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企业虚拟网络存储应用方案

       今天越来越多的企业开始认识到虚拟网络存储技术为其带来的商业价值,然而如何根据企业具体情况部署基于虚拟存储的产品和方案,是虚拟网络存储技术能否走向实用化的关键。贝英斯公司认为一个好的虚拟存储解决方案应该能够实现以下功能:
● 支持所有不同的存储界面(SCSI、IDE、iSCSI、Fibre Channel),以实现“无限制”的虚拟功能。
● 支持广泛的连接协议包括IP、iSCSI、Fibre Channel等;
● 异构存储平台和应用服务器平台支持,遵循业界公认的开放标准;
● SAN/NAS合二为一:在同一“存储池”内支持SAN(块文件级)和NAS(文件级);
● 提高虚拟磁盘的性能和数据的可用性;
● 全面的存储服务,支持镜像、复制、备份、快照等功能。
       作为美国DataCore公司在中国唯一授权VAD级产品代理商和技术支持中心,下面将通过DataCore的SANmelody虚拟存储管理软件探讨企业存储虚拟化解决方案。
在线数据保护解决方案
       越来越多的企业利用扩展存储空间来存放在线数据拷贝,以获得更好的数据安全性和数据可用性,通过将DataCore配置成扩展iSCSI磁盘服务器能够实现这一目标。
       如图3所示,利用数据镜像(RAID-1)技术,每当应用主机存放数据到磁盘上时,主机操作系统在向本地内置盘写数据时,也会将数据同时写入由另一个位于不同物理位置的磁盘服务器提供的磁盘上,而这些操作对于应用而言是透明的,一但某个磁盘发生故障,另一份冗余磁盘就会立即接管,成为实时的备份磁盘。

图3 在线数据保护解决方案


在线数据保护方案的特点有:
● 简单实用,成本较低,无需改变现有存储结构;
● 适合有业务连续性要求的中小企业快速部署;
● 容易向IP-SAN结构迁移。
虚拟化数据备份解决方案
        对于业务系统而言,日常的数据备份是十分重要和必不可少的环节,但是他们通常会比较耗时的,并且会对生产系统产生一定程度的影响,严重时甚至会造成业务系统的中断。特别是当用户的业务数据越来越多,备份所消耗的时间越来越长,备份的过程越来越复杂时,用户不得不面对以下的一些问题 — 如何使备份的过程对生产系统影响最小,同时又使得数据的恢复快速而可靠?
       针对这些问题,采用DataCore的虚拟化数据备份方案,既可以实现用户数据保护和数据恢复的预期,又可以使备份的过程对生产系统几乎是零影响(Zero-Impact)的。这个解决方案利用了用户既有的备份产品。
       DataCore的这个解决方案的核心就是通过使用磁盘服务器(Disk Server) ,可以将其所连接的磁盘空间分配给其他的应用服务器,如邮件服务器,Web服务器,数据库服务器等。通过安装DataCore的SANmelody软件,通过产生各应用服务器磁盘的最新拷贝,但服务器或磁盘发生故障时,就可以快速的恢复生产的正常运行。


图4 虚拟化数据备份解决方案

       当传统的磁带备份可能会中断生产系统数小时之久时,对生产卷的快照仅仅需要一个简短的应用停顿,用以记录数据的当前状态,而这种些许的应用停顿,用户几乎察觉不到。在快照产生完毕后,生产卷被释放,应用也可以继续的进行数据的更新操作。其后,SANmelody捕捉随后的实时数据变化,并将变化记录在另一个单独的快照卷上,这个过程大大的缩短了建立一个可备份拷贝的时间。
       建立快照除了可以提供一个可以快速恢复的完好的磁盘映像外,同时也极大地搞了备份的效率,最大限度地减少了对生产系统的影响。通过对快照卷而非生产卷进行备份,磁盘服务器可以实现真正的后台备份,而这时对生产系统的影响几乎为零。
       在传统的网络备份中,每一个需要备份数据的主机都需要安装备份代理,这对用户而言是一个不小的费用。通过使用快照,我们可以针对需要备份的生产卷产生快照,然后将快照加载到指定的备份服务器上,从而实现集中式备份。这种集中式备份免除了用户购买大量备份代理license的必要,为用户节省了大量的费用。
存储业务连续性解决方案
       对于将生产系统迁移到网络上的企业来说,业务连续性是非常重要的技术保障,通过在主机,网络,和存储设备之间部署High Availability功能,可以实现业务连续性。
       DataCore支持FC-SAN和iSCSI网络连接的HA-Mirroring(也称Auto Failover)存储服务,如图5所示。


图5 存储业务连续性解决方案

        在N台FC-SAN或iSCSI存储服务器上配置HA-Mirroring选项;在每台应用主机上配置相应的路径选择软件(如AutoPath Client)。与基于主机的多路径软件配合,Auto Failover 选项可以保护在应用服务器和存储系统之间的单点故障。应用向主磁盘服务器写的磁盘块被自动地实时的镜像到备用磁盘服务器上。 如果主路径或主磁盘服务器发生故障,在应用服务器上的多路径软件将侦测到这个故障并尝试向备用路径重新发出请求。这时,备用磁盘服务器将代表主磁盘服务器,利用最新的磁盘映像作出响应,从而保证数据存取的连续性。两个磁盘服务器都可以同时处理I/O请求,一个处理主路径上一些卷,另一个处理余下的卷。
        Auto Failover选项还可以使光纤磁盘阵列进行不中断应用的升级。
NAS服务整合解决方案
        对有些应用环境,用户既要求有数据库文件存储又有文件型存储,这需要对NAS和SAN两种存储结构进行整合,DataCore能够同时提供iSCSI/FC SAN存储服务和Windows Storage Server功能,支持NAS NFS/CIFS文件访问服务,如图6所示。


图6 NAS服务整合解决方案

异构存储环境下数据容灾与恢复解决方案
        对于拥有关键性业务操作的企业而言,不仅仅要考虑本地存储业务连续性还要考虑灾难发生时如何保障关键业务不被中断或者中断时间最小。通常的做法是建立一个同城或异地数据灾备中心,在生产点和灾备点之间进行数据复制并在灾难发生时进行数据恢复。对于大部分企业而言,总是要在数据容灾与恢复的时效性与管理成本上做出平衡(Trade-off)。
        DataCore提供了一种经济有效的远程数据容灾与恢复解决方案,如图7所示。


图7 异步远程数据容灾解决方案

该方案的特点在于:
● 低成本:利用高可用性的IP网络,传输遵循标准的TCP/IP协议,无需专用设备,专用链路,不受距离限制,实现异步数据远程复制,相比需要专用光纤链路和同步磁盘镜像技术的数据复制方案,该方案大幅降低了数据容灾基础设施成本;
● 开放性:不受存储硬件设备厂商的限制,灾备中心可以采用与主中心不同品牌的存储设备,如在主数据中心采用EMC DMX800,而在灾备中心采用IBM DS4100或其他第三方存储设备。同样的,不受应用服务器类型和操作系统的限制;
● 简单性:通过配置SANmelody的AIM服务选项和Snapshot选项即可实现远程异步数据复制和数据恢复,无需在应用主机上安装复制代理软件;
● 高效性:Block-Level级的数据传输,提供更高的数据安全保障。减少传输过程中的Overheader,提高传输速度;采用了增量I/O复制,减少网络带宽占用;数据的复制是完全自动的,一旦最初的数据同步完成,则只有变化的数据才会被传送到远端并且是双向传输;
● 灵活性:支持N对1的数据容灾部署
       结束语: 利用虚拟化存储来改善数据管理将为企业带来的好处是:降低设备采购和扩容成本;简化管理,降低管理上的复杂性;提高各种存储设备的利用率;提高数据可用性。简化存储管理后,相应的人员费用和管理费用也会降低;提高存储设备的利用率后,原来的1GB空间只能当500MB来使用,而现在1GB甚至能当1.2GB使用;数据的可用性提高了,可大大缩短计划内或者非计划停机时间。这些都是企业的实际效益。
       虚拟化存储是一种企业存储系统的基础架构,尽管它不一定为用户带来很多直接利润,但它能节省成本,这其实就是增加了企业收益。
       企业是否需要建立或将现有存储结构向基于虚拟存储技术的存储基础架构迁移,取决于多方面因素,包括关键性业务操作连续性;设备部署的成本;投资保护;管理效率等。
       目前,基于虚拟存储技术的产品已经推向市场并且有了许多成功案例,用户选择虚拟存储产品时应注重其技术开放性,可扩展性,存储服务多样性,以及本地化技术服务支持等。