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1、系列培训课程,存储从入门到精通,4.3 数据本地复制,本地复制,完成本模块后，您将能够： 论述副本及副本的可能用途 说明复制文件系统和数据库时的一致性考虑事项 论述基于主机和阵列的复制技术 功能性 差异 考虑事项 选择适当的技术,什么是复制,副本 精确拷贝（包括全部细节） 复制 复制数据的过程,原始,副本,复制,副本的可能用途,备份的备用源 快速恢复源 决策支持 测试平台 迁移,考虑事项,良好的副本由哪些要素构成 可恢复性 用主要（备份源）恢复操作的考虑事项 一致性/重启能力 如何通过各种技术实现这一点 副本的种类 时间点 (PIT) = 有限 RPO 连续 = 零 RPO 选择的复制技术如何
2、反过来影响 RPO/RTO,文件的复制系统,物理卷,缓冲区,数据库应用程序可能涉及大量文件、文件系统和设备，所有这些内容都必须进行复制 数据库复制可以离线或在线进行,数据库应用程序的复制,日志,数据,数据库：了解一致性,数据库/应用程序通过遵循“相关写入 I/O 原则”来保持完整性 相关写入：只有在前一个相关写入 I/O 完成之后，应用程序才会开始另一个写入 I/O 逻辑相关性，而非时间相关性 为所有数据库管理系统 (DBMS) 所固有 例如，页面（数据）写入是基于成功日志写入的相关写入 I/O 应用程序也可以使用这种技术 对防止发生本地停机来说非常必要 电力故障会创建一个相关写入一致映像 重
3、启会将相关写入一致转变为事务性一致 即，将会恢复已提交的事务，丢弃运行中的事务,数据库复制：事务,数据,日志,数据库应用程序,4,4,3,3,2,2,1,1,缓冲区,数据库复制：一致性,数据,日志,源,副本,一致性,4,4,3,3,2,2,1,1,日志,数据,注意：在本例中，数据库的状态为在线。,数据库复制：一致性,数据,日志,源,副本,不一致,注意：在本例中，数据库的状态为在线。,4,4,3,3,2,1,数据库应用程序 （离线）,数据库复制：确保一致性,数据,日志,源,副本,一致性,离线复制 如果数据库离线或被关闭，然后再创建副本，则副本将与源数据保持一致 许多时候，由于业务本身需要保持全天
4、候不间断运行，所以无法创建离线副本,在线复制 一些数据库应用程序允许在应用程序正常运行时进行复制 生产 数据库的状态应为允许其在活动中时进行复制 为保持副本的一致性，必须对副本进行某种级别的恢复,数据库复制：确保一致性,数据,日志,源,副本,不一致,4,4,3,3,2,1,数据库复制：确保一致性,5,源,副本,一致性,4,4,3,3,2,2,1,1,5,跟踪创建 PIT 后的更改,在 PIT 时,源 = 目标,以后,源 目标,重新同步,源 = 目标,本地复制技术,基于主机 基于逻辑卷管理器 (LVM) 的镜像 文件系统快照 基于存储阵列 完整卷镜像 完整卷：第一次访问时拷贝 基于指针：第一次写
5、入时拷贝,逻辑卷管理器：回顾,物理存储,逻辑存储,LVM,主机上的软件负责创建和控制主机级别的逻辑存储 存储的物理视图通过映射转换成逻辑视图。逻辑数据块映射到物理数据块 逻辑层位于物理层（物理设备和设备驱动器）和应用程序层（操作系统和应用程序，参见存储逻辑视图）之间 通常作为操作系统或第三方主机软件的一部分提供 LVM 组件： 物理卷 卷组 逻辑卷,卷组,物理磁盘块,卷组,物理卷 1,物理卷 2,物理卷 3,一个或多个物理卷组成卷组 LVM 将卷组作为一个单独的实体进行管理 必要时，可以在卷组中添加或从卷组中删除物理卷 物理卷通常被划分为大小相同的连续磁盘块 主机始终会为操作系统保留至少一个磁
6、盘组 应用程序和操作系统数据在单独的卷组中维护,逻辑卷,逻辑磁盘块,卷组,物理磁盘块,物理卷 1,物理卷 2,物理卷 3,逻辑卷,逻辑卷,基于主机的复制：镜像的逻辑卷,主机,逻辑卷,逻辑卷,物理卷 1,PVID1,VGDA,物理卷 2,PVID2,VGDA,基于主机的复制：文件系统快照,许多 LVM 供应商允许在装载文件系统时创建文件系统快照 与创建镜像逻辑卷然后对其进行分割相比，文件系统快照往往更易于管理,基于主机 (LVM) 的副本：缺点,基于 LVM 的副本给主机 CPU 增加了负担 如果主机设备已经是存储阵列设备，那么就不需要 LVM 镜像所提供的额外冗余 这些设备已经拥有了某种 RA
7、ID 保护 通常，基于主机的副本可以恢复到同一台服务器上 创建副本后跟踪更改,复制由阵列操作环境执行 副本位于同一个阵列上,基于存储阵列的本地复制,生产服务器,业务连续服务器,阵列,副本,源,通常，基于阵列的复制在阵列设备级别执行 需要将应用程序/文件系统使用的存储组件与使用的特定阵列设备对应起来，然后复制阵列上的这些设备,阵列 1,基于存储阵列 本地复制示例,文件系统 1,卷组 1,逻辑卷 1,源卷 1,副本卷 1,源卷 2,副本卷 2,c12t1d1,c12t1d2,基于存储阵列的本地复制：完整卷镜像,源,目标,连接,阵列,读/写,未准备好,基于存储阵列的本地复制：完整卷镜像,源,目标,断
8、开 PIT,读/写,读/写,阵列,基于存储阵列的本地复制：完整卷镜像,为在将来进行增量式重新同步，许多供应商提供某种粒度级别（如 512 字节数据块，32 KB 等）的更改跟踪能力 跟踪通常由某种位图实现 目标设备必须至少和源设备一样大 为进行完整卷拷贝，所需的最小存储容量至少应与源设备一样大,第一次访问时拷贝 (COFA),复制会话一开始，就可以将目标设备用于业务连续性任务 时间点由激活时间决定 可用在“第一次访问时拷贝”模式（延迟）或完整拷贝模式下 目标设备必须至少和源设备一样大,写入源设备,第一次访问时拷贝模式：延迟模式,源,目标,读/写,读/写,写入目标,从目标读取,源,目标,源,目标
9、,读/写,读/写,读/写,读/写,第一次访问时拷贝：完整拷贝模式,会话开始后，源设备上的全部内容在后台拷贝到目标设备上 许多供应商实施提供跟踪更改的能力： 对源或目标的更改 实现增量重新同步,阵列：基于指针的第一次写入时拷贝,目标并不保留具体的数据，而是保留数据所在位置的指针 副本的具体存储要求通常仅占源卷容量的很小一部分 在源设备和目标设备之间设置和启动复制会话 根据特定的供应商实施设置会话时，会以某种粒度级别（如 512 字节数据块，32 KB 等）为源设备上的所有数据创建一个保护映射 会话开始后，可以立即访问目标设备 会话开始时，目标设备会保留指向源设备数据的指针,基于指针的第一次写入时
10、拷贝示例,源,保存位置,目标虚拟设备,阵列副本：跟踪更改,创建 PIT 后，源/目标设备将/可能发生更改 如何以及以何种粒度级别跟踪这一更改 按比特级别跟踪更改过于昂贵 需要相同的存储容量才能跟踪每一个源设备和目标设备上哪些比特发生更改 基于供应商选择某种粒度级别并创建位图（源设备和目标设备各一个） 可以选择 32 KB 作为粒度 对于 1 GB 的设备，将以 32768 字节（即 32KB 区块）为粒度跟踪更改 如果一个 32KB 的区块中的任何位发生更改，这整个区块将在位图中标记为“已更改” 1 GB 设备的映射仅占用 32768/8/1024 = 4KB 空间,源,目标,阵列副本：如果确
11、定更改,0,= 未更改,= 已更改,重新同步（源至目标）,在 PIT 时,目标,源,在 PIT 后,目标,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,1,1,0,1,1,0,1,0,1,1,阵列复制：多 PIT,上午 06:00,: 12 : 01 : 02 : 03 : 04 : 05 : 06 : 07 : 08 : 09 : 10 : 11 : 12 : 01 : 02 : 03 : 04 : 05 : 06 : 07 : 08 : 09 : 10 : 11 :,下午,上午,中午 12:00,下午 06:00
12、,半夜 12:00,源,目标设备,时间点,阵列副本：确保一致性,D,不一致,C,一致性,源,副本,4,4,3,3,2,2,1,1,源,副本,4,4,3,3,2,1,暂停 I/O 的机制,基于主机 基于阵列 如果应用程序跨多台主机和多个阵列，该如何处理,阵列副本：恢复/重启考虑事项,生产环境出现故障 逻辑损坏 生产设备发生物理故障 生产服务器发生故障 解决方案 从副本向生产环境恢复数据 恢复通常以增量方式进行，即使同步尚未完成，应用程序也会重启，这样 RTO 就非常短 -或者- 在副本上开始生产 继续在副本上运行的同时，解决生产环境中的问题 问题解决后，将副本上最新的数据恢复到生产环境中,阵列副
13、本：恢复/重启考虑事项,恢复前 停止访问所有的生产设备和副本设备 确定要用于恢复的副本 基于 RPO 和数据一致性 执行恢复 在副本上开始生产之前 停止访问所有的生产设备和副本设备 确定要用于重启的副本 基于 RPO 和数据一致性 创建副本的“黄金”拷贝 未雨绸缪，防范其他故障 在副本上开始生产 RTO 决定复制技术的选择,阵列副本：恢复考虑事项,完整卷副本 可以恢复到最初的源设备或任何其他类似大小的设备 恢复到最初的源设备本质上可能是增量恢复 恢复到新设备可能需要完全同步 基于指针的副本 只要最初的源设备运行正常，就可以恢复到最初的源设备或任何其他类似大小的设备 目标设备仅有指针 指针指向创建 PIT 后没有被写入的数据的源设备 指针指向创建 PIT 后已被写入的数据的“保存”位置 因此，要对备用卷进行恢复，源设备必须能够正常运行，以访问尚未拷贝到目标设备的数据,阵列副本：哪种技术,完整卷副本 副本是对源设备的完整物理拷贝 对存储容量的要求与源设备完全相同 进行恢复不需要健康的源设备 副本上的活动不会影响源设备的性能 适用于完整备份、决策支持、开发、测试和恢复到上一个 PIT RPO 取决于上一个 PIT 的创建时间 RTO 非常短,阵列副本：哪种技术（续）,基于指针 COFW 副本中包含指向数据的指针 存储容量仅占源设备的很小一部分（成本较低） 进行恢复需要源
