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                    DS8000 存儲容災方案

                    發布日期:2018-6-4 10:28:30

                           IBM DS8000存儲系統具有智能的數據復制功能,通過 FlashCopy(本地數據復制技術)、 Metro Mirror(遠程數據同步復制技術) Global Mirror (遠程數據異步復制技術),在兩套或多套 DS8000 磁盤存儲設備間建立數據復制關系從而實現高可用性。方案不消耗主機系統的資源,保證相關主機上的應用高效運行。


                    .本地數據復制技術 – FlashCopy
                            FlashCopy 提供一個時間點的拷貝服務功能,從源卷到目標卷快速地復制數據。邏輯拷貝通?梢栽跀得霑r間內完成,然后就釋放源卷,進行正常工作。而物理拷貝操作在后臺進行。當物理拷貝進行過程中,拷貝和被拷貝數據都能被客戶應用使用。


                            Flashcopy 產生的目標卷可以進行查詢、數據挖掘、后臺分析、備份等。產生的目標卷的數據庫也可以在指定的主機上 ONLINE起來,進行備份,另外,Flashcopy可以定制 COPY的時間間隔,如 8 小時。對于主機的誤操作如刪掉一個表(8 小時之內),則可以通過 Flashcopy 的目標卷找回這個表,如果超過兩小時,又可以通過備份的磁帶回存找回。如果數據庫處于歸檔模式(ARCHIVE MODE),對于誤刪除的表也可以通過磁帶備份的 ARCHIVE LOG來找回。


                            FlashCopy支持兩個選項,它提供 NOCOPY選項來支持災備應用需求。


                            關于 COPY選項
                            下圖對 FlashCopy COPY選項進行了說明,請注意,生產數據的一份真實拷貝是為其它的應用使用而產生。

                     

                     

                            對于一般客戶應用,需要實時生產數據的時間點物理拷貝,這樣的應用示例包括日常重要卷的備份、日常報表生成、數據倉庫和數據挖掘的應用等。COPY 選項能夠在磁盤存儲設備中產生一份生產數據的真實時間點拷貝。該選項可以滿足以下的應用需求:
                            1.
                    在磁盤存儲設備中保存生產數據的一份時間點拷貝的業務需求。這方面的例子是日

                                常工作系統備份。
                             2.
                    生產數據的時間點拷貝將被多個應用重復使用,特別是對每日的結束處理和報表生

                                 成。
                            3.
                    生產數據的時間點拷貝將被某些統計分析類應用,如MIS或數據挖掘應用頻繁使

                                用。
                            
                    無論是什么原因,只要需要生產數據的物理拷貝,就可以使用COPY選項來進行支持


                            關于 NOCOPY選項(IBM 獨有技術)
                             IBM FLASY COPY 除支持 COPY 選項外, 還支持 NOCOPY選項。該選項調用后,所有在源卷中被改變了的數據塊才會從源卷拷貝到目標卷。而 COPY 選項是把所有在源卷的數據都拷貝到目標卷。
                            
                    另外,Flashcopy可支持多種高級功能,包括:


                            多關系 FlashCopy
                            多關系 FlashCopy允許源數據同時與多個目標建立 FlashCopy關系。這種靈活性允許您在一個指定的邏輯單元號(LUN)、卷或數據集上建立多達 12 FlashCopy 關系,而不需要首先等待以前的關系結束或終止以前的關系。


                            增量 FlashCopy
                            增量 FlashCopy 提供了對一個 FlashCopy 關系中涉及到的 LUN 或卷進行刷新的功能。以后發起建立 FlashCopy 時,將只拷貝將目標刷新到源數據的新時間點所需的數據。刷新的方向可以逆轉,即以前定義為目標的 LUN 或卷可以成為以前定義為源的 LUN 或卷的源數據,而以前定義為源的 LUN或卷現在則變成目標。


                            一致群組命令
                            這一功能允許 DS8100 在發出 FlashCopy一致群組命令之前掛起 I/O 活動。一致群組可用于跨多個 LUN或卷、甚至跨多個 DS8100創建一致的時間點拷貝。


                    .遠程數據同步復制技術 – Metro Mirror
                            點對點遠程拷貝(PPRC)是一種同步遠程鏡像工具,可用于相隔距離最多可達 103 公里的兩個 ESS DS8000 系統中指定的邏輯卷。這一距離可以通過第三方提供的通道擴展器加以延長。
                            PPRC
                    將確保如果備份卷不能被更新,那么即使源卷更新成功,整個寫操作也會返回失敗--- 徹底保證源卷和目的卷的數據徹底一致。同步方式可以保證數據不會丟失,更重要的是數據的一致性在這種方式下能夠得到很好的保證---數據的不一致意味著相關數據的丟失,此時數據庫的數據安全機制無法保證數據的安全,嚴重時有可能造成數據庫無法啟動。 PPRC的同步實現機制如下圖所示:

                     

                    1)、在生產系統中的應用程序將數據寫到生產系統的磁盤。(主要是寫入生產中心存儲設

                              備的CACHE和相應的NVS當中)
                    2
                    )、備份機磁盤數據復制,備份磁盤復制生產系統數據。生產系統中的磁盤數據傳輸到備

                              份中心的磁盤(主要是寫入到備份中心存儲設備的 CACHE和相應的NVS當中)
                    3
                    )、當生產數據都寫入備份中心存儲設備的CACHE和相應的NVS后,備份磁盤將寫完操

                              作信息返給生產磁盤
                    4
                    )、當生產系統收到災備系統傳回的已寫信息之后,生產機的磁盤系統通知主機該寫操作

                              已完畢,在此之后生產系統應用繼續執行。
                    5
                    )、重復進行以上的操作


                            DS8000 及 ESS2105-800 PPRC 的工作模式下,可以保證數據庫及應用的一致性,對電信行業需同城之間的災備可以采用此種方式。


                            現在同步復制技術 PPRC已經正式改名為 Metro Mirror。


                    .遠程數據異步復制技術(保證一致性) -- Global Mirror
                            PPRC-XD是 IBM 2004 4月份推出的可以保證長距離(最長距離可以達到 4000公里)的異步災備方式,IBM 的異步災備 PPRC-XD 與同步災備(PPRC)可以動態的轉換(對用戶是透明的),可以保證數據的一致性,而其它廠商都做不到這一點,對數據的連續性無法保證。
                            PPRC-XD
                    的異步機制如下圖所示:

                     

                    1)、在生產系統中的應用程序將數據寫到生產系統的磁盤。(主要是寫入生產中心存儲設

                           備的CACHE和相應的NVS當中)
                    2)
                    、當數據完全寫入生產中心存儲設備的CACHE和相應的NVS后,I/O完成的信息會返給

                            生產主機,當生產系統收到磁盤系統傳回的已寫信息之后,生產系統應用繼續執行,

                            即可以進行下一步操作。
                    3)
                    、備份機磁盤數據復制,備份磁盤復制生產系統數據。 生產磁盤會定期把已經改變了的

                            數據傳輸到備份中心的磁盤。(主要是寫入備份中心存儲設備的 CACHE和相應的

                            NVS當中)
                    4)
                    、當數據已經寫入備份中心存儲設備的CACHE和相應的NVS后,寫完操作信息會返回

                            給生產磁盤,生產中心的磁盤系統認為此次操作完成。
                    5)
                    、重復上面的操作


                            PPRC 的操作過程同上面正相反,在生產主機受到反饋信號之前(即主機進行下一步操作之前),生產中心的存儲設備和備份中心的存儲設備都有了上一次操作的 I/O。
                            
                    異步數據復制技術 PPRC-XD 2005 年作了一系列的重大改進,并分支為 Global Copy Global Mirror,其中,Global Copy把數據異步復制到遠處,不保證一致性;Global Mirror利用一致性組和 FlashCopy技術,保證數據異步復制的一致性。
                            Global Mirror
                    可以同時利用同步的數據一致性優勢和異步的性能/距離優勢。該模式采用異步方式工作,并且采用一些機制保證數據一致性,徹底解決了數據保護、距離、性能之間的矛盾。

                      

                       綠色:生產站點磁盤 


                       
                    橙色:容災站點磁盤
                       
                    藍色:容災站點磁盤
                       Global Mirror
                    工作方式如下:


                    1. 綠色(A盤)和橙色磁盤(B盤)之間進行PPRC-XD異步操作
                    2.
                    綠色磁盤(A盤)組根據預先設置的時間,生成一致性組Consistency Group),并

                        記錄狀態
                    3.
                    采用PPRC-XD異步操作方式,將且只將一致性組記錄下來的數據從綠色磁盤組傳遞到

                         橙色磁盤組
                    4. 3
                    完成后,立刻將橙色磁盤組數據FlashCopy到藍色磁盤組(C盤),進行一致性數據保

                           留
                    5. 4
                    完成后,回到步驟1


                            由于有一致性組的保護,雖然采用異步方式,一旦每一個一致性組數據包傳遞成功的那一時刻,橙色磁盤組的數據是一致的;由于步驟 4,藍色磁盤組將能夠保留最近一次一致性完全的數據。一旦出現災難,客戶丟失的是兩次生成一致性組間隔之間的數據。


                            ESS 能夠每 35 秒生成一次一致性組,意味著客戶即使采用異步方式,也有可能只丟失 35秒的數據。一般的異步方式,客戶會丟失幾個小時以上的數據,并且操作十分繁瑣。


                            該方案是一個三個卷的解決方案,正常情況下,Global Mirror 只需要 A、B、C 三個卷,即 PPRC-XD A->B , FlashCopy B->C,即可保證卓越的異步容災能力。但 Global Mirror在對生產中心(A 卷)進行保護時,在容災中心的 B 卷和 C 卷都是不能被服務器訪問的。如果想把容災中心的數據作為只讀數據源使用,IBM 推薦同時使用一個 D 卷(測試卷)。D 卷是不同于 B 卷和 C 卷的另外一個卷,類似 C 卷,是具有數據一致性的快照卷,用于啟動數據庫,進行數據抽取和查詢。如下圖所示:

                     


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