安徽移動(dòng)：云存儲下的容災建設

關(guān)于云計算的討論在持續升溫，越來(lái)越多的以運營(yíng)商為代表的企業(yè)開(kāi)始對云計算進(jìn)行研究和部署。然而，在云存儲環(huán)境中存在著(zhù)大量的異構環(huán)境，而傳統容災技術(shù)以同構存儲為主，無(wú)法在異構環(huán)境中實(shí)現容災保護。中國移動(dòng)安徽公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)安徽移動(dòng)）就對云存儲環(huán)境下的異構存儲容災進(jìn)行了探索。

建設獨立、開(kāi)放的容災系統

容災系統的獨立性和開(kāi)放性，對于安徽移動(dòng)現在以及將來(lái)保持系統平臺和存儲平臺的靈活性都至關(guān)重要。一個(gè)好的容災系統不僅能夠滿(mǎn)足企業(yè)目前的容災需要，而且還能夠為將來(lái)的數據平臺選擇提供更大的靈活性。

容災系統的獨立性、開(kāi)放性表現在以下幾方面：可以支持用戶(hù)現有的服務(wù)器平臺以及將來(lái)可能選擇的主流服務(wù)器平臺，可以支持用戶(hù)現有的存儲平臺以及將來(lái)可能選擇的主流存儲平臺。對于安徽移動(dòng)而言，各業(yè)務(wù)系統的核心數據涉及多種主要的存儲平臺，這就要求容災方案能夠全面支持用戶(hù)現有的以及將來(lái)可能采用的各種存儲平臺。

賽門(mén)鐵克公司提供的容災解決方案，能夠全面支持主流的服務(wù)器和存儲平臺，特別是存儲平臺，賽門(mén)鐵克的容災解決方案可以幫助用戶(hù)實(shí)現存儲平臺的無(wú)關(guān)性，這為用戶(hù)將來(lái)部署新系統提供了更大的選擇空間。

用戶(hù)系統環(huán)境現狀

安徽移動(dòng)從BOSS 3.0上線(xiàn)開(kāi)始，就利用云存儲技術(shù)對原有的存儲系統進(jìn)行了改造，通過(guò)虛擬化技術(shù)、云計算技術(shù)實(shí)現異構環(huán)境下的統一管理，使應用逐步擺脫對硬件基礎架構的依賴(lài)。在原有的Sun主機、EMC存儲的基礎上，安徽移動(dòng)逐步引入其他品牌的主機和存儲設備（包括惠普、IBM、富士通的主機，惠普、Sun、HDS等品牌的存儲產(chǎn)品），從而有效降低了硬件的采購成本。

安徽移動(dòng)使用的存儲虛擬化技術(shù)是通過(guò)部署在主機上的Symantec Storage Foundation軟件，經(jīng)過(guò)虛擬化的存儲空間，可以跨越多個(gè)異構的磁盤(pán)陣列。這種虛擬化功能通常由主機操作系統下的邏輯卷管理軟件來(lái)實(shí)現，其最大優(yōu)點(diǎn)是穩定、開(kāi)放，并可實(shí)現在線(xiàn)管理。Storage Foundation的核心包含一個(gè)卷管理器（VxVM）和其上的文件系統（VxFS）。

VxVM增強了對磁盤(pán)驅動(dòng)器和LUN的管理。獨立的多路徑軟件（DMP）能夠屏蔽不同存儲設備間的差異，從而確保數據能在異構存儲間在線(xiàn)移動(dòng)。VxVM統一了不同主機環(huán)境下卷的組織格式，確保數據能夠在不同主機系統間靈活遷移。

遠距離跨磁盤(pán)陣列鏡像

安徽移動(dòng)原有的容災系統采用傳統硬件復制技術(shù)，對硬件平臺有很強的依賴(lài)性，生產(chǎn)站點(diǎn)和容災站點(diǎn)必須使用相同品牌的存儲設備。改用存儲虛擬化方案后，安徽移動(dòng)的容災系統突破了硬件的限制。

利用Storage Foundation軟件和SAN網(wǎng)絡(luò )的遠距離連接能力，安徽移動(dòng)可以實(shí)現生產(chǎn)中心與容災中心之間遠距離的跨磁盤(pán)陣列的鏡像，從而提高數據系統的可靠性。

當生產(chǎn)中心的磁盤(pán)系統發(fā)生故障或災難時(shí)，由于同城容災中心的磁盤(pán)是生產(chǎn)中心磁盤(pán)系統的鏡像，操作系統會(huì )自動(dòng)隔離生產(chǎn)中心的磁盤(pán)，轉而對容災中心的數據進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。業(yè)務(wù)系統可以通過(guò)城域SAN網(wǎng)絡(luò )直接訪(fǎng)問(wèn)災備中心磁盤(pán)系統中的數據，而不會(huì )影響生產(chǎn)中心的業(yè)務(wù)系統。也就是說(shuō)，生產(chǎn)中心磁盤(pán)系統的災難對業(yè)務(wù)系統是透明的，應用和數據庫不會(huì )因為生產(chǎn)中心磁盤(pán)系統的故障而停止。更重要的是，應用和數據庫不會(huì )因為災難而中止，從而避免了發(fā)生數據損壞的可能性。

生產(chǎn)中心磁盤(pán)系統出現故障后，用戶(hù)只要更換損壞的磁盤(pán)系統，然后利用Volume Manager重新生成鏡像即可。重新生成鏡像的過(guò)程，實(shí)際上就是將數據從災備中心的磁盤(pán)系統中復制到生產(chǎn)中心磁盤(pán)系統中的過(guò)程。值得注意的是，整個(gè)容災過(guò)程對應用是完全透明的，不需要也不會(huì )中斷業(yè)務(wù)系統的正常運行。這是采用基于磁盤(pán)系統的復制技術(shù)構建的容災系統所無(wú)法實(shí)現的。

利用傳統磁盤(pán)系統復制技術(shù)構建容災系統需要付出額外的代價(jià)，主要包括以下幾方面：生產(chǎn)磁盤(pán)系統出現故障時(shí)，會(huì )造成應用系統宕機；生產(chǎn)磁盤(pán)系統出現故障時(shí)，數據系統切換到災備系統需要較長(cháng)時(shí)間；生產(chǎn)磁盤(pán)系統出現故障時(shí)，磁盤(pán)系統的切換過(guò)程很復雜，需要專(zhuān)家支持；需要支付額外的費用。

Storage Foundation軟件不僅可以利用鏡像實(shí)現遠程數據容災，而且具有鏡像斷裂后的快速同步功能。在需要遠程連接的物理環(huán)境中，遠程鏈路相對本地連接更容易受損，也更容易引起鏡像斷裂，因此鏡像斷裂后的快速同步功能就顯得非常重要。Storage Foundation軟件可以提供Fast Mirror Resync功能，方便實(shí)現增量數據的快速同步。

集群軟件異地切換

在上述容災方案中，生產(chǎn)數據通過(guò)SAN環(huán)境中的跨陣列鏡像功能得到了很好的保護。在生產(chǎn)端服務(wù)器上部署集群軟件，在本地進(jìn)行切換，保障了應用的連續性。不過(guò)這樣的容災方案還不夠完善，當生產(chǎn)機房出現災害時(shí)，用戶(hù)又應如何保障整個(gè)業(yè)務(wù)的連續性？

用戶(hù)需要在容災端部署服務(wù)器，并在安裝和生產(chǎn)端同樣部署存儲管理軟件及集群軟件。在生產(chǎn)端發(fā)生災害時(shí)，上述方案不僅能夠保護生產(chǎn)端的數據，而且能將生產(chǎn)端的應用切換到容災端，使用戶(hù)能夠持續訪(fǎng)問(wèn)應用，保障業(yè)務(wù)的連續性，這也是傳統硬件容災方案所無(wú)法實(shí)現的。

容災系統應用效果顯著(zhù)

安徽移動(dòng)在BOSS 3.0上線(xiàn)時(shí)就對容災系統進(jìn)行了改進(jìn)，不僅實(shí)施了同構環(huán)境下的鏡像容災，而且在結算數據庫和BI數據庫中進(jìn)行了異構存儲容災的探索。生產(chǎn)中心采用的存儲設備為HP XP，容災中心采用EMC存儲。新的容災系統上線(xiàn)運行后，完全能夠滿(mǎn)足應用的需求。

在BOSS的核心系統中，安徽移動(dòng)也使用了異構容災方案。在重要性?xún)H次于CRM的中心資源庫中，原本計劃生產(chǎn)端和容災端都使用Sun主機加EMC存儲的方案。在系統上線(xiàn)前兩周，CRM系統要求緊急擴容，但是現有的存儲設備容量不足。因此，安徽移動(dòng)迅速將系統遷移至Sun主機+惠普存儲（生產(chǎn)）+Sun存儲（容災）的平臺，并使用基于Storage Foundation的鏡像容災和快照技術(shù)，將存儲資源池化，既提高了資源的利用率，又避免了硬件的鎖定。

與此同時(shí)，安徽移動(dòng)新上線(xiàn)的容災系統，除了能實(shí)現容災功能以外，還能提供如下三種功能。

跨存儲的快照

安徽移動(dòng)原來(lái)使用的快照技術(shù)只適用于同構存儲環(huán)境。在使用Storage Foundation后，快照技術(shù)不受存儲硬件的限制，能以卷為單位進(jìn)行數據快照和復制，比以L(fǎng)UN為單位的復制更加靈活，性能也絲毫不遜色。

異構存儲數據的在線(xiàn)遷移

跨異構陣列的鏡像，可以在線(xiàn)遷移生產(chǎn)數據，從而避免應用中止。

實(shí)現存儲集中統一管理

以往的存儲管理、集群管理都是以主機為出發(fā)點(diǎn)，無(wú)法兼顧整個(gè)數據的存儲、容災及集群的使用情況。在使用Storage Foundation后，安徽移動(dòng)可以通過(guò)一個(gè)管理平臺VOM，了解異構環(huán)境中存儲設備的使用情況以及容災狀態(tài)。統一存儲管理平臺的使用改變了安徽移動(dòng)的運維習慣，有效提高了運維的效率。

Storage Foundation降低容災投資

總而言之，Storage Foundation容災方案給企業(yè)用戶(hù)帶來(lái)了很多價(jià)值?；赟torage Foundation的容災方案減少了用戶(hù)對硬件環(huán)境的依賴(lài)，從而有效降低了容災的投資。如果采用傳統的硬件容災方案，生產(chǎn)中心與容災中心的存儲設備必須完全相同。如果采用賽門(mén)鐵克的存儲管理軟件，可以徹底改變這種狀況。賽門(mén)鐵克存儲管理軟件支持異構環(huán)境，不僅為用戶(hù)提供了選擇硬件設備的靈活性，而且降低了用戶(hù)的投資。

如果采用傳統硬件容災方案，用戶(hù)必須單獨購買(mǎi)復制軟件；如果采用基于Storage Foundation的容災方案，用戶(hù)不必再單獨購買(mǎi)復制軟件。大多數主機存儲管理軟件，在回收存儲空間或進(jìn)行條帶化處理時(shí)，通常會(huì )造成應用中斷。

賽門(mén)鐵克存儲管理軟件具有強大的在線(xiàn)操作功能，保障了業(yè)務(wù)的連續性?；赟torage Foundation的容災方案具有強大的在線(xiàn)管理功能，可以減少計劃內停機時(shí)間。

如果采用基于Storage Foundation的容災方案，用戶(hù)不必再單獨購買(mǎi)硬件廠(chǎng)商提供的動(dòng)態(tài)多路徑軟件。賽門(mén)鐵克存儲管理軟件內嵌免費的DMP動(dòng)態(tài)多路徑管理功能，可以支持不同廠(chǎng)商的存儲設備，從而避免在同一主機上安裝多種動(dòng)態(tài)多路徑軟件時(shí)可能引起的沖突。

基于Storage Foundation的容災方案不僅可以實(shí)現數據級容災，而且支持應用級容災。采用傳統的硬件容災方案，需要人工進(jìn)行切換，因此會(huì )造成應用的中斷。

基于Storage Foundation的容災方案可以應對任意的存儲故障，避免應用中斷，同時(shí)還可以支持異構存儲環(huán)境，實(shí)現快速恢復，與VCS集群軟件配合，還能實(shí)現應用級的切換，保障業(yè)務(wù)連續性。