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深入剖析SRDF/Mtreo和MetroSync雙活資料中心儲存方案

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      文章有彩蛋,集中精力就會發現;十多分鐘的短片濃縮了百萬IT技術人的身影。

      SRDF/Mtreo是EMC在WORLD 2015上釋出的基於VMAX3的雙活特性。在傳統SRDF複製特性中,R1裝置可供讀、寫訪問,R2裝置為只讀、寫禁用狀態,即主端儲存卷裝置支援讀寫,但從端卷裝置只能讀。只有當R1故障或者手工主從切換,R2才有可能被主機寫入。

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      在SRDF/Metro雙活特性中,R2裝置是可供主機讀、寫訪問的。也就是說主機可以針對裝置對的R1和R2端同時進行寫操作(Active Active雙活)。由於R2 使用與其 R1 端相同的裝置 WWN等外部裝置標識,這一共享標識使R1和R2裝置跨越兩個陣列對主機顯示為一個虛擬裝置

      根據應用軟體是否支援叢集模式,SRDF/Metro雙活特性支援兩種應用環境。一種是非叢集方式。在應用不支援叢集或單機執行時,可以只實現儲存雙活,主機讀寫通過多路徑軟體來決定訪問R1還是R2,並由儲存同時同步寫到對端儲存。由於只有一邊讀寫,所以不會發生資料訪問衝突。一般情況都是採用距離優先的原則,優先訪問最近的儲存。

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      一種主流場景需和應用叢集軟體配合使用(如微軟MSFC,虛擬機器 HA,資料庫Oracle RAC、PureScale叢集等),實現應用到儲存的雙活的資料中心方案。這種情況下,主機 I/O 可以由兩端的多個主機發出。針對R1或R2裝置的寫入內容將同步拷貝到配對裝置

。寫入衝突由SRDF/Metro軟體解決,以便在雙活裝置對上維持一致的映像。如果有任意端裝置出現故障,可以由另外一端的主機和儲存接管,業務可以透明切換。

      SRDF/Metro雙活特性是Active Active模式工作的,因此在配合OracleRAC和DB2 PureScale這類ActiveActive應用叢集時,需要VMAX3自己來協調對統一卷的寫衝突,SRDF/Metro也是採用類似HDS GAD、VPlex、SVC ESC和華為HyperMetro原理或鎖機制來保證Block地址訪問衝突的。

      SRDF/Metro支援兩種方式來防止由於心跳故障出現的腦裂問題,對應的在SRDF/Metro中引入兩個陣列選項

,即針對使用Witness陣列的Active Active選項針對使用偏好的Active Bias配置選項,出現鏈路或其他故障時,SRDF/ Metro使用兩種選項中的一種來確定裝置對的哪一端仍可供主機訪問,通過對應的“Bias”和 “Witness”方法都可防止裝置對的兩端出現資料不一致的現象。

      針對Bias偏好配置(即設定優先仲裁成功的陣列),如果雙活Pair的心跳鏈路上變為未就緒(NR)或故障,那麼R1(偏好端)仍可供主機訪問,而R2(非偏好端)則無法供主機訪問。雙活配置開始時,可以通過Bias偏好配置操作來指定是系統的Bias裝置,當系統進入Active Active狀態後,使用者還可以修改Bias裝置

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      針對Witness陣列配置,需要在第三站點部署一個陣列(VMAX、VMAX3 或 VMAX AF)和額外的ePack軟體元件實現Witness。當軟體元件監控出現故障時,Witness可以確定故障的性質並裁定裝置對的哪一端成為非Bias端(主機無法訪問),哪一端成為Bias端(主機仍可訪問)。相比之下,Witness配置方法允許智慧的選擇用於繼續提供儲存服務的一端陣列,而Bias偏好配置的方法可能無法針對倖存者為非Bias的陣列繼續向主機提供儲存服務。

      雙活方案起初,SRDF/Metro在第三方站點必須採用存VMAX儲陣列支援Witness仲裁的方式。這個配置太過於豪華,一臺伺服器能搞定的事,非要搞一臺高階儲存,客戶壓力比較大,後來在HyperMaxOS版本引入了vWitness

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      一套雙活系統最大支援32個vWitness,vWitness除了以vApp的形式執行在VMware ESXi伺服器之外,其功能和能力跟陣列Witness完全一樣,在部署方式上也比較靈活,支援虛擬機器vWitness和陣列Witness一起部署或獨立部署

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      從上面SRDF/Metro的裝置對的狀態轉換圖可以看出,如要建立雙活,首先選擇SRDF的標準裝置新增到SRDF組,此時所有SRDF裝置對均處於Not Ready狀態。建立裝置對之後使裝置對在SRDF鏈路上變為讀/寫(RW) 狀態,系統會進行資料同步。同步完成後啟用SRDF/Metro並使其轉變為Active-Active的狀態

      下面我們聊聊EMC的NAS雙活方案VDM MetroSync(雖然VMAX早已經支援eNAS,但是MetroSync還沒看見宣傳嵌入到eNAS虛擬機器內) ,讓我們先從EMC Celerra NS系列產品說起,Celerra系列實質上是CLARiiON CX系列的軟硬體配合DataMover和Control Station組成,CLARiiON提供SAN儲存能力,Data Mover支援擴充套件,用來處理檔案系統和網路IO以及HA能力,由一個或二個ControlStation來協調配置。整個系統是通過Control Station分別給CLARiiON的FLARE和DataMover的DART傳送相應指令才能完成設定

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      到了VNX和VNX2系列後,DataMover被延承下來繼續提供NAS服務,但同時引入了Virtual Data Mover (VDM)  使CIFS 和NFS共享環境相互隔離,從而使檔案系統可以更安全、更易於複製和遷移。VDM是由一臺或多臺CIFS或NFS伺服器和檔案系統所需的資料組成。每個VDM都只能訪問裝載到該VDM的檔案系統,從而在VNX系統上的物理Data Mover與其他VDM之間形成邏輯隔離。

      VDM可以使用VNX Replicator、RecoverPoint、MirrorView和SRDF技術進行復制容災(Mirror View、SnapView、Sancopy是用在Clariion系列儲存特性,SRDF、TimeFinder是用在Symmetrix系列儲存特性),如VNX Replicator 就能夠進行VDM和FS精度級別的複製。

      VDM MetroSync就是基於VDM技術實現的適用於VNX2 File的Active Passive雙活解決方案,它利用 MirrorView/S 複製技術以虛擬 Data Mover (VDM) 粒度建立同步複製關係(基於LUN同步資料),複製內容包括 VDM 和其所有內容(基於NAS的所有LUN加入一致性組),如檔案系統、檢查點、檢查點計劃、CIFS 伺服器、匯出、介面等。VDM可以根據需要從一個系統移動或自動的故障切換到另一個系統。

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      VDM MetroSync從兩個獨立VNX2系統開始配置(它們尚未針對VDM MetroSync進行配置),每個系統都具有其自己的NAS DB(NAS資料庫),其中儲存有關自己的NAS配置(如VDM、檔案系統、檢查點、介面、磁碟等)的資訊,任意一套NAS DB的資料發生變化都會實時同步到另一套系統。

  1. 在兩個系統上的控制檯之間建立控制路徑,啟用 MirrorView 連線。

  2. 在兩個系統上配置寫意圖日誌 (WIL) 和克隆專用LUN (CPL)。

  3. 啟用VDM MetroSync 服務。

  4. 在兩個系統上為VNX File 調配儲存並配置使用者定義的 NAS 池。

  5. 建立VDM MetroSync 複製會話,建立VNX File 資源。

      VDM MetroSync Manager是MetroSync管理軟體,支援虛擬機器部署或可以安裝在使用VDM MetroSync的Windows 伺服器上。它提供一個GUI 介面來監控VDM MetroSync 會話資訊,執行故障切換或恢復 VDM 等操作,並在檢測到問題時自動啟動故障切換。

      故障切換操作強制將VDM故障切換到其他系統,首先對對MirrorView一致性組進行故障切換,從 NAS 資料庫中讀取配置為VDM 重建所有物件,再載入 VDM 並裝載匯出的檔案系統和檢查點。下圖顯示系統A 上發生故障並且故障切換操作完成之後的 VDM MetroSync 會話狀態,系統 B 成為 VDM 的活動系統。

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      系統B保持活動狀態,當系統A從故障恢復,可針對系統A重啟後進行復制,兩個系統上的NAS資料庫也已同步後,還可以通過Clean 命令還能夠將VDM MetroSync會話反向回原始源系統。

      下面十多分鐘的短片(一路向前),濃縮了百萬IT技術人的身影,相比那些熱衷投身於關注娛樂八卦不能自拔的人,想想我們一直投身技術事業的小夥伴,都是多麼的有胸襟和情懷呀。

      近期分享了各大廠商雙活解決方案和關鍵技術,旨在技術普及、對雙活學習和生產部署時帶來一定的參考價值。就如上面視訊所言,對於老的裝置,不是為了淘汰而淘汰,它已經很好的完成了自己的使命,可以在極其有限時間完成高效的工作,但是技術是不斷演進和更替的。就像人類歷史發展一樣,通過一次次革命和創新推動人類文明前進,同樣資料保護和業務連續性的需求亦是越來越嚴苛的,所以資料保護方案也要與時俱進。

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