相較於其他儲存廠商的遠端複製產品,NetApp的遠端複製產品線最為簡單,一套SnapMirror,便能涵蓋包括FAS與V系列在內的所有產品線。

藉由NetApp提供的Storage Replication Adapter Version 1.0軟體,便可搭配VMware SRM架構,利用在FAS系列與V系列上執行的SnapMirror遠端複製,建構自動化的災難備援機制。

SnapMirror的基本概念

SnapMirror分為Volume-Based與Qtree-Based兩種類型(Qtree是一種特別的邏輯Volume)。

Volume-Based SnapMirror來說,兩端點必須同樣大小、相同Volume類型(同為FlexVol或傳統Volume),並會複製來源端Volume所有的資料以及Snapshot到目標端。如果在來源端上層應用程式或管理者同時也對來源端Volume執行Snapshot,這些Snapshot的關係,也會一起被複製到目標端。

Qtree-Based SnapMirror的特性是,兩端點無需同樣大小、也無須為相同Volume類型,只會複製來源端Qtree所有的資料到目標端。

在傳輸方面,SnapMirror有Synchronous、Semi-synchronous與Asynchronous三種運作模式,皆以Snapshot為基礎。

SnapMirror同步模式

只有Volume-Based SnapMirror支援同步模式,運作可分為三個階段:

(1)初始化:先對來源端作一個snapshot,作為後續的基準,然後把主站來源端Volume資料傳送到備援站,接下來兩端點都會各有一份相同的snapshot。這份snapshot可作為日後發生問題時回復的基礎。

(2)NVLOG階段:端主機寫進來源端系統的時候,當來源端NVRAM與Cache收進write I/O的同時,就同時會把這份write I/O送到目標端NVRAM/Cache,當目標端回報NVRAM/Cache收到資料後,來源端再向前端主機回報「完成寫入」。但這個時候資料都還停留在NVRAM/Cache,沒有實際寫進磁碟。

(3)觸發一致點(Consistency Point,CP)階段:只有在觸發CP以後,Data ONTAP才會透過Cache中的資料,算出有哪些區塊是要更新的,然後才把更新的區塊寫到磁碟中。同時這些區塊也會透過網路送到備援站,然後寫進磁碟。備援站再送一份回應給主站,讓主站判斷CP已完成。

由前面的描述可以注意到,SnapMirror同步模式傳輸,分為NVRAM的傳輸與觸發CP後實際寫入磁碟兩階段。第1階段是前端主機寫入的原始資料,第2階段存在的,則是經過Parity計算真正要改變至底層RAID-DP的資料。只要完成第1個階段,資料就已傳送到備援站端,至於第2階段只是將資料從NVRAM上寫入RAID中而已。

兩段式寫入的優點

基於底層WAFL檔案系統的獨特架構,NetApp儲存設備對資料的寫入,分為NVRAM接收資料與磁碟實際寫入的兩段式程序,這種架構可具有3項特色:

(1) NVRAM比磁碟快了許多。

(2)可降低磁碟寫入頻率,不需要每次變動即馬上改變RAID上的資料(傳統作法是每收到一個寫入I/O,Parity就要跟著產生一個讀取I/O及一個寫入I/O),而是一次儲存大量資料,再一次寫入。所有寫入I/O一起運算完畢後再行寫入,大幅減少多餘的磁碟運作。

(3)相對於快取記憶體,NVRAM資料在斷電時也不會流失,即使不正常關機,資料依然存在NVRAM上,待下次重開機,會自動執行replay NVRAM的動作,即可將資料再次寫回RAID中。

NVRAM並非儲存寫入資料的本體,而是存放寫入資料的log(或Journal),因此數百byte的NVRAM便能對應數十KB的實體磁碟區資料。

SnapMirror半同步模式

同樣只有Volume-Based SnapMirror支援。當主站點儲存設備的NVRAM/Cache收到前端主機的Write request後,隨即向前端主機回報write完成,接下來的程序與同步模式相比,SnapMirror半同步模式少了在備援站端的NVLOG程序,直接跳到CP觸發程序。

另外要特別注意的是,在SnapMirror同步與半同步模式下,主站系統每隔3分鐘還會執行一次自動快照,這也會觸發CP。

更彈性的SnapMirror非同步模式

Volume-Based/Qtree-Based SnapMirror都能支援。SnapMirror非同步模式基本上就是按預設排程啟動Snapshot,藉由比對兩次排程間所產生snapshot的差異得出異動區塊,然後把這些異動區塊傳送到備援站即可。

 

 NetApp SnapMirror Synchronous遠端複製機制 

SnapMirror的同步模式機制分為NVLOG(步驟2∼4)與CP觸發(步驟6∼9)兩階段,第1階段將寫入資料傳送到遠端備援站NVRAM與快取,第2階段才實際將資料寫入磁碟。

 

 NetApp SnapMirror Asynchronous遠端複製機制 

SnapMirror非同步模式是按照預設排程啟動,藉由每次排程時擷取的Snapshot計算異動資料,然後將異動資料傳到遠端備援站點。

 

 產品資訊 

NetApp SnapMirror

● 原廠:(02)8751-0088

● 網址:www.netapp.com

 

【相關報導請參考「虛擬環境自動化災難備援解決方案採購大特輯」】


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