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NetApp集成数据保护:给数据带上保护伞

  【IT168 专稿】基于NetApp的核心操作系统Data ONTAP,NetApp能够实现很多数据保护功能,并且这些保护关键数据的功能通常和NetApp硬件以及Data ONTAP紧密集成。一般来说,客户购买的系统中已经包括了这部分功能软件,但客户需要购买一个许可密钥来开通这些数据保护,不过好消息就是,尽管许可密钥是需要付费的,但用户已经不需要再购买专门的设备或执行复杂的软件安装来增加功能,所有数据保护解决方案均利用NetApp系统内置的数据管理功能。


▲图 1) 传统数据保护方法增加复杂性和成本。

  NetApp集成数据保护的基本原理已在之前的Tech OnTap文章中介绍过。在本文中,我将更深入介绍NetApp的复制技术的一些细节。NetApp数据保护的大部分重要要素(例如卷SnapMirror、配额树SnapMirror、SnapVault 和 MetroCluster)均使用镜像或复制。了解这些技术的工作原理以及它们之间的区别,更易于选择非常好的数据保护策略。首先,我将介绍这几种不同的技术,然后就如何选择适合您要求的正确产品提供一些指导。

  NetApp 复制产品

  这几年来,Tech OnTap 发表了很多关于 SnapMirror、SnapVault 和 MetroCluster 的文章。但是,据我所知,目前还没有哪一篇文章完整介绍过这些产品的几个关键功能以及各产品之间的一些重要区别。我先从 SnapMirror 开始,然后再介绍与之有关的另外两个产品。(如果您觉得 SnapMirror 的说明过于冗长,请不要太过吃惊。要了解 SnapVault 和 MetroCluster,不一定非得阅读如此冗长的说明。)文章中还包含几个比较表格,可帮助回答您想了解的任何其他问题。

  SnapMirror

  可能所有人都知道,SnapMirror 主要用于在远程位置创建镜像,以便进行灾难恢复。而只有少数人知道 SnapMirror 实际上有两种运行模式。

  卷 SnapMirror 在物理块级运行。它可将整个卷的内容及所有卷属性从源(主)卷原原本本地复制到目标(二级)卷。因此,目标存储系统必须运行与源存储系统上的 Data ONTAP 版本相同或更高版本的 Data ONTAP。如果主系统上正在运行重复数据删除或 NetApp 数据压缩(Data ONTAP 8.0.1 中新增),目标卷上也会继承这些节省,因为卷是相同的,WAN 上也会实现节省。

  配额树 SnapMirror 可复制各个配额树。因为配额树是卷的子集,所以配额树 SnapMirror 在逻辑级运行。您不能原原本本地复制配额树,因为在目标系统上,配额树的某些必要卷级记录保存信息会丢失。

  由于复制在逻辑级进行,因此与卷 SnapMirror 存在一些重要区别。首先,配额树 SnapMirror 不会继承重复数据删除实现的节省。再则,如果您从源系统和目标系统背景的角度考虑,这就容易理解了。在源系统上,配额树可以包含经过重复数据删除的块,该块只是指向位于该配额树外的某个块的指针。指针块显然不会存在于目标上,因此必须使用配额树,而不是只使用该指针复制所指向的块。在这种情况下,在网络和容量效率方面,配额树 SnapMirror 不如卷 SnapMirror 高效。

  默认情况下,配额树 SnapMirror 只复制最后创建的 Snapshot 副本,因此,它在源位置和目标位置保留的 Snapshot 副本数量不对等。(根据定义,卷 SnapMirror 在源位置和目标位置保留相同的 Snapshot 副本。)配额树 SnapMirror 只保留执行复制更新所需的一对公用 Snapshot 副本。换句话说,配额树 SnapMirror 不具有 Snapshot 保留功能。

  两种 SnapMirror 都从基本副本开始,卷或配额树中的所有数据均从源位置复制到目标位置。完成基本副本复制之后,以后的复制会定期进行。卷 SnapMirror 支持异步、半同步和同步复制,而配额树 SnapMirror 只支持异步复制。

  在异步模式下,会在源位置定期创建卷或配额树的 Snapshot 副本。只会将上次复制周期后更改或新创建的块传输到目标位置,因而此方法在存储系统开销和网络带宽方面非常高效。

  同步模式会在发生更新时就将其从源位置发送到目标位置,而不是根据预定计划发送。这有助于在目标系统上实现对源系统中写入的数据的保护,即使整个源系统发生故障,数据也不会受影响。NVLOG 和一致点 (CP) 发送用于保持目标完全是最新的。通过 NVLOG 发送,可以将写入日志(通常缓存在 NetApp 存储器上的 NVRAM 中)中的数据与目标系统保持同步。通过一致点发送,可以使磁盘上的文件系统映像保持同步。

  半同步模式与同步模式在以下两个方面不同。对源系统的写入无需等待目标系统的确认即可执行并确认;不使用 NVLOG 发送。这两项变化加快了应用响应速度,对可实现的恢复点目标 (RPO) 的影响也很小。

  您可以参考 TR-3446:《SnapMirror 异步概述和非常好的实践指南》以及 TR-3326:《SnapMirror 同步和 SnapMirror 半同步概述及设计注意事项》,了解关于上述所有模式的更多信息。


图 2) SnapMirror

  最后,关于 SnapMirror,需要了解的关键一点是卷 SnapMirror 和配额树 SnapMirror 都会生成可写入的目标系统。换句话说,如果发生了影响源系统或主系统的故障,您可以对操作进行故障转移,开始向目标系统写入。故障得到解决后,您可以执行故障恢复重新同步操作,将新增的更改复制回源系统,恢复正常运行。此功能是 SnapMirror 与 SnapVault 的关键区别。

  SnapVault

  SnapVault 主要用于磁盘到磁盘备份。与异步SnapMirror 一样,SnapVault 利用 NetApp Snapshot 技术在块级备份和恢复系统。同样,SnapVault 也只识别系统上更改的数据块(而非更改的文件),并将其复制到二级存储系统。这不仅能通过限制备份和恢复操作过程中传输的数据量来提高性能,还能限制存储备份的数据所需的容量,使您可以更频繁地执行备份(如果需要)。

  在基本运作方面,SnapVault 与配额树 SnapMirror 非常类似,它在配额树级执行基于逻辑的复制。因此,与配额树 SnapMirror 一样,它也不是源卷的精确副本,不会从源卷继承重复数据删除或数据压缩状态。(您可以在目标卷上运行重复数据删除和/或 数据压缩,就像对任何其他 NetApp 卷操作一样。)

  此外,您无法像对 SnapMirror 一样实现 SnapVault 卷可写(用于即时恢复);因此,如果您通过网络传输大量数据,使用 SnapVault 的恢复时间可能比使用 SnapMirror 长很多。如果您也拥有 SnapMirror,则可以将 SnapVault 卷设置为可写,但请记住,SnapVault 是单向的,它不具有故障恢复重新同步功能,无法将源系统恢复为最新状态。

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