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杉岩数据:5种常见容灾复制技术图解

原创 服务器/存储 作者:杉岩数据 时间:2021-03-12 14:18:59 0 删除 编辑

常见的五种复制技术


随着数据持久化能力的提高,单套集群面对服务器宕机等常见硬件故障基本不会造成数据丢失和业务中断,但是单套集群仍然不能保证地震等自然灾害下的数据可靠性和业务连续性,数据复制技术由此而生。


按照企业数据中心的组网架构,目前常见的数据复制技术大概可分为5类,分别是:基于应用的复制、基于数据库的复制、基于主机的复制、基于网关的复制、基于存储系统的复制,如下图所示。每种复制技术的实现原理不尽相同,本文就来讲讲每种数据复制技术的特点。


图1 五种常见的数据复制技术


基于应用的数据复制技术


最上层是基于应用的数据复制,该方式通过应用程序与主备中心的数据库进行同步或异步的写操作,来保证主备中心数据的一致性,主备中心可同时正常运行,既能容灾,又能实现部分功能分担,可灵活定制。但是,由于与应用的业务逻辑直接关联,实现复杂,维护难度高,而且容易带来系统风险。


基于数据库的数据复制技术


基于数据库的数据复制技术是对数据库级别、表级别容灾的基础技术,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。虽然该方式的RTO趋于零,但是支持的应用有限,而且日志传输速度受服务器性能和网络带宽的影响。


基于主机的数据复制技术


基于主机的数据复制是在主机的卷管理器层实现的,对硬件设备的要求低,效率相对较高;通过主机上的数据管理软件实现远程复制,当主中心出现故障时,可随时从备中心恢复数据。该技术不要求主备存储品牌一致,灵活性好;但是复制功能会占用主机CPU资源,影响主机性能,且对软件要求较高。



图2 基于主机的数据复制技术


基于主机的数据复制又分为逻辑卷级容灾和文件系统级容灾。前者一般采用同步复制机制,复制对象是逻辑卷层的块数据,该方式对性能影响很大,而且实施时可能涉及环境改造,复杂度较高。后者一般采用异步复制机制,复制对象为文件I/O,由于无法保障数据库的一致性,所以多用于事务很少、数据量很小的数据库。


基于存储网关的数据复制技术


基于存储网关的数据复制可以理解为存储级复制的一种延伸,通过单独的网关层将不同厂商的存储作为后端资源池,整合“七国八制”的存储产品并合理利用,不足之处是新增的网关设备增加了组网复杂度,成本也更高。


基于存储系统的数据复制技术


基于存储系统的数据复制,其核心是利用存储自身磁盘之间的数据块复制技术实现对生产数据的远程拷贝,从而实现灾难保护。当生产中心故障时,灾备中心可直接提供运营支撑环境,保障业务连续;同时,利用灾备中心的数据恢复生产中心的业务,满足企业对RPO和RTO的要求。


通常有两种方式:同步复制和异步复制。同步复制可以做到主/备集群的数据同步更新,前端应用的I/O写入主集群的存储卷,主集群同时将写I/O写入备集群,备集群确认后,主集群才向前端返回“写完成”信息。


图3 基于存储系统的数据复制技术(同步复制)


异步复制是在应用系统的I/O写入主集群的存储卷后,主集群立即返回“写完成”信息,前端应用可继续进行其他的读写操作。同时,主集群利用自身机制将该I/O写入备集群,实现异步的复制。杉岩USP统一存储平台目前采用的正是这种方案。


图4 基于存储系统的数据复制技术(异步复制)


总体来看,基于存储系统的数据复制技术仍然是当前选择较多的一种,主要是因为:该方案不依赖于主机平台和应用,不消耗主机资源;适用性强,非常适合主机或业务系统多且复杂的环境,实施难度小;可以实现远距离容灾,而且灾备中心的数据一定程度上也可以被有效利用。


五种常见容灾复制技术的对比


前文五种常见的容灾复制技术进行了简述,下图对各自特点进行了简单对比。不难看出,每种技术实现方式各有优劣,就拿基于存储的复制技术来说,虽然要求主备中心的存储设备统一品牌,但能够提供更好的硬件扩展性,而且支持同步复制与异步复制的自动切换,性能更好而且对上层业务及主机端透明,维护成本也更低,对于企业级数据灾备而言无疑是性价比不错的选择。


图5 五种常见容灾复制技术的对比


杉岩USP:基于异步复制实现灵活灾备


作为企业搭建私有云的得力帮手,杉岩USP统一存储平台支持异步复制特性,其主要特点包括:


高效率


USP异步复制基于秒级快照技术,不影响业务性能;支持卷或文件夹两种粒度,采用增量复制方式避免数据重复传输,提高效率。


实时切换


从端实时处于数据准备状态,当主端出现异常导致整体无法提供业务时,从端可以利用复制的数据立即拉起业务,保证灾难时刻的业务可用性和数据安全性。此外,从端数据默认和主端拥有同样的冗余策略,保证数据可靠性级别也一致。


策略触发


数据复制的间隔周期决定了数据的可恢复度,间隔越小,RPO越小。USP支持基于策略来精准控制集群资源消耗和复制周期,满足分钟级的RPO需求。而且,数据定时备份到另一个集群,无需依赖其他备份工具软件,满足容灾要求。


图6 基于杉岩USP异步复制技术实现灵活灾备


最后,没有一种技术方案能够放之四海而皆准,只有找到合适的应用场景,才能发挥方案的最大价值,希望今天的文章,能够对您有所帮助。


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