浅谈容灾复制的五种技术 ⋅ 存储互联

近日浏览了小宇翻译社出的两篇关于不同品牌容灾存储产品之间进行对比的文章，很详细的介绍了HDS HAM技术和HP 3PAR存储在做双活时实现原理，给小伙伴们好好的上了一课，在此，小黎同学对宇大师表达百万分的敬意，同时也希望小宇翻译社能出更多的精品，让小伙伴们学习到更多容关于灾方面的知识。

讲到容灾这个话题，正好最近我也收集了一些关于这方面的资料，所以整理后分享给大家，部分内容来自网络，如果对原作者有任何影响，小黎同学在此表示歉意，“别裁伪体亲风雅，转益多师是汝师。”，知识需要创造，但更重要的是分享，只有分享后让大家有所领悟和提升，这才是成功的。好了，闲话我就不多说了，下面就是我们今天的主题内容------“浅谈容灾复制的五种技术”。

一．五种容灾复制技术的介绍

1.1．容灾架构之层级分布

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从上图我们可以看出在容灾架构中，我们可以通过4个大的层次来实现，包括存储级、存储虚拟化网关级、主机级以及数据库级，在主机级这层中还可以分成两类，包括逻辑卷级和文件系统级，每个层次实现的原理也不尽相同，接下来我们详细分析每个级别的原理和特点。

1.2.存储级容灾

目前主流厂商的中端以上存储产品均提供存储级容灾复制功能，有部分厂商入门级存储也提供这一类似的功能，但因为入门级存储本身性能不够好，如果再实现容灾复制可能达不到理想的效果，但这种入门级产品的远程复制技术可以适用于小型的、数据量较少的环境，对于企业级大型容灾架构中，建议使用中端及以上的产品。

基于存储硬件级的容灾受限于品牌和产品线的限制，不同厂商的实现原理不一样，因此必须采购同一厂商的同一系列或兼容的产品才可以实现这种容灾架构，因此在一个大的环境中，特别是存在多个厂商存储产品的环境，实现较复杂，成本很高，对IT管理人员的维护能力要求也很高。

基于存储的容灾方案通常有两种方式：同步复制方式和异步复制方式。

同步复制方式，可以做到主/备中心磁盘阵列同步地进行数据更新，应用系统的I/O写入主磁盘阵列后（写入Cache中），主磁盘阵列将利用自身的机制同时将写I/O写入后备磁盘阵列，后备磁盘阵列确认后，主中心磁盘阵列才返回应用的写操作完成信息。
异步复制方式，是在应用系统的I/O写入主磁盘阵列后（写入Cache中），主磁盘阵列立即返回给主机应用系统“写完成”信息，主机应用可以继续进行读、写I/O操作。同时，主中心磁盘阵列将利用自身的机制将写I/O写入后备磁盘阵列，实现数据保护。
代表厂商及技术：IBMMetro Mirror、Global Mirror；EMCMirrorView/S、MirrorView/A；HDSTrueCopy；NetAppMetroCluster；HuaWeiHyperReplication等。

1.3. 存储虚拟化网关级容灾

存储虚拟化网关级的容灾可以说是存储级容灾的一种延伸，我们在上一小节说了存储级容灾受限于品牌和产品线的限制，不同品牌的产品无法实现统一的容灾，那么存储虚拟化网关就很好的解决了这个问题，存储虚拟化网关将不同厂商的存储产品作为其后端存储池，既整合了后端存储资源，又能合理的利用现有的存储资源，同时这种架构还有一个更大的优势所在，就是可以不用再去考虑怎么实现不同品牌的存储的容灾，通过存储虚拟化网关产品就可以将不同厂商的存储产品统一实现容灾。

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另外，通过存储虚拟化技术还可以实现双活数据中心，这个在小宇翻译社出的文档中有相应介绍，大家可以去查阅。

代表厂商及技术：IBM SVC；EMC VPLEX；HuaWei VIS6000T等。

1.4. 主机级容灾

1.4.1. 主机逻辑卷级容灾

基于主机逻辑卷层的复制，一般采用采用同步复制机制，复制对象为逻辑卷层的变化块，其过程为：捕获变化块，同步写入目标端，即在一台主机上将同一份数据写入两个不同的逻辑磁盘。这种复制方式对I/O性能影响很大。另外，在实施时可能需要改造生产环境，例如VVR需要自身的卷管理格式才能支持复制，所以如果用于非新部署的业务系统其实施非常复杂。

基于逻辑卷层的复制不能完全保障数据库一致性，目标数据库处于脱机状态。当生产数据库发生故障时，需要启动数据库才能恢复业务，正是由于不能保障数据库一致性，很可能数据库不能正常启动。

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Symantec VVR实现原理

代表厂商及技术：Symantec VVR；FalconStor等

1.4.2. 主机文件系统级容灾

在主机文件系统层的复制，我们平时见的比较多的就是纯软双机方案，一般采用异步复制机制，复制对象为文件I/O，其过程为：复制上层应用传递下来的I/O，然后缓存起来，再经由传输组件传输到目标服务器，再由目标服务器写入目标存储，完成一次复制。

基于文件层的复制无法保障数据库一致性，目标数据库处于脱机状态。当生产数据库发生故障时，需要启动数据库才能恢复业务，正是由于不能保障数据库一致性，很可能数据库不能正常启动，所以文件复制一般用于事务很少、数据量很小的数据库。

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Rose Mirror HA实现原理

代表厂商及技术：Rose Mirror HA；SureHAReplication；LifeKeeper Replication等

1.5. 数据库级容灾

数据库数据复制技术通常采用日志复制功能，依靠本地和远程主机间的日志归档与传递来实现两端的数据一致。这种复制技术对系统的依赖性小，有很好的兼容性。缺点是本地复制软件向远端复制的是日志文件，这需要远端应用程序重新执行和应用才能生产可用的备份数据。一般采用采用异步复制机制，复制对象为应用事务，其过程为：捕获应用系统的事务，例如SQLServer或Oracle数据库的事务，经由传输组件传输到目标服务器，然后目标装载进程按照数据库的关系原理排序事务，将事务保存到目标数据库。

这一层级的复制完全能保障数据库的一致性，且目标数据库处于在线运行状态。当生产数据库发生故障时，直接使用目标数据库即可恢复业务，容灾的RTO指标趋于零。但是支持的应用有限，一般为SQLServer、 Oracle、Sybase、DB2、MySQL等等数据库。因为数据要通过数据库的接口才能写入数据库，所以日志传输速度会因为服务器的性能和网络的带宽产生一定的影响。

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