连接各异构存储设备,例如IBM磁盘阵列、HP磁盘阵列、EMC磁盘阵列等;
●但由于这些异构存储设备不能“兼容”,造成SAN孤单及数据不能共享管理,从而无法整体实现容灾;
●实现容灾前,用户需要采用SVC虚拟化平台整合这些存储设备,实现数据的共享及统一管理;
●配置一台双节点SVC虚拟化平台确保没有单点故障;
●将SVC虚拟化平台采用冗余线路连接至光纤交换机;
●采用SVC虚拟化平台整合这些存储设备;
同时,为了节约企业投入成本及考虑到容灾数据中心一般情况下不启用等原因,异地容灾机房一般采用比主数据中心简单的配置;
如SVC异构存储容灾解决方案拓扑图所示,容灾数据中心:
●通过专用IP网络与主数据中心相连接;
●可采用较少服务器作为数据或应用服务器;
●可采用存储设备容灾数据;
●可采用光纤交换机冗余线路连接服务器与存储用于数据传输;
●实现容灾时,为了做到主数据中心异构存储的数据容灾,在容灾数据中心:
●配置一台双节点SVC虚拟化平台确保没有单点故障;
●利用GlobalMirror通过专用IP网络,将数据从主数据中心复制至容灾数据中心;
●这复制技术占用主机设备的系统资源极小;
2.1.3SVC异构存储解决方案常用配置
主数据中心主要配置:
主数据中心:
配置双节点SVC虚拟化平台支持实现底层多存储平台虚拟整合,在存储整合的前提下,配置MetroorGlobalMirror同异步复制软件提供统一的数据容灾复制平台实现多异构存储磁盘阵列数据的异地容灾复制功能,同异步容灾功能支持转换;
各种类型服务器;
各种类型磁盘阵列;
各类光纤交换机;
各种VTL;
容灾数据中心主要配置:
容灾数据中心:
配置1套(2节点)SVC虚拟化平台支持实现底层存储平台虚拟整合,在存储整合的前提下,配置MetroorGlobalMirror同异步复制软件提供统一的数据容灾复制平台支持实现多异构存储磁盘阵列数据的异地容灾复制功能,同异步容灾功能支持转换;
各种类型服务器;
各种类型磁盘阵列;
各类光纤交换机;
各种VTL;
2.2SVC异构存储容灾的实现
2.2.1SVC对于异构存储的整合
基于SVC的存储虚拟化具有通用性强、实施简单的特点,透明地加入客户原有SAN是SVC的基本功能。
该方案中SANVolumeController是整个SAN网络的控制器,在SAN的分区上,逻辑上主要划分为HostZone和DiskZone,从而解除主机与存储设备的紧密耦合。
它将整个SAN中的存储设备整合成一个巨大的存储池,可以充分利用所有的存储资源并按业务的需求分配存储空间、性能和功能。
因此,通过SVC可以很方便的将目前的存储设备进行整合,建立统一的灾备管理和资源分配平台,可以按照应用/业务不断变化的需求来动态配置存储。
数据迁移/整合大致分为以下三个阶段:
前期准备:
对系统现有状况和需求进行详细调查和讨论,收集系统现状,制定用户需求文档和实施方案。
现有数据的虚拟化:
根据实施方案,将SVC加入用户环境,实现用户SAN环境的虚拟化,在此基础上利用SVC的远程复制(MetroMirror/GlobalMirror)功能,实现两个数据中心之间实现基于SVC的异构容灾。
SAN的优化/整合:
SVC实现对用户现有环境进行虚拟化后,用户可以根据应用/业务对存储空间的要求以及环境的变化,利用SVC对虚拟化的功能,动态、在线对目前数据进行调整和优化。
2.2.1.1加入现有的SAN
对于用户环境中的已有Lun,SVC有一种Imagemode运行模式,通过这种模式,当SVC被加入到一个现有的SAN环境中时,不需要做数据迁移,SVC把现有的磁盘配置原封不动的继承下来(这是SANVC的Imagemode),这样对服务器上的应用是完全透明的。
Imagemode提供了从已有的磁盘到虚拟的磁盘之间的直接的BLOCK的映射关系,保持原来的数据。
2.2.1.2新环境的数据的迁移
SVC加入SAN环境后,用户的SAN就转移到虚拟存储网络中了。
所有的磁盘存储设备从各自为政变成由SVC统一分配和管理,SVC可以看成是SAN的一部分。
在设备管理上,通过SVC的虚拟卷管理功能,首先将所有的磁盘卷交给SVC管理。
管理员根据设备的特性,定义了高性能组设备和低成本设备,并根据服务器的需要创建和分配存储。
例如当某个服务器对存储空间的需求发生变化时,SVC可以动态的在多个存储设备直接调配存储空间。
如果某台服务器的I/O要求突然提高了,可以动态更换虚拟盘Vdisk所对应的物理设备。
例如,某服务器上的Vdisk所原来使用的是“低成本组”的磁盘设备,如果发现性能不够时,可以在不停应用的情况下,透明的将数据转移到“高性能组”。
所有的迁移过程对服务器透明,因此不需要中止应用。
按照SVC的功能,将数据整合分为以下几种类型:
1.虚拟化现有的数据
当SANVC完全配置好以后,它又可以将原先磁盘上的卷及数据透明的迁移到其他真正的虚拟卷中,如下图所示:
2.虚拟化已有的数据
如图所示,原先磁盘的数据通过SVC的迁移功能可以透明地条带化到真正的虚拟卷中。
3.在同一存储设备中移植数据
当现有存储设备的配置发生变化或需要对其需要整合时,比如磁盘阵列扩容,需要把数据从36G的磁盘移植到建立在146G磁盘上的Vdisk上时,该功能就可以对现有阵列的扩容的同时而不影响应用。
4.替换现有阵列
SVC对用户的SAN虚拟化后,可以根据需要将数据在不同的存储之间进行透明地移植,如将某一组应用的数据从低性能磁盘移植到新购的高性能阵列而不影响应用和生产,如下图所示:
5.SVC虚拟化与非虚拟化共存
在某些情况下,客户希望某些应用的数据不通过SVC虚拟化,直接由原有的SAN提供给主机,SVC可以支持非虚拟化的卷和虚拟化的卷共存。
如下图所示:
6.调整存储空间的利用率
如上描述,SVC在支持对虚拟卷进行在线的移植,扩容。
同时SVC还支持对虚拟化卷的缩小,如下图所示(但此功能需要主机操作系统卷管理软件的支持。
)
通过SVC加入用户系统后,通过上述介绍的SVC数据整合功能,用户可以轻松地根据系统和业务的需要,在新旧存储空间进行数据移植,I/O性能的调配。
主要的实施步骤如下:
现有存储空间的调查,明确目前系统需求。
新旧存储设备整体规划,数据迁移计划。
在新旧存储设备之间/不同的存储设备之间/同一存储设备内部进行在线数据移植。
在SVC实施阶段,可以根据用户的具体需求进行数据移植和整合,以及异构存储的远程复制。
但数据整合与迁移是一个长期、动态的过程,可以随企业环境、需求的变化而调整。
这正是SVC对用户系统虚拟化后给用户带来的优势。
2.2.2SVC对于异构存储的容灾
SVC实现对客户的SAN的虚拟化后,所有的磁盘存储设备从各自为政变成由SVC统一分配和管理,SVC支持VDiskmirror复制功能;若单一存储系统故障时,VDiskMirror功能提升了虚拟化存储系统的高可用性,VDiskMirror也提供了一种数据迁移的方法;
●支持虚拟磁盘的Space-efficient功能;
●支持虚拟磁盘自动扩展;
●支持PillarAxiom存储系统的虚拟化;
●IBMSystemStorageProductivityCenter作为SVC控制台;
●不仅支持IPv4标准,还支持互联网协议版本6(IPv6)的标准。
可以把SVC看成是SAN的一部分,允许跨来自众多不同供应商的存储系统应用高级复制服务。
复制是SVC实现异构环境冗灾的基础,通过光纤通道,以逻辑卷为基本单位,将本地存储上的数据以统一的形式同步镜像到远端存储设备上,提供一组单一的高级复制服务以帮助进一步简化操作。
为在保证数据的即时性、完整性和系统性能之间的平衡。
SVC目前提供MetroMirror和GlobalMirror两种高级复制功能。
异步(GlobalMirror)功能的设计目的在于针对业务连续性和灾难恢复提供几乎不受距离限制的长距离异步远程复制能力。
在SVC中,同步(MetroMirror)和异步可以作为同一项功能实现,以便灵活地实现镜像(远程复制)功能,而且对现有的同步复制用户不再收取任何许可证费用,以帮助降低总成本。
2.2.2.1VDiskMirror介绍
SVC提供独特的VDiskmirror功能,在虚拟化的SAN网络中,通过数据级镜像实现不同存储设备的同步复制功能,从而实现存储高可用HA。
●当服务器向镜像的VDisk进行写操作时,SVCcluster将数据同时写入2份拷贝,即数据被分别写入虚拟化镜像的存储设备中;
●当服务器读取镜像的VDisk中数据时,SVCcluster将选择其中一份拷贝进行读取;
●若其中一个VDisk拷贝不可用时,VDisk镜像的另一份拷贝仍提供数据读写,并且SVCcluster通过bitmap记录VDisk的写操作,一旦不可用的VDisk恢复时则自动同步数据;
●VDisk镜像转换为非镜像VDisk可通过删除一个拷贝或split分离一个拷贝来创建一个新的非镜像的VDisk;
●VDisk拷贝支持image,striped,sequential,以及space-efficient(SE)或者非SE的类型,以及不同类型之间的拷贝。
2.2.2.2MetroMirror同步复制介绍
来自服务器的更新被写往本地连接的集群(Cluster)缓存,该系统将数据转发给远地点连接的SVC集群(Cluster)的缓存。
只有当两个集群(Cluster)的缓存都拥有数据的拷贝以后本地系统才会向处理器返回一个I/O完成指示。
同步远程拷贝能够在远地点提供最新程度的数据当前值,但应用程序会因等待写I/O操作的完成而被延迟。
MetroMirror将确保如果备份卷不能被更新,那么即使源卷更新成功,整个写操作也会返回失败---彻底保证源卷和目的卷的数据彻底一致。
同步方式可以保证数据不会丢失,更重要的是数据的一致性在这种方式下能够得到很好的保证---数据的不一致意味着相关数据的丢失,此时数据库的数据安全机制无法保证数据的安全,严重时有可能造成数据库无法启动。
MetroMirror同步复制示意图
2.2.2.3GlobalMirror异步复制介绍
在GlobalMirror复制中,来自服务器的更新被写往本地SVC集群(Cluster)的缓存,该系统立即向服务器返回一个I/O完成指示。
更新在很短的一段时间(在实际中通常在数秒钟到一分钟左右,依赖于两个数据中心之间的带宽和距离)以后被送往一个远程SVC集群(Cluster)缓存。
异步远程拷贝对应用程序性能的影响最小,但远程磁盘系统在数据最新性方面与本地系统相比会有一个延
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