容灾技术白皮书(V1.02)

容灾技术白皮书

3.2 镜像详解

镜像能够实现数据在写入到生产数据卷的同时，把数据写入到数据副本中，因此镜像通过存储空间的冗余来提高数据高可用性。

3.2.1 IX5000卷镜像技术

管理员可以在IX5000上为已有的生产数据卷添加镜像，镜像卷占用与源卷大小一样的空间。管理员为卷创建镜像后，镜像卷会从源卷上进行数据拷贝和迁移。当源卷的数据改变时，变化也会同步地写入到镜像卷。当源卷发生故障时，镜像卷会继续工作，保持业务的连续性，反之亦然。

3.2.2 IV5000镜像技术

在IV5000提供的镜像功能中，根据实现不同方法，可分为同步镜像及异步镜像，因此，IV5000远程镜像容灾方案有同步镜像及异步镜像的容灾功能。 在镜像中，存在以下几个概念：

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主磁盘：应用服务器正常读写数据的生产数据卷。

镜像磁盘：生产数据卷的数据副本。数据每次写入生产数据卷的同时，IV5000也会把数据写入镜像副本，因此镜像磁盘保留了生产数据卷的完整副本。

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镜像对：主磁盘和镜像磁盘均连接到同一个的IV5000，则它们被称为镜像对。

主磁盘和镜像磁盘具有以下特征：

主磁盘和镜像磁盘在厂商、类型、甚至接口等方面都不必完全相同。

正常情况下，应用服务器不能访问镜像磁盘。可以提升镜像磁盘为一个独立的逻辑

资源，以便绑定给应用服务器进行读写访问。

IV5000支持手动将镜像对互换角色，即镜像磁盘变为主磁盘，提供给应用服务器

进行读写访问，而主磁盘变为镜像磁盘，作为数据副本。因此镜像提供了一种有效的数据迁移方式。

如果主磁盘发生故障，IV5000自动将数据访问快速地切换到镜像磁盘，整个过程

无缝地进行，对应用服务器没有影响。 1. 同步镜像

同步镜像，即数据同步写入到主磁盘和镜像磁盘。因此镜像磁盘保留了主磁盘精确的、完整的数据副本，保证了数据实时高可用性。

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图3-1 同步镜像

如图3-1所示，正常情况下，数据的写入按照如下过程：

第1步：应用通知应用服务器“I/O完成”服务器向IV5000发起第一个IO请求； 第2步：IV5000同时向主磁盘和镜像磁盘发起IO请求；

第3步：主磁盘/镜像磁盘处理IO操作，处理完成后，通知IV5000“I/O完成”； 第4步：IV5000等待主磁盘和镜像磁盘的“I/O完成”确认信息，然后通知应用服

务器“I/O完成”；

第5步：应用服务器得到“I/O完成”确认信息，然后发起第二个I/O请求； 而当主磁盘故障时，IV5000自动将应用服务器的数据访问快速无缝地切换到镜像磁盘，保证业务的连续性。 2. 异步镜像

异步镜像通过专用的缓存资源，把数据分别写入主磁盘和镜像磁盘。因此，镜像磁盘保存了主磁盘近乎实时的副本。和同步镜像类似，异步镜像也能够将物理磁盘发生故障所引起的停机时间降到最少，从而为存储网络提供高可用性。

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图3-2 异步镜像

异步镜像要求额外的缓存资源，数据在写入主磁盘和镜像磁盘之前，首先被写入到缓存资源中。如图3-2所示，正常情况下，数据的写入按照如下过程： 第1步：应用服务器向IV5000发起第一个IO请求； 第2步：IV5000向缓存资源发起IO请求；

第3步：缓存资源处理IO操作，处理完成后，通知IV5000“I/O完成”； 第4步：IV5000收到的“I/O完成”确认信息，通知应用服务器“I/O完成”； 第5步：应用服务器得到“I/O完成”确认信息，然后发起第二个I/O请求；同时，

IV5000把缓存资源的数据分别刷新到主磁盘和镜像磁盘中。

同样，当主磁盘故障时，IV5000自动将应用服务器的数据访问快速无缝地切换到镜像磁盘，保证业务的连续性。

3.3 快照详解

IV5000的快照技术，即TimeMark技术，可以根据预设的策略为生产数据卷创建多个TimeMark（时间点标记）。当人为误操作、病毒、恶意攻击等“软性”灾难导致数据被破坏时，可以根据TimeMark快速把数据恢复到可用状态，恢复业务。 例如，数据库管理员经常需要执行一些“危险的”操作（比如重建索引）。通常，当管理员在生产数据上进行操作时，为了安全，他不得不在进行每一步危险操作之前，对数据进行完全备份。一旦某个操作导致不利的后果，管理员将还原数据，然

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后重新进行刚才失败的过程。这显然是非常耗费时间的过程。利用IV5000的TimeMark 选项，管理员可以在任何时候为生产数据创建一个“TimeMark（时间点标记）”。无论因为任何原因，只要管理员希望将生产数据的状态恢复到TimeMark所对应的时间点，通过已有的TimeMark，可快速、方便地完成操作。

3.3.1 COFW介绍

TimeMark技术，其核心在于“COFW”（Copy On First Write）技术。

图3-3 COFW技术

如图3-3所示，结合COFW技术，TimeMark按照如下过程生成：

第1步：预设的TimeMark策略满足时，触发生成一个新的“TimeMark”； 第2步：有新的I/O操作，即有新数据（如上图中数据块2、7、12）写入； 第3步：首先把新数据要覆盖的数据块的原始数据写入到TimeMark中； 第4步：新的数据写入生产数据卷；

基于COFW技术，IV5000的TimeMark功能可以根据预设的策略把数据的变化情况记录下来，从而为逻辑资源创建增量的时间点标记。生成的TimeMark仅仅记录前后两次创建TimeMark之间被改变的原数据，而不是对整个数据卷的完整拷贝。而这些TimeMark将存放在一块专用的区域中（称为快照资源，其大小仅仅为源资源的一小部分），即使掉电，数据也不会丢失。

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