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对称双活存储概述

      在信息社会里,数据的重要性已经毋容置疑,作为数据载体的存储阵列,其可靠性更是备受关注。尤其在一些关键应用中,不仅需要单台存储阵列自身保持高可靠性,往往还需要二台存储阵列组成高可靠的系统。一旦其中一台存储阵列发生故障,另一台可以无缝接管业务。这种两台存储都处于运行状态,互为冗余,可相互接管的应用模式一般称之为双活存储。

      由于技术上的限制,传统的双活存储方案无法由存储阵列自身直接实现,更多的是通过在服务器上增加卷镜像软件,或者通过增加额外的存储虚拟化引擎来实现。通过服务器上的卷镜像软件实现的双活存储,实施复杂,对应用业务影响大,而且软件购买成本较高。通过存储虚拟化引擎实现的双活存储,虽然实施难度有一定降低,但存储虚拟化引擎自身会成为性能、可靠性的瓶颈,而且存在兼容性的限制,初次购买和维护成本也不低。

      泽云科技的对称双活存储(Symmetrical Dual Active Storage,简称SDAS)是一项专门针对双活存储方案的创新技术。通过泽云科技对称双活存储技术,可以不需要引入任何第三方软硬件,直接通过两台同档次的MS系列存储阵列实现两台存储的双活工作,互为冗余。当其中一台存储发生故障时,可由另一台存储实时接管业务,实现RPO、RTO为0。这是一种简单、高效的新型双活存储技术。

      泽云科技的SDAS技术,不仅支持近距离的双活存储系统,而且支持上百公里甚至更远的远距离双活数据中心。近距离的双活存储可以采用更加高效的光纤交叉直连的方式进行组网部署,远距离的双活数据中心采用交换机连接方式,再配以仲裁者机制进行组网部署。泽云科技的SDAS两套存储之间的链路不仅可以支持10GE以太网,而且在业界率先支持40GE以太网技术。40GE具有目前以太网应用领域中的最高的传输带宽,可以大大降低同步数据传输时延。

      目前泽云科技的MS3000、MS5500、MS7000存储产品都已经支持对称双活存储技术。

      解决方案


      泽云科技的对称双活存储系统由两台存储阵列组成,分别对应存储引擎A、引擎B。存储引擎A和B上的卷可配置为双活镜像对,双活存储两个引擎之间的数据完全一致。由于采用虚拟卷技术,双活镜像对中的两个卷对外形成一个虚拟卷。对服务器而言,双活镜像对就是可以通过多条路径访问的同一个数据卷,服务器可以同时对双活镜像对中两个卷进行读写访问。组成双活镜像系统的两台存储互为冗余,当其中一台存储阵列发生故障时,可由另一台存储阵列直接接管业务。服务器访问双活存储系统可根据实际需要,选用FC、iSCSI方式,服务器访问存储的SAN网络与数据同步的万兆网络相互独立,互不干扰。

      泽云科技的对称双活存储系统中间的双活组网可以有两种方式,第一种方式为通过10GE 或者40GE的以太网链路进行高速数据同步,两个存储阵列之间使用四条光纤交叉直连的方式进行组网,这种方式可以组建近距离的双活存储系统;第二种方式为通过交换机和仲裁者模块的组网方式进行数据同步,两个存储阵列之间通过两台交换机进行组网,交换机之间只需要链路可达即可,同时再配以仲裁者技术进行故障仲裁,这种组网方式可以组建远距离的双活数据中心。 

      方案特点

    (一)双活工作模式,支持同时并发读写

      对称双活存储系统中的两台存储阵列同时处于工作模式,组成双活镜像对的数据卷可同时被服务器进行读写访问。得益于系统内部高效的数据同步技术,在两台存储同时进行数据写入时,数据的一致性也能得到有效保证。这种高效的双活工作模式,不仅有效的利用了两台存储阵列的资源,而且大大提高了故障切换的速度。

     (二)快速的故障切换,无须人工干预

      对称双活存储系统中的两台存储阵列相互冗余,当其中一台存储阵列发生故障时,可由另一台存储阵列直接接管。对于服务器而言,由于看到的是一个虚拟卷,因此存储阵列的故障切换仅相当于一次存储访问路径切换,切换速度为秒级,业务无须中断,且不需任何人工干预。

     (三)专用10/40GE以太网传输,高速数据同步

       对称双活存储系统中的两台存储阵列采用10GE或者40GE以太网进行数据同步。通过在两台存储阵列上配置10GE或者40GE以太网接口卡,利用光纤直接连接或者利用交换机组网来构建双活存储系统的私有网络来进行数据同步。泽云科技的双活存储在业界率先支持40GE以太网技术,40GE是目前业界以太网实际应用中具有最高带宽的传输技术,SDAS基于40GE以太网的数据同步,不仅保证了数据同步速率,而且简化了对网络链路的要求。

     (四)支持RDMA技术,显著降低时延

      泽云科技的SDAS支持RDMA网卡技术,支持在本地直接存取对端引擎的内存,可以将需要同步的数据从一个系统通过网络快速传送到远程系统内存中,不需要经过CPU耗时的传输,从而减少对总线带宽和CPU的开销,采用RDMA技术可以将链路时延减少80%。同时,泽云科技存储设备的ODSP软件平台优化支持RDMA存取方式,大大提高数据传输的性能。

     (五)虚拟卷技术,服务器不需额外软件

      对称双活存储系统采用了虚拟卷技术,组成双活镜像对的数据卷虽然物理位置在两台存储阵列上,但被虚拟成了一个逻辑卷。对服务器而言,双活镜像卷就是一个普通的数据卷,只不过可以通过多条路径访问。服务器上不需安装任何的第三方软件,只需通过服务器操作系统中自带的多路径软件(支持ALUA),就可以实现对数据卷的正常读写和故障切换控制,实施非常的简单方便。

      (六)单阵列双控冗余,双活四控高可靠

       对称双活存储系统是一个高度可靠的系统,每一台存储阵列本身就是一台双控冗余存储阵列,其自身具备了很高的可用性。通过两台双控存储阵列组成双活存储系统,这个系统相当于具备了四个控制器的冗余保护,而且有两份完全相同的数据,并且可以实时切换,这为应用系统提供了非常高的业务连续性保障。

     (七)支持仲裁者机制,解决脑裂问题

      当双活存储系统中的双活私有网络全部断开时,两个存储引擎A和B通过心跳检测不到对方,但是两个引擎事实上都是active的,此时两个引擎都想接管对方进行双活的切换,这样就会导致数据混乱和不一致,这种现象就是脑裂。为了有效的防止脑裂问题的发生,泽云科技的对称双活存储系统支持仲裁者机制。仲裁者是通过IP网络监控双活存储系统中两个引擎的运行状态,当检测到一个引擎故障后,另外一个引擎根据仲裁者提供的信息自动将业务切换到本端引擎上继续运行,这种判断和切换的操作都是全自动的,不需要任何的人为干预。

     (八)支持交换机连接方式,实现远距离双活数据中心

      泽云科技的对称双活存储系统支持10GE或者40GE以太网交换机的组网方式。在每一个数据中心都部署一台交换机,两个数据中心之间通过两台交换机连接构建双活数据中心。在允许的网络延时范围内,这种方式不仅简化了双活数据中心之间的组网,而且可部署在相距数百公里甚至更远的两个数据中心之间,构建远距离的双活存储。同时能够与主流应用厂商的双机、集群系统兼容,可实现双服务器+双阵列的高可用部署;在两个数据中心之间,通过配合远距离集群软件(比如VMware FT),可实现双数据中心的自动故障切换。

      客户价值

    (1)无须任何第三方软硬件,基于两台MS存储阵列就可实现,大幅降低了双活存储的建设成本。

     (2)无须人工干预的自动切换,实施简单方便,大大降低了双活系统的管理复杂度,提升可维护性。

     (3)相对于传统灾备系统的一主一备模式,双活存储系统是双活模式,有效利用了灾备系统的资源,大幅提升了投资有效性。

     (4)支持交换机组网方式,可以支持远距离的双活数据中心。支持仲裁者机制,应对更全面的故障场景。

     (5)可兼容主流应用厂商的双机、集群系统,部署灵活,可与现有IT系统有效融合。