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儲存設備的遠端複製功能發展,是一個從高階產品向低階產品普及的過程。

最先發展出來的同步模式

最早提供遠端複製的機型,大多是處理能力強大的大型高階產品,早期通常只有大型企業才有導入遠端複製的需求與財力,而需要透過遠端複製在異地端建立複本的設備,通常也都運行著極為關鍵的服務,因此當時的遠端複製是採用同步(Synchronous)模式,直到系統確認兩站點的儲存設備都寫入資料後,才會向前端主機回應I/O寫入完成,然後再繼續下一個動作。可以想像成是在兩個跨遠端站點的磁碟上,執行RAID 1的鏡像同步。

同步模式可保證兩站點的資料完全沒有時間落差,但顯然的,如果線路發生延遲,則前端主機將等上許久,才會收到系統回應寫入完成,以致影響到後續的作業。因此同步模式對頻寬的要求很嚴苛,也不能用在相距太遠的兩個站點間。我們這次介紹的幾種儲存端複製產品中,幾種比較老牌的都是屬於這類模式,如EMC的SDRF/S、HDS的TrueCopy Synchronous,以及IBM的Metro Mirror等。

距離遠、頻寬要求低的非同步模式

為了延伸複製傳輸的距離,同時減輕同步模式對頻寬品質的嚴苛要求,讓其他有需要導入遠端複製功能,但又無力負擔同步模式高頻寬需求的用戶,也能利用遠端複製建立異地複本,非同步(Asynchronous)模式便應運而生。

在非同步模式下,當主站點的儲存設備快取記憶體接收到前端主機的寫入I/O後,儲存設備便會立即向前端主機回應I/O寫入完成,接下來前端主機便可繼續後續的I/O動作。而停留在快取記憶體中的寫入I/O則會寫入主站點的磁碟,同時在滿足一定條件下(如快取緩衝區占滿到一定程度,或是隔一定時間),便會向備援站點送出。

非同步模式向前端主機發出回應,以及資料實際寫入備援站點,這兩個動作是彼此脫鉤的,備援站點的資料會與主站點有一定時間的落差,但不會影響前端主機效能,對傳輸頻寬的需求也較低,理論上沒有傳輸距離限制。這次介紹的EMC SDRF/A、IBM Global Copy都是這類標準的非同步鏡像模式。

非同步模式大幅減輕了頻寬的要求,但問題是一旦線路延遲情況過於嚴重,或是中斷時間過久,會導致暫存在主站點儲存設備快取記憶體中的寫入I/O累積過多而溢出,這將使得兩站點同步化失敗,待連線恢復後必須進行重新同步化的動作。為解決這個問題,一些廠商的非同步複製引進了以磁碟空間做為快取的功能,如此即可減輕快取記憶體的壓力,提高對線路不良的容忍能力,如HDS的Hitachi Universal Replicator(HUR)便是典型。

資源要求更低的排程快照複製

後來在前述非同步模式外,又出現一種以快照(Snapshot)為基礎的非同步複製模式。前述的同步或非同步模式,都是以寫入I/O為啟動機制,當前端主機每寫入一個I/O,系統便會複製一份送到備援站點,只是將I/O複本傳輸到備援站點、以及向前端主機回應I/O寫入完成的時機不同而已。

至於這種以快照為基礎非同步複製模式,則是以排程作為啟動機制,在預設排程未到達之前,無論前端主機向主站點寫入多少I/O,複製軟體都不會進行任何製作複本的動作。而在到達排程時,則會立即對主站點磁碟產生一份快照,藉由比對兩次排程間的快照,計算出兩次排程間的異動資料,然後將這些異動資料傳輸到備援站點即可。

這種排程快照型非同步複製,需要的頻寬資源較普通的非同步模式更低,對儲存設備快取記憶體的需求也更少,因此許多主打中小型企業的中低階儲存設備,所提供的遠端複製都是屬於這種類型。但須注意的是,這些產品雖然同樣是Snapshot-based,但在具體架構上又有許多差異。

 

 典型的同步鏡像複製架構 

資料來源:iThome整理,2009年3月

 

 典型的非同步鏡像複製架構 

資料來源:iThome整理,2009年3月

 

 支援VMware SRM的儲存設備與遠端複製軟體概覽 

資料來源:iThome整理,2009年3月

 

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