华为业务连续性容灾解决方案本地高可用解决方案.docx

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1、业务连续性容灾解决方案V100R003C00本地高可用解决方案技术白皮书1概述1.1 业务连续性的挑战11.2 方案概述21.3 方案亮点2-MJ lj JIJ xzj*,J 1 p uZ2.1 本地高可用方案(VIS) 32.2 本地高可用方案(HyperMirror) 42.3 本地高可用方案(HyperMetro ) 52.4 方案应用场景53本地高可用(VIS)关键技术原理73.1 VIS存储虚拟化原理73.2 VIS镜像原理124本地高可用(HyperMirror)关键技术原理144.1 阵列异构虚拟化原理144.2 阵列卷镜像原理154.3 阵列镜像卷快照1921215本地可可用(

2、HyperlVzIetro )关键技木原理5.1 AA双活架构5.1.1 并行访问215.1.2 I，可1*I 215.2 高可靠性设计225.2.1 跨阵列集群技术235.2.2 数据实时镜像235.2.3 跨阵列坏块修复255.2.4 仲裁设计265 2.5J专寸! 315.3 高性能设计345.3.1 数据零拷贝345.3.2 优化访问346 I口381.1 业务连续性的挑战1.2 方案概述1.3 方案亮点1.1 业务连续性的挑战随着IT信息化技术的飞速发展，信息系统在各种行业的关键业务中扮演着越来越重要的角色。系统业务中断会导致巨大经济损失、影响品牌形象并可能导致重要数据丢 失,其对企

3、业带来的影响也越来越巨大。因此保证业务连续性己成为当今IT基础设施的关键所在，成为通讯、金融、医疗、电子商务、物流、政府等越来越多的行业中关键系统建立的必要条件。根据每年故障发生的频率分析，设备故障是影响业务连续性运行的高发区域，包括设备器件的损坏，磁盘故障，数据损坏等问题。那么在保障业务连续运行首先需要解决的就是本地数据中心设备器件和数据的可靠性，避免因为设备原因导致业务的中断或者数据损坏或丢失等问题。1.2 方案概述高可用性(High Availability)方案。指在本地基础设施系统中，存储、网络、服务器并存，一旦服务器、网络或者存储发生故障，用户能够继续访问应用的能力。即要求服务器、

4、网络和存储都有冗余架构，系统运行具有很强的容错能力，以保持高可靠性。本地高可用方案是在部件各个器件冗余的可靠性基础上建立本地备用系统，一旦主用的存储、网络、服务器等任意单节点出现故障，可以实现快速的业务接管。本方案通过V1S镜像、阵列的异构虚拟化和卷镜像技术、阵列双活技术，实现存储层高可用冗余架构，可以结合网络，服务器及应用集群实现到端到本地高可用方案。1.3 方案灵点最小化的宕机风险提供适用于不同应用场景的解决方案，所有方案将华为存储与上层服务器集群技术完美结合，提供全冗余系统架构，提供7*24的高可用性服务；消除系统单点故障风险，在任何系统单点故障情况下，数据零丢失，上层业务不中断。广泛兼

5、容异构服务器和应用类型无关，可以广泛应用于各类操作系统和应用，华为VIS和存储可以广泛兼容友商阵列如：EMC, IBM, HDS, HP等厂商常见存储设备，充分利用设备剩余资源，保护现有投资。实现扩展灵活本地高可用方案结合容灾复制等增值特性，可以进一步完善更高级别的容灾保护，如异地容灾，两地三中心容灾等。维护管理简单无需应用配置，不需要服务器层安装额外的磁盘管理软件，实施和管理简单方便，单设备故障不影响10访问。本地高可用解决方案架构本地高可用解决方案实现主要分成服务器，网络，存储几个层次。本章主要介绍存储层本地高可用实现架构，包括以下3个方案：2.1 本地高可用方案(VIS)2.2 本地高可

6、用方案(HyperMirror)2.3 本地高可用方案(HyperMetro)2.4 方案应用场景2.1 本地高可用方案(VIS)图2-1 VIS本地高可用方案架构VIS6600T华为存储友商存储如图2-1所示，木方案采用VIS6600T的镜像功能实现Active-Active的双阵列架构，两台互为镜像的阵列同时对上层业务提供服务，当一台阵列故障时，另一台阵列无缝切换接管业务，提供连续的数据访问。同时配合上层应用服务器的集群功能与冗余的双交换组网，实现端到端的高可用，当任一部件出现单点故障，均不会导致业务中断。2.2 本地高可用方案(HyperMirror)图2-2阵列本地高可用(HyperM

7、irror)方案架构华为存储友商存储如图2-2所示，数据中心应用服务器通过服务器集群或者应用程序集群实现高可用组网，当任一服务器故障之后应用可以自动通过备用服务器接管。存储层通过冗余的光纤交换机、磁盘阵列实现高可用组网，当任一交换机，磁盘故障或者友商阵列故障，不影响上层业务数据访问。采用HyperMirror卷镜像实现的阵列本地高可用方案相对VIS本地高可用方案来说，无需VIS存储虚拟化网关，相对来说成本更低，减少了VIS的故障点。但是阵列本地高可用因为直接使用华为阵列引擎实现异构和卷镜像，如果华为阵列故障后需要中断业务进行恢复才能使用。2.3 本地高可用方案(HyperMetro)图2-3阵

8、列本地高可用(HyperMetro)方案架构志拟化HyperMetro存储光纤交换机V(双冗余组网)”友商存储华;以太网交换机(双冗余组网)仲裁服务器如图2-3所示，本方案采用华为OceanSlor系列磁盘阵列HyperMetro实现存储层面的双活，两个磁盘阵列组成双活集群，利用镜像卷技术，实现本地高可靠。两分存储设备上的LUN被虚拟化为一个虚拟的卷，主机写操作通过卷虚拟化镜像技术同时写入这两个存储设备，保持数据实时一致。其中任何一个存储设备故障，虚拟卷仍能提供正常的10读写能力，主机业务不受影响。待存储设备恢复正常后，存储虚拟化设备将增量数据后台同步到修复的存储设备，整个过程对主机“透明”，

9、不会影响主机业务。2.4 方案应用场景华为针对不同的客户场景，提供了三种本地高可用方案对客户的生产系统进行保护。三种方案的区别如下表所示：表2-1本地高可用方案应用场景本地图引用（VIS）本地图J用(HyperMirror)本地图J用(HyperMetro)方案形态网关阵列阵列方案架构A-A集群架构N/A （被接管阵列不对外体现）A-A集群架构扩展性最大支持8节点最大支持2节点最大支持32节点数据缓存无读写缓存读缓存，无写缓存（透写）读写缓存接管异构存储支持支持支持应用场景支持异构并消除阵列单点故障支持并消除异构阵列单点故障支持异构并消除阵列单点故障3本地高可用(VIS)关键技术原理关于本章3

10、.1 V1S存储虚拟化原理3.2 V1S镜像原理3.3 VIS存储虚拟化原理3.4 V1S镜像原理3.1 VIS存储虚拟化原理异构阵列管理技术VIS66()()T的虚拟化方案提供了存储资源自动发现功能。在发现连接了某款阵列后，会自动获取相应的阵列设备型号，并启用相应阵列支持模块。阵列支持模块提供了阵列对阵列正常操作以及故障模式下的处理流程，保证阵列和VIS的响应符合预期。在许多高级磁盘阵列中，RAID控制器可能会将几个物理磁盘作为一个逻辑磁盘设备提供给操作系统。在这种情况下，VIS6600T只会看到这个逻辑磁盘设备，而不是组成该逻辑设备的物理磁盘。因此，VIS6600T看到的磁盘阵列中的一个磁

11、盘时，该磁盘可能是物理设备，也可能是RAID控制器在磁盘阵列上划分的逻辑设备。物理设备挂接到服务器上后，接手对这些设备的管理，并且在受VIS6600T控制的物理磁盘(VM磁盘)上写入标识信息，为物理设备和逻辑设备建立了对应关系。访问磁盘的时候需要通过VM磁盘来找到物理磁盘。经过异构阵列识别技术，可以识别出阵列的模式，如AA, A/P等模式，然后根据模式的不同，对每个阵列上映射到VIS的物理设备生成对应的逻辑磁盘对象，并根据VIS到阵列的连接情况，为每个逻辑磁盘对象生成逻辑路径，每条逻辑路径均有相应的物 理路径与之对应。动态多路径技术经过异构阵列识别模块，可以识别出逻辑磁盘对象和逻辑路径和阵列的

12、模式，如A/A,A/P等模式，而动态多路径技术则实现了逻辑磁盘的业务负载均衡技术和动态路径管理技术。根据阵列模式的不同和负载均衡策略的不同，实现不同的业务负载均衡模式。对于不同模式的阵列，IO处理的模式存在差异。对于A/A模式的阵列，这种阵列通过在到LUN的多条路径之间平均分配I/O负载，使DMP能够提供最大的I/O吞吐量。如果一条路径出现故障，DMP自动将I/O路由到其他可用的路径。在10选择下发的逻辑路径的策略上，主要有最短拥塞队列（选择等待处理IO数量最少的路径）、最短响应时间等策略（选择每个IO处理最快的路径）,通过V1S自动的策略选择，保证业务的负载均衡。对于A/P模式的存储设备，生成的路径路径分为主路径和备路径，在所有的主逻辑路径上可以下发10。如果一条主路径出现故障，DMP自动将I/O路由到其他可用主路径，选择的策略同A/A模式的阵列一致，也是最短拥塞队列（选择等待处理10数量最少的路径）、最短响应时间等策略（选择每个IO处理最快的路径）。当所有的主路径均故障后，动态多路径技术会选择在所有的备路径下发10,整个过程称为FAILOVERc当主路径故障恢复正常后，动态多路径技术会将IO重新切换到主路径上下发，这个过程称为FAILBACKo通过10的故障切换模式，保证10的最大吞吐量和故障模式下的业务平滑切换。卷虚拟化技术VIS66（）（）T虚拟化方案通过多层次虚拟对象