Sun StorEdgeTM的瞬時(shí)映像功能

2019-11-18 13:28:35

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供稿：網(wǎng)友

　　簡(jiǎn)介
　　今天，隨著信息消費(fèi)者和治理者越來(lái)越希望能獲得“正被使用數(shù)據(jù)”的快速轉(zhuǎn)儲(chǔ)以實(shí)現(xiàn)他們獨(dú)立讀寫(xiě)的目的，非侵入的時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)（PIT）得到廣泛的需求。在時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)（PIT）問(wèn)世之前，聯(lián)機(jī)事務(wù)處理程序經(jīng)常為了復(fù)制和備份數(shù)據(jù)而被迫切斷幾個(gè)小時(shí)，以使接下來(lái)的必要工作能正常進(jìn)行。這種中斷使得在復(fù)制程序指今的同時(shí)，又復(fù)原了某些災(zāi)難性的影響。隨著時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)（PIT）的產(chǎn)生，主程序能夠僅憑在檢驗(yàn)點(diǎn)的短暫停頓就可以創(chuàng)建刷新一份時(shí)點(diǎn)視圖。因此，時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)可以在支持后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)決策支持、應(yīng)急計(jì)劃和可視控制的同時(shí)，保證要求嚴(yán)格的聯(lián)機(jī)程序正常運(yùn)行。
　　
　　這份白皮書(shū)具體介紹了用來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)時(shí)點(diǎn)映象的幾種方法，并逐一分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)。本書(shū)還描述了Sun StorEdgeTM 瞬時(shí)映像----一個(gè)快速轉(zhuǎn)儲(chǔ)技術(shù)，是Sun 公司 Intelligent Storage Network TM戰(zhàn)略中不可或缺的部分。正象本文件中所闡釋的，諸如Sun StorEdge瞬時(shí)映像之類的技術(shù)為Sun用戶提供了舉不勝舉有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)。
　　
　　本章的最后簡(jiǎn)要介紹了時(shí)點(diǎn)設(shè)備的用途和常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)列表，為討論時(shí)點(diǎn)技術(shù)提供信息背景。
　　
　　時(shí)點(diǎn)(PIT)技術(shù)的普通應(yīng)用
　　以下是一些能直接從時(shí)點(diǎn)復(fù)制設(shè)備中受益的普通程序操作。
　　
　　裝載數(shù)據(jù)庫(kù)
　　
　　時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)能夠?qū)υ诰€數(shù)據(jù)進(jìn)行快速抽點(diǎn)映像，并轉(zhuǎn)為常用的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而最大限度減小了對(duì)聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)處理的破壞。存儲(chǔ)治理者為在線數(shù)據(jù)創(chuàng)建了時(shí)點(diǎn)影像卷，從而使數(shù)據(jù)庫(kù)的下載程序能夠獨(dú)立、直接地得到這些數(shù)據(jù)。現(xiàn)在可以頻繁地更新數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)樵诰€處理和數(shù)據(jù)下載能夠同時(shí)進(jìn)行。
　　
　　備份
　　
　　隨著大量需要保護(hù)的信息的爆炸式傳播，用視窗進(jìn)行存儲(chǔ)和治理信息正在迅速被淘汰。時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)可以使在線操作和備份在線數(shù)據(jù)的時(shí)點(diǎn)快速抽點(diǎn)映像同時(shí)進(jìn)行，從而最大限度地延長(zhǎng)了計(jì)算機(jī)正常工作時(shí)間。
　　
　　程序開(kāi)發(fā)與測(cè)試
　　
　　新的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)能夠在通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的測(cè)試而得以增強(qiáng)。利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)儲(chǔ)映像作為新應(yīng)用程序的檢驗(yàn)輸入能夠有助于加速新應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)周期從而使對(duì)這些應(yīng)用程序的調(diào)試更加迅捷。
　　
　　數(shù)據(jù)共享
　　
　　今天，許多公司面臨需要在多種平臺(tái)上用多種程序共享同一數(shù)據(jù)。時(shí)點(diǎn)映像可用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同程序間的數(shù)據(jù)共享。
　　
　　數(shù)據(jù)遷移
　　
　　當(dāng)今存儲(chǔ)平臺(tái)的迅猛發(fā)展使得要求在線數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)子系統(tǒng)到其替換單元的物理移動(dòng)的呼聲日漸高漲。時(shí)點(diǎn)復(fù)制設(shè)備使這一過(guò)程變得相對(duì)的非侵入性并簡(jiǎn)單可行。
　　
　　在經(jīng)歷一個(gè)短暫的創(chuàng)建眾所周知的一致點(diǎn)過(guò)程之后。后臺(tái)復(fù)制程序開(kāi)始將數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)平臺(tái)遷移到另一平臺(tái)上，同時(shí)保證在線程序依然受到原磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)的支持。一旦獨(dú)立的快速抽點(diǎn)數(shù)據(jù)在替換磁盤(pán)上創(chuàng)建并為新的時(shí)點(diǎn)所刷新，程序即指向新的存儲(chǔ)區(qū)，同時(shí)原磁盤(pán)即被刪除。與完全備份和相關(guān)預(yù)防一起，數(shù)據(jù)遷移有助于實(shí)現(xiàn)要害數(shù)據(jù)的維護(hù)和可恢復(fù)性。
　　
　　術(shù)語(yǔ)
　　以下列出了討論時(shí)點(diǎn)技術(shù)中用到的術(shù)語(yǔ)：
　　
　　
　　主卷----磁盤(pán)的一個(gè)邏輯分區(qū)，存儲(chǔ)非凡程序和成套程序的原始信息。
　　
　　
　　影像卷（快速抽點(diǎn)卷）----磁盤(pán)的一個(gè)邏輯分區(qū)，存儲(chǔ)已改變的時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)或原始主卷的完全映像。
　　
　　
　　卷對(duì)----由主卷和與其對(duì)應(yīng)的影像卷組成，每一卷對(duì)由一個(gè)位圖支持。
　　
　　
　　三重鏡像----在已有的被保護(hù)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)鏡像后連接第三鏡像卷（RAID1),這是用以實(shí)現(xiàn)時(shí)點(diǎn)拷貝的方法之一。
　　
　　
　　位圖----文件或磁盤(pán)物理分區(qū)，用以保存主卷和影卷之間的數(shù)據(jù)的當(dāng)前狀態(tài)。
　　
　　
　　同步化----在影像卷上創(chuàng)建與主卷完全相同的復(fù)件或映像的過(guò)程。
　　
　　
　　完全的再同步----完全的磁盤(pán)復(fù)制，這是同步化操作中耗時(shí)最長(zhǎng)的過(guò)程。大多數(shù)情況下，影像卷按照主卷同步化，但有時(shí)主卷也可以按照影像卷同步化。
　　
　　
　　快速再同步化----僅復(fù)制與數(shù)據(jù)日志相關(guān)的磁盤(pán)塊從而降低了同步化時(shí)間。
　　時(shí)點(diǎn)復(fù)制技術(shù)
　　時(shí)點(diǎn)復(fù)制（PIT）是對(duì)在非凡時(shí)點(diǎn)（point in time）“凍結(jié)”的數(shù)據(jù)的復(fù)制映像。這些復(fù)件使后續(xù)程序以給定的取點(diǎn)頻率對(duì)原始程序生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行非侵入性的存取產(chǎn)生專用映象。以下是創(chuàng)建時(shí)點(diǎn)復(fù)件的三種主要技術(shù)：
　　
　　
　　中斷鏡像----時(shí)點(diǎn)到達(dá)之前對(duì)數(shù)據(jù)創(chuàng)建并存儲(chǔ)完全物理復(fù)制
　　
　　按需復(fù)制----時(shí)點(diǎn)到達(dá)之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行完全物理復(fù)制
　　
　　虛擬映象----時(shí)點(diǎn)到達(dá)的時(shí)刻，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬的，非物理的復(fù)制。
　　這每一種技術(shù)伴有響應(yīng)更新的選擇能使之充分利用時(shí)間實(shí)現(xiàn)后來(lái)的時(shí)點(diǎn)。一般說(shuō)來(lái)，主數(shù)據(jù)和時(shí)點(diǎn)映象會(huì)有軟件跟蹤以實(shí)現(xiàn)有選擇的刷新而不會(huì)執(zhí)行費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的完全磁盤(pán)一磁盤(pán)復(fù)制。
　　
　　中斷鏡像
　　這一方法要求附屬的鏡像卷和主數(shù)據(jù)卷相聯(lián)系（主卷自身可能被RAIDI實(shí)現(xiàn)鏡像，因此“三重鏡像”）。利用中斷鏡像，數(shù)據(jù)能夠在時(shí)點(diǎn)來(lái)臨之前不斷地復(fù)制到“第三鏡像”中。
　　
　　以下是使用“中斷鏡像”技術(shù)的典型過(guò)程
　　
　　創(chuàng)建數(shù)據(jù)的附屬鏡象
　　
　　在要求時(shí)點(diǎn)復(fù)制之前，一個(gè)新的鏡卷與主卷相聯(lián)系。接著，主卷的內(nèi)含在后臺(tái)被復(fù)制到新鏡之中。然后，附加鏡像將調(diào)整與主卷一致。附屬鏡卷也會(huì)得到與主卷一致的更新數(shù)據(jù)，以保證同步繼續(xù)，在三途徑鏡卷中，子系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)每一次寫(xiě)入將受到3次輸入/輸出操作。
　　
　　使附屬鏡卷與主卷脫離
　　
　　假如要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能為后續(xù)程序所進(jìn)入的時(shí)點(diǎn)映象。人們必須不時(shí)的暫停更新鏡卷并中斷鏡象。換句話說(shuō)。分離第三鏡卷將中斷主卷與附屬卷的同步性，使時(shí)點(diǎn)復(fù)制獨(dú)立出去。中斷之后，附屬鏡像在時(shí)點(diǎn)保存了快速抽點(diǎn)的主數(shù)據(jù)，并且僅對(duì)主卷進(jìn)行刷新。
　　　 Sun StorEdgeTM的瞬時(shí)映像功能（圖一）

　　獨(dú)立鏡卷與主卷的再同步
　　
　　分離之后，隨著原程序和PIT程序的獨(dú)立運(yùn)行，主卷和獨(dú)立鏡卷的各自影像而逐漸大相徑庭。這就是所謂的非同步化。
　　
　　再同步是這樣一個(gè)過(guò)程：它能使一個(gè)影像又一次變成它所對(duì)應(yīng)的信息的“克隆”。
　　
　　依據(jù)時(shí)點(diǎn)復(fù)初始化過(guò)程的不同，再同步技術(shù)分為好幾類
　　
　　
　　按需復(fù)制
　　按需復(fù)制與中斷鏡象有一些不同。最明顯的是一旦完成全卷復(fù)制，就沒(méi)有必要再繼續(xù)對(duì)鏡像源源不斷地寫(xiě)入和復(fù)制而造成額外的資源開(kāi)銷。
　　
　　和中斷鏡像技術(shù)一樣，一旦具備了時(shí)點(diǎn)獨(dú)立卷的初始條件，按需復(fù)制就開(kāi)始運(yùn)行了。其后，每一次PIT影像需要刷新的時(shí)候，只需進(jìn)行新增數(shù)據(jù)的再同步。這種方法對(duì)降低在存儲(chǔ)匹配影像中必不可少的I/O的時(shí)間將有望發(fā)揮極大潛力。
　　
　　因?yàn)榘葱鑿?fù)制并非通過(guò)三鏡技術(shù)而實(shí)現(xiàn)，所以它常靈活地用在主卷和時(shí)點(diǎn)影像被保護(hù)的場(chǎng)合下。作為預(yù)防，主卷應(yīng)經(jīng)常由不同級(jí)別的RAID所保護(hù)。時(shí)點(diǎn)影像能被有選擇地自由的保護(hù)，在大多數(shù)情況下，RAID保護(hù)無(wú)須和主機(jī)相匹配。
　　
　　當(dāng)復(fù)制進(jìn)行的時(shí)候按需復(fù)制技術(shù)需要記載正被寫(xiě)入主卷的數(shù)據(jù)的始發(fā)地址。當(dāng)時(shí)點(diǎn)已經(jīng)到達(dá)時(shí)它還需要被告知復(fù)制已經(jīng)完成，因此，復(fù)制期間的失誤將導(dǎo)致無(wú)意義的時(shí)點(diǎn)映象。以下就是使用按需復(fù)制技術(shù)的典型過(guò)程。
　　
　　創(chuàng)建數(shù)據(jù)復(fù)件
　　
　　在創(chuàng)建時(shí)后，開(kāi)始從主磁盤(pán)向影像磁盤(pán)進(jìn)行全卷復(fù)制。復(fù)制工作由后臺(tái)控制。與復(fù)制工作一起，主卷的要求寫(xiě)入引起了主塊當(dāng)前內(nèi)容向?qū)?yīng)影像磁盤(pán)的復(fù)制。這一方法保證了在主數(shù)據(jù)進(jìn)行更多的修改時(shí)時(shí)點(diǎn)映像得以保護(hù).　 Sun StorEdgeTM的瞬時(shí)映像功能（圖二）

　　獲得時(shí)點(diǎn)復(fù)件
　　
　　雖然復(fù)制技術(shù)處于進(jìn)步階段，但諸如Sun Stor Edge瞬時(shí)映像技術(shù)卻在復(fù)制行業(yè)伊始那一刻起就提出時(shí)點(diǎn)映像的準(zhǔn)確描述。對(duì)未經(jīng)復(fù)制的時(shí)點(diǎn)塊進(jìn)行讀取的要求導(dǎo)致了對(duì)它的復(fù)制。后臺(tái)復(fù)制又一次接管此項(xiàng)工作。一旦按需復(fù)制完畢，一個(gè)獨(dú)宜的主數(shù)據(jù)的物理復(fù)件就產(chǎn)生了。
　　
　　復(fù)件與主卷的再同步：
　　
　　Sun StorEdgeTM 瞬時(shí)映像等產(chǎn)品，在按需復(fù)制啟動(dòng)時(shí)，就開(kāi)始跟蹤主卷當(dāng)前映像與主卷內(nèi)容之間的不同。這就用到了記分牌。
　　
　　軟件參考記分牌并且僅復(fù)制變化了的塊，這樣，新的時(shí)點(diǎn)映像就產(chǎn)生了
　　
　　虛擬映象
　　中斷鏡像和按需復(fù)制方法在得到時(shí)點(diǎn)復(fù)件時(shí)都將產(chǎn)生一個(gè)完全獨(dú)立的物理映像。相比之下，稱作虛擬映象的選擇性技術(shù)，包括了一個(gè)獨(dú)立映象，其普通的非改變的內(nèi)容可為主程序和時(shí)點(diǎn)用戶所共享。因此，虛擬映象依靠于主卷，而只有主像與時(shí)點(diǎn)像的不同處才存入獨(dú)立的物理區(qū)域中。
　　
　　理想中，這種最優(yōu)化技術(shù)省時(shí)省力并能提高得到時(shí)點(diǎn)映像的能力。程序在頻繁更新卷中狹窄區(qū)域以保持映像的規(guī)整性中付出的代價(jià)很大
　　
　　以外行的眼光看，虛擬映像似乎是一個(gè)在主程序變化時(shí)時(shí)點(diǎn)信息賴以藏身的獨(dú)立映像。事實(shí)上，虛擬映像能夠通過(guò)一個(gè)含有指向兩個(gè)獨(dú)立的物理區(qū)域的指針的偽卷而得以實(shí)現(xiàn)。一個(gè)區(qū)域里僅是主卷里的不變的塊，另一個(gè)是在主卷內(nèi)容更新前收集它們的原始狀態(tài)，就象時(shí)點(diǎn)用戶使虛擬映像發(fā)生的任何變化一樣。
　　
　　當(dāng)主卷被更新的時(shí)候，時(shí)點(diǎn)技術(shù)被用來(lái)保存獨(dú)立的虛擬映像的假象。任何新的對(duì)主卷的寫(xiě)入要求都首先引發(fā)當(dāng)前內(nèi)容向相應(yīng)的時(shí)點(diǎn)變化區(qū)域復(fù)制。這項(xiàng)技術(shù)保證了不會(huì)因主卷的新近修改而影響時(shí)點(diǎn)內(nèi)容。
　　
　　這種方法所需要的附加存儲(chǔ)器的數(shù)量依靠于在Point-in-time建立后主卷和虛擬映像更新的數(shù)量。
　　
　　以下是應(yīng)用虛擬技術(shù)的典型步驟
　　
　　創(chuàng)建虛擬映像
　　
　　在選定的時(shí)點(diǎn)開(kāi)始創(chuàng)建虛擬映像，從這一時(shí)點(diǎn)開(kāi)始，更新主卷和快速轉(zhuǎn)儲(chǔ)卷的場(chǎng)所將被記錄下來(lái)。
　　
　　在8pm創(chuàng)建時(shí)點(diǎn)
　　
　　（虛擬映像和主卷開(kāi)始時(shí)相等）
　　　