移動互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)使得企業(yè)面臨著結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并存的系統(tǒng)場景;同時,企業(yè)業(yè)務(wù)越來越不能忍受系統(tǒng)故障,例如金融等行業(yè),業(yè)務(wù)中斷一小時意味著數(shù)百萬美元的損失。在這樣的需求背景下,一體化雙活數(shù)據(jù)中心方案應(yīng)運(yùn)而生。
各行業(yè)每小時停機(jī)造成的損失
一體化雙活的誕生
數(shù)據(jù)高度集中的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所面臨的風(fēng)險和威脅非常多,故障影響范圍變得越來越廣。主備數(shù)據(jù)中心是一個主流的容災(zāi)方案,業(yè)務(wù)部署于其中一個數(shù)據(jù)中心中,而另一個作為備用,當(dāng)主數(shù)據(jù)中心故障,管理員需要將業(yè)務(wù)遷至備用數(shù)據(jù)中心上。系統(tǒng)故障后業(yè)務(wù)恢復(fù)操作復(fù)雜,中斷時間長。對于分秒必爭的企業(yè)來講,這是無法容忍的。
而雙活數(shù)據(jù)中心不再單一的從提高系統(tǒng)組件高可靠性上思考,而是從業(yè)務(wù)連續(xù)的角度,高效利用網(wǎng)絡(luò)資源、計算以及存儲資源,設(shè)置兩個數(shù)據(jù)始終一致的數(shù)據(jù)中心,為上層應(yīng)用提供服務(wù)。如此一來,當(dāng)其中一個站點(diǎn)發(fā)生故障,另一站點(diǎn)仍然能夠繼續(xù)為業(yè)務(wù)提供服務(wù),端到端實(shí)時可用,容災(zāi)切換也是自動實(shí)現(xiàn)的。
早期的雙活數(shù)據(jù)中心以SAN雙活為主,其中又有網(wǎng)關(guān)和陣列雙活等實(shí)現(xiàn)方式,隨著NAS的發(fā)展,NAS雙活也成為雙活數(shù)據(jù)中心的一個重要分支。事實(shí)上,以醫(yī)院為例,對HIS和PACS信息系統(tǒng)的依賴加大。HIS信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采用SAN保存,而PACS系統(tǒng)的影像文件采用NAS保存。針對同時要求數(shù)據(jù)庫與文件關(guān)鍵業(yè)務(wù)存儲系統(tǒng)同時高可用的需求,所以需要融合SAN雙活和NAS雙活于一身的雙活數(shù)據(jù)中心,才能保障業(yè)務(wù)連續(xù)。
華為HyperMetro SAN與NAS一體化雙活解決方案
針對醫(yī)院、制造、政府等行業(yè)客戶要求數(shù)據(jù)庫與文件關(guān)鍵業(yè)務(wù)存儲系統(tǒng)同時要滿足高可用的需求,華為推出HyperMetro SAN與NAS一體化雙活解決方案,為數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供7*24小時服務(wù)保障。
華為HyperMetro SAN與NAS一體化雙活解決方案
華為一體化雙活解決方案,具有渾然一體和化繁為簡的兩大特點(diǎn)
1.華為的一體化雙活解決方案設(shè)計可謂渾然一體:一臺設(shè)備+一套仲裁+一種網(wǎng)絡(luò)就可以搞定
首先是一臺設(shè)備。借助OceanStor V3融合架構(gòu),華為一體化雙活方案采用免網(wǎng)關(guān)的架構(gòu),一臺設(shè)備即可同時提供SAN和NAS雙活服務(wù)。設(shè)備數(shù)量減少2臺以上,同時提升了系統(tǒng)整體性能。
其次是一套仲裁。共用一套仲裁,統(tǒng)一的仲裁機(jī)制確保仲裁結(jié)果始終一致,從而保證SAN和NAS同時在一套設(shè)備上提供服務(wù)。這一設(shè)計規(guī)避了傳統(tǒng)雙活方案兩套仲裁機(jī)制在站點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)故障后,出現(xiàn)仲裁結(jié)果不一致的問題。
最后是一種網(wǎng)絡(luò)。僅需要一種網(wǎng)絡(luò)(IP或者FC)就可以滿足站點(diǎn)心跳、配置、復(fù)制鏈路等需求,此外,業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、站點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)以及仲裁網(wǎng)絡(luò)均可以使用IP進(jìn)行部署,組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理操作簡單。
2.化繁為簡的一體化雙活方案:升級、恢復(fù)和擴(kuò)展都很簡單
- 升級簡單:可實(shí)現(xiàn)單套設(shè)備在線平滑升級到雙活,甚至擴(kuò)展到兩地三中心,提供更高級別的數(shù)據(jù)保護(hù)服務(wù)。
- 恢復(fù)簡單:支持自動恢復(fù)雙活關(guān)系,當(dāng)故障設(shè)備修復(fù)后,無需人工進(jìn)行干預(yù)即可恢復(fù)雙活關(guān)系,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維自動化。
- 擴(kuò)展簡單:最大可在線擴(kuò)展至32節(jié)點(diǎn),滿足客戶業(yè)務(wù)不斷增長的存儲性能訴求。
那華為一體化雙活方案SAN和NAS的讀寫流程是怎樣的呢?是如何做到數(shù)據(jù)一致性的呢?讓我們詳細(xì)剖析一下。
SAN的讀寫流程
下圖展示了一個I/O的處理流程。主機(jī)下發(fā)I/O到雙活管理模塊,系統(tǒng)記錄日志。之后雙活管理模塊將I/O同時寫入本端和遠(yuǎn)端Cache并收集兩端Cache的寫處理結(jié)果。如果寫成功則清除日志,如果失敗,日志則轉(zhuǎn)換成為DCL(Data Change Log)并記錄本端LUN與遠(yuǎn)端LUN差異。
一體化雙活寫請求流程(LUN)
與SAN的寫操作類似,文件的寫則是將寫請求先下發(fā)到文件系統(tǒng),文件系統(tǒng)再將請求下發(fā)給雙活管理模塊。在HyperMetro收到雙端Cache寫請求結(jié)果之后再將結(jié)果返回到文件系統(tǒng)。
正常情況下,任意應(yīng)用I/O都需要同時寫到兩端陣列才能返回主機(jī),確保兩個數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)實(shí)時一致。當(dāng)其中一端寫I/O異常,那么雙活管理模塊會通過DCL進(jìn)行記錄,站點(diǎn)修復(fù)之后再依據(jù)DCL將數(shù)據(jù)增量寫入存儲。整個過程無需人工進(jìn)行干預(yù)即可恢復(fù)雙活關(guān)系,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維自動化。
一體化雙活寫請求流程(FS)
為了保障雙活數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)始終一致,設(shè)計了分布式鎖機(jī)制(DLM),一方面任何控制器訪問數(shù)據(jù)之前都需要申請這個全局的鎖,另一方面其他控制器無法對存在鎖保護(hù)的地址進(jìn)行訪問操作,這就保障了同一地址上的數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)訪問沖突。
單點(diǎn)故障時,另一站點(diǎn)會自動接管所有請求,如果仲裁服務(wù)器故障,系統(tǒng)也會自動進(jìn)入靜態(tài)優(yōu)先模式,所以不會影響業(yè)務(wù);雙點(diǎn)故障較為復(fù)雜,在仲裁服務(wù)器、優(yōu)先站點(diǎn)、非優(yōu)先站點(diǎn)以及三者之間的鏈路出現(xiàn)雙點(diǎn)故障時,系統(tǒng)同樣會通過靜態(tài)優(yōu)先等方式繼續(xù)為應(yīng)用提供服務(wù),大部分雙點(diǎn)不會影響業(yè)務(wù)連續(xù)性。
華為一體化雙活方案可以實(shí)現(xiàn)大部分的非典型故障自動恢復(fù),用戶無需進(jìn)行過多配置操作。
分布式鎖機(jī)制(DLM)
在比利時Saint-LUC(UCL)醫(yī)院,華為為客戶提供300公里內(nèi)的端到端雙活數(shù)據(jù)中心解決方案,確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備故障、甚至單數(shù)據(jù)中心故障時,業(yè)務(wù)自動切換,上層應(yīng)用無感知,確保業(yè)務(wù)永續(xù)。
隨著企業(yè)業(yè)務(wù)復(fù)雜度的不斷提升,業(yè)務(wù)中斷和數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險越來越大。華為一體化雙活解決方案,可以確保數(shù)據(jù)庫與文件業(yè)務(wù)實(shí)時在線,并且通過統(tǒng)一管理平臺實(shí)現(xiàn)了簡易運(yùn)維。更為重要的是,不論單點(diǎn)故障還是雙點(diǎn)故障,都能夠最大限度的縮短恢復(fù)時間,通過充分的自動化設(shè)計提高系統(tǒng)恢復(fù)效率,全面保障企業(yè)業(yè)務(wù)永續(xù)。目前,華為一體化雙活解決方案在金融電子影像、公安警務(wù)綜合系統(tǒng)、檢察院電子檢務(wù)等場景下均有著廣泛的應(yīng)用。
華為公司簡介
作為全球領(lǐng)先的信息與通信(ICT)解決方案供應(yīng)商,華為堅持以豐富人們的溝通和生活為愿景,堅持圍繞客戶需求的持續(xù)創(chuàng)新,與合作伙伴開放合作,在電信網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、終端和音視頻等領(lǐng)域構(gòu)筑了端到端的解決方案優(yōu)勢。通過全球?qū)W⒕礃I(yè)的18萬名華為人,致力于為運(yùn)營商客戶、企業(yè)客戶和消費(fèi)者創(chuàng)造最大的價值,提供有競爭力的ICT解決方案、產(chǎn)品和服務(wù)。目前,華為的業(yè)務(wù)遍及全球170多個國家和地區(qū),服務(wù)全世界1/3以上的人口。華為公司成立于1987年,是一家由員工持有全部股份的民營企業(yè)。欲了解更多詳情,請參閱華為官網(wǎng):www.huawei.com
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