CDP和Symantec卷复制比较.doc

Your Infrastructure. Your Information. Your Interactions. Only Symantec Protects Them All. 飞康CDP技术分析&与SF/VVR对比2009-10 赛门铁克软件（北京）有限公司目录引言3一、CDP产品说明3二、CDP产品硬件限制42.1 稳定性问题42.2 性能问题52.3 扩展性问题6三 飞康CDP支持的架构方式73.1 In-Band带内方式73.2 Side Band方式83.3远程Filesafe/Disksafe方式113.4 SANTap数据分流方式12五、SF/VVR和飞康CDP的对比132.1SF/VVR说明132.2本地数据保护对比132.3复制系统功能对比142.4数据快照功能对比152.5灾备端容灾演练152.6灾备端数据备份和恢复15六、结论16附录：与SF VVR比较列表16引言飞康的容灾方案主要适用于以windows平台和低端存储环境为主的中小型企业，它是通过对低端存储整合达到数据备份和数据复制的目的。由于其自身的技术限制，很难适应对性能、稳定性要求极高的企业级IT环境。以下是其主要的技术限制： CDP是一个以PC机和低端磁盘为核心的数据复制器，其稳定性很难适应以UNIX小型机和高端盘阵为主的企业环境 由于CDP通常嵌入数据中心所有关键业务应用的I/O路径中，是一个I/O聚散点，其任何不稳定都导致所有关键业务停顿。这一点就颠覆了为保证业务连续运行而建设容灾系统的意义。 灾难恢复时所有的关键应用都需要存取CDP, 性能将是极大的挑战。而且由于回迁需要全部数据同步，时间很长，造成业务影响。 CDP只关注了数据复制层面，没有涉及容灾系统最核心的问题：即演练与应用平滑接管。因此CDP不能算是完整的容灾方案。 CDP需要依靠其它组件获得数据源，不能监视应用系统的变化，因此当配置变化（例如增加了数据库文件）没有及时地反映到CDP上时，其后果就是复制的数据无效，关键时不能灾难恢复。细节见如下分析。一、CDP产品说明 飞康软件名称叫做IPSTOR， IPSTOR最初的主要目的是要将各类存储设备进行整合，不同接口、不同型号和不同厂家的存储设备通过IPSTOR的虚拟化管理后统一分配给主机访问，还提供一些基于快照和镜像的高级功能，使早期较低端的存储设备能够容易再利用。 后来在CDP的基础上，加进了数据复制的功能。CDP的容灾结构如下：二、CDP产品硬件限制 飞康的CDP产品的硬件建立在一台Intel架构的PC server上，由1台2U的DELL服务器组成，内置CentOS操作系统或RedHat操作系统，安装企业级的IPSTOR软件。2.1 稳定性问题下面是IPStor Server不同版本所采用的OS版本：IPStor 4.5 及以前版本32位linux 版本IPStor 5.0 64位SUSE Linux 9IPStor 6.X64位RHEL 5从上述变化可以看出，CDP所采用的核心技术一直在随着其核心Linux操作系统的发展而不断的变化。这从另一个方面也反映出CDP产品还未处于成熟、稳定的阶段。2.2 性能问题由于IPStor服务器，本质上并非象光纤交换机那样采用不同的交换技术以保证输入端口和输出端口的有效带宽。其硬件结构的示意图如下：从上图可以看出，相对于IO通道来说，IPStor硬件设施只是一个基于Linux操作系统的IO转发器。作为容灾方案，不管CDP采用何种架构，也不论采用何种方式，都需要采用镜像的方式来获得数据。而镜像本身是一种带内的方式，当数据被镜像后，只有当两份拷贝的IO操作都结束后，才会向应用返回IO结束的应答。从架构上来看，CDP的架构存在如下的性能消耗: IO转发所引起的IO延迟和转发带宽的不足；IPStor的转发功能与交换机的转发功能完全不同，SAN交换机的转发是在链路一级来实现的，在SAN交换机的背板上采用硬件交换电路（switch circuit）来进行端口之间的转发，而且能保证端口到端口之间的IO带宽。但IPStor只是采用Linux的操作系统来进行，而且作为灾备点，数据中心内所有数据都将汇聚到这一个设备上来。这将导致带宽的性能瓶颈，在负载很重的情况下，将导致过多的IO延迟。 在IPStor和存储阵列之间的IO负载均衡问题IPStor 在IPStor服务器和存储阵列中间。是一个独立的SAN，在该SAN中，由于阵列总是会有多个端口以实现IO的负载均衡。IPStor在这个层面的IO均衡并不是真正意义上的load balance, IPStor提出的是Load Distribution概念，所谓Load Distribution是指如果阵列所拥有的LUN数量为个，而且在IPStor服务器之间和阵列之间具有条链路，那么IPStor将分布从每条链路访问个LUN，以此来实现负载均匀分布。大家知道，真正意义上的IO负载均衡，应该是基于每个磁盘（）的，即到每个磁盘的负载可以从这四个通道分别进行。对于IPStor的负载分布方式，是基于所有磁盘（LUN）的，其所隐含的一个假定前提是，每个LUN的IO负载将是一样的。如果每个LUN的IO负载不一致，则必将导致在个通道的IO流量不等，实际情况是由于不同业务系统的功能不同，其所产生的IO流量肯定是不同的。造成这种局面的根本原因在于IPStor服务器并不能提供一个兼容各种异构阵列的多路径管理软件。 IPstor对其所管理的磁盘的性能问题 CDP对存储设备的分配有2种类型，分别是：Virtual device：IPSTOR的虚拟存储格式，可用于存储的镜像，快照和远程复制等功能，适用于新增加的存储。SED：service enable device,用于保留原有的存储格式，适用于包含生产数据的存储。IPStor自身的存储虚拟化，是指可以支持Virtual Device, 在IPStor6.0以前的版本，CDP支持合并（concatend）和条带(stripe)两种格式，但从IPStor6.0开始，已经不再支持条带化虚拟设备。对条带化虚拟设备的支持将导致性能的下降。 2.3 扩展性问题 硬件限制 由于IPStor服务器只是一个PC服务器，其IO总线的带宽和插槽数量都存在一定的限制，无法配置太多的光纤通道卡。 TCO成本在灾备方案中，处于可靠性考虑，无论在生产端还是在灾备端，IPStor服务器总是需要成对地部署。当主机数量扩展到一定程度或者随着业务的扩充，原来的IPStor服务器不能满足性能要求时，就需要在生产和灾备端部署台新的IPStor服务器，这将导致数据中心的TCO成倍地增加。 SAN孤岛的形成当数据中心内部署多台IPStor服务器，这样原有的集中的SAN架构将变成多个SAN孤岛，每对IPStor服务器所管理的存储将成为一个SAN孤岛，而且数据在不同的SAN孤岛之间的迁移和维护将随着IPStor服务器是增加而变得日益困难。三 飞康CDP支持的架构方式 飞康CDP支持四种架构方式：Side-Band方式、In-Band方式、SANTap数据分流方式、远程Filesafe/Disksafe方式3.1 In-Band带内方式 在带内方式中，飞康的核心保护设备称为飞康CDP-X。在In-Band结构中，飞康CDP-X部署在前端应用主机与后端存储系统之间，由飞康CDP-X来控制存储网络中的所有I/O通路并实现相应的存储服务，这种存储服务包括多时间点快照、远程数据复制、数据在不同存储设备之间的镜像和迁移、多类型的存储整合等。这种部署架构最大的不足在于，它需要改造客户原有的SAN架构，而且成为潜在的性能瓶颈。其所面临的技术限制和第二章描述的问题是一样的，即： 稳定性问题 性能问题 扩展性问题3.2 Side Band方式 飞康CDP以Side-Band旁路的方式接入到生产系统中,飞康CDP采用内置的存储空间或外接的各类开放式存储设备,为生产和办公环境提供实时数据获取和故障恢复能力。这种方式基本不改动现有生产系统的结构,只是通过SAN或LAN将生产数据采用不同的镜像方式提取到飞康CDP中，飞康CDP可以对镜像过来的数据提供各种存储服务尤其是灾难恢复服务和数据提取与分析服务。利用部署在远程备份中心的CDP管理器，就实现了本地和异地均具备的灾难恢复能力。这就是飞康公司提出的所谓IPStor Out-Band解决方案。而所谓Out-Band，就是并不改变原有生产系统的架构，新增的IPStor服务器只与存储设备相连，并同时与灾备中心的IPStor服务器相连。IPSTOR的OUT-BAND和一般说的OUT-BAND不同.事实上仍然属于IN-BAND的一种，具有IN-BAND同样的问题。所以IPSTOR自行创造了side-band这个名词。其获取数据的方式可以分为两种：利用生产存储的高级功能由于存储设备自身具有Shadow Image、Flash Copy等高级功能，因此在存储提供生产访问的数据同时，还会产生一份快照数据。IPStor可以使用这份数据进行远程容灾。这种方法的不足之处在于： RPO仍然依赖于存储设备本身的性能；而且不能对生产存储系统进行统一管理。 这种方式必须要搭配具有快照等高级功能的第三方存储设备，而具有此高级功能的存储设备大多本身即具有同步/异步远程复制功能。除非客户需要在异构存储之间容灾的需求，否则不需要依靠IPStor 大多数第三方存储都未对IPStor进行兼容性认证，仅IPStor自行宣告认证。 由于Shadow Image、Flash Copy等高级功能不会时时刻刻地更新（高级功能需要执行指令后才会动作）,因此采用这种数据来源的话，只能使用周期性复制。并非通常意义上的同步/异步复制功能。利用主机的逻辑卷管理功能由于主机的操作系统都具有逻辑卷管理功能，以及Veritas的逻辑卷管理软件Storage Foundation。它们都能提供数据镜像功能，实现数据在IPStor存储设备和生产存储设备之间的镜像。这样IPStor可以利用其拥有的那份镜像数据实现远程复制。这种方式不足之处在于： 需要依赖第三方存储管理软件， 在做数据验证和数据恢复时，取决于第三方存储管理软件的功能。通常来说，主机层面的逻辑卷管理软件，会对底层的存储进行虚拟化。并组成相应的逻辑映射关系，比如AIX操作系统内，映射关系分为卷组和磁盘(hdisk),逻辑卷又是有不同的逻辑分区(LP)组成，不同的LP由不同物理盘上的物理分区组成(Physical Partion). 而IPstor只能管理其所有的那一部分逻辑分区和物理分区，并不能管理一个完整的卷组，甚至不能管理一个完整的逻辑卷。IPstor做数据恢复时，可以采用两种方式。直接将其快照数据恢复到原来的磁盘上IPStor支持直接将其快照数据恢复到IPStor的磁盘上，当进行这种恢复时，从主机层面上来看，就会出现一个逻辑卷的两份镜像数据不一致，一份是原来的数据位于生产存储上，（也许是需要回滚的无用数据），另一份就是位于IPStor存储上的回滚后的数据（为正确的数据）。那么如何才能将IPStor存储上的正确数据恢复到生产存储上？这就需要在主机上，先解除该逻辑卷的镜像配置；删除生产存储卷，保留IPStor存储的配置；重新配置该逻辑卷，添加一份镜像配置，通过建立镜像，进行初始同步的方法才能使得IPStor存储上的数据能同步到生产存储上。这种方法最大的不足在于数据在IPStor存储上快速回滚后，需要全部重新同步到生产存储上。如果数据量在TB以上，这种全同步无疑会增加主机和IPStor服务器的性能开销, 而且时间会很长，有可能长达数个小时。飞康所宣称的在一分钟内快速恢复，只能说明飞康可以在一分钟内实现快照的快速回滚。并不是数据真的全部恢复所需要的时间。通过TimeView进行数据恢复飞康提供TimeView的方式，进行选择性数据恢复，TimeView是飞康通过提供给主机的一个虚拟磁盘，用户加载该磁盘后可以获得以前某一时间点的数据。然后从这些数据中挑出需要恢复的文件拷贝到生产存储上。这种恢复看起来很简单，但实现起来比前一种恢复方式更复杂，甚至有可能无法实现。飞康实现镜像的本质是盘对盘之间的镜像，飞康提供的这个虚拟盘，其实就是某个生产盘的完全克隆。大家知道，在逻辑卷管理软件所管理的磁盘上都会包含该逻辑卷的一些控制数据，比如磁盘ID(PVID)、它属于哪个磁盘组、其上有哪些逻辑卷等等。当IPStor提供虚拟盘时，这些信息都会存放在虚拟盘上。当IPStor把该虚拟盘提供给主机时，主机就能看到有两个不同的物理盘，但其上的控制数据完全一样，这样就会产生歧义，逻辑卷管理软件不知道该使用哪块盘。其实有些阵列本身也具有克隆磁盘的功能，但我们不能把生产盘和克隆盘同时提供给主机。也是出于同样的顾虑。为了避免冲突，除非借助一些第三方的存储管理软件，如Veritas的Storage Foundation.它可以很好的处理这种磁盘和clone盘的映射关系。通常来说主机自带的逻辑卷管理软件并不能区分数据盘和克隆盘。如果一定要区分的话，必须依靠技术人员的人为干预，通过修改磁盘上的控制数据来实现。这种人为干预需要非常专业的技术服务才能实现，而且风险很高。更危险的是，由于飞康设备以镜像的方式嵌入到应用主I/O路径中，其任何故障或不稳定将带来应用停顿。除非采用VERITAS这样的软件。3.3远程Filesafe/Disksafe方式 通过飞康公司的客户端软件Filesafe或Disksafe将生产主机的生产数据直接传输到远程的飞康CDP管理器上，实现远程灾难备份。飞康的Filesafe用于基于文件级的远程灾难备份，而Disksafe则用于基于块级和操作系统的远程灾难备份。 目前DiskSafe和FileSafe客户端软件只支持windows, 不能提供Unix版本。所以该架构仅适用于windows平台用户。其中文件一级的恢复filesafe是采用windows NTS Journal的功能来实现的。3.4 SANTap数据分流方式 飞康CDP完全支持Cisco MDS 9000系列的SANTap服务，通过SANTap, 飞康CDP可在不影响数据流的情况下嵌入到Cisco MDS 9000系列中，由SAPTap服务实现生产数据的分流和提取。这种架构属于网络层复制技术，需要特定的高级SAN交换机才支持，所以此种架构并不具有普遍性。五、SF/VVR和飞康CDP的对比2.1 SF/VVR说明Symantec SF/VVR是一种特别适用于大型企业集中式容灾建设工程的解决方案，通过部署在分支机构应用服务器上的管理软件，及时捕获数据的变化，保证容灾中心的数据有效性。与VCS集成，提供有效的自动化容灾演练和简化的灾难恢复管理。该方案不需要引进任何额外的硬件，不改变数据中心的硬件结构，是建设绿色IT系统的有效软件，目前广泛地应用于电信、金融、铁路、航空、政府等行业。主要特点如下： 数据复制在主机逻辑卷级完成，因此数据捕获及时，系统的任何存储配置变化都能够及时掌握，保证容灾数据的有效性 设计在软件内部的日志系统，及时记录数据写顺序，保证了任何时刻容灾中心数据的一致性 自动化的演练功能，保证容灾中心数据和应用随时可用性。从而缩短容灾演练时间，提高灾难恢复效率。 与symantec VCS集成，实现应用的业务逻辑关系管理，从而简化数据中心灾难恢复的流程管理，提高灾难恢复效率。2.2 本地数据保护对比在完整的灾备方案中，都需要对本地的数据实现保护，实现数据零丢失的目的，VVR和CDP对本地的数据保护都是通过镜像的方式来实现。但在维护和错误恢复方面存在很多不同之处：功能SF/VVRCDP (side band模式)数据来源工作在主机OS的核心层面，自动分发IO需要借助阵列的高级功能或第三方存储管理软件。数据恢复快慢快，可以实现恢复时增量同步慢，IPStor内部恢复很快，但需要全同步来实现IPStor存储和生产存储之间的恢复。一份数据损坏，对生产的影响无无2.3 复制系统功能对比功能SF/VVRCDP初始同步方式支持全同步，差量同步，检查点同步，自动同步，带外同步多种方式只支持差量扫描同步和全同步两种复制角色迁移支持支持角色迁移后反向同步支持支持复制角色接管支持支持角色接管后，回切支持，提供fast failback功能，无需数据全同步支持，但需要重新实现生产和灾备之间的数据同步（差量扫描同步）链路故障容忍提供两级保护，无论网络故障持续多长时间，恢复后，无需数据全同步只提供一级保护，当网络故障持续时间长后，需要重新同步数据灾备端数据验证功能支持，可以实现验证自动化有限支持，需要大量人工干预。灾备端数据损坏支持从灾备端备份数据恢复不支持，需要重新全同步异构平台间复制支持支持复制带宽控制支持支持2.4 数据快照功能对比SF/VVRCDP周期性快照支持支持快照方式支持级联快照和独立快照两种方式。只支持级联快照方式快照空间消耗支持全尺寸快照和空间优化快照。只支持空间优化快照，文件系统快照支持不支持快照数量对于独立快照，可以支持32份快照。对于级联快照，没有理论限制。每个盘支持256份快照快照备份全尺寸快照可以实现真正的影响备份。因为全尺寸数据快照保留全部数据。对其备份不会影响生产数据。CDP的数据只有一份，快照是空间优化的，当备份时，数据依然需要从生产数据读取，不能实现其所宣称的0影响数据备份2.5 灾备端容灾演练功能SF/VVRCDP数据级验证支持支持应用级验证支持需要依赖第三方软件自动容灾演练支持不支持。2.6 灾备端数据备份和恢复对于大多数需要集中灾备的客户来说，在灾备中心对所有复制过来的数据进行备份是必需的，因为一旦灾备中心存储出现故障，数据丢失。如果不能从备份当中进行恢复，则需要再次从各地的生产中心进行全同步，这一过程所消耗的资源和时间，是不可接受的。 功能SF/VVRCDP灾备端备份支持支持灾备端备份恢复支持部分支持，通过备份恢复后，仍然需要重新扫描同步来恢复。六、结论 通过以上分析，飞康的CDP产品对于中小型企业用户的存储资源整合有较大的优势。它通过支持多种连接协议和存储虚拟化的功能为这些用户的低端存储带来高级功能，从而实现备份和容灾的目的。 快速的灾难恢复大部分仅适用于windows平台，本身的架构完全无法胜任企业级用户对存储和灾备的需求附录：与SF VVR比较列表功能FALCON CDPStorage Foundation VVR注解体系架构及主要功能描述In-Band虚拟存储技术，采用DELL PC服务器做为机头，linux操作系统，安装IPStore server软件和快照管理软件，所有的主机访问存储必须经过该设备，通过网络实现2台设备间的数据复制达到容灾的目的部署在所有的应用服务器上，为不同平台服务器提供良好的存储操作界面及存储资源优化，通过服务器之间的卷复制达到容灾的目的falcon cdp产品属于带内虚拟化存储产品，在存储设备与主机之间增加了一台PC机架构的虚拟引擎，无疑将大大降低整体的存储可靠性和性能，在企业级的环境中使用具有较大的风险主要应用领域中小企业用户，主要针对windows应用，主机数量不大，为非关键应用提供远程容灾保护适用于所有用户，针对所有的平台提供单一管理界面和存储资源优化可靠性分析CDP设备的故障直接影响到所有的生产应用单主机节点故障不会影响其他主机的应用和复制任务飞康的CDP即便采用HA架构无形中又增加了对HA的管理，增加了维护难度性能