存储入门到精通-4.3本地复制

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

2、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

3、志数据库应用程序44332211缓冲区数据库复制：一致性数据日志源副本一致性44332211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。443321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

4、数据日志源副本不一致443321数据库复制：确保一致性5源副本一致性443322115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L

5、VM 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 1PVID1VGDA物理卷 2PVID2VGDA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

6、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 RAID 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性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

7、副本卷 2c12t1d1c12t1d2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

8、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

9、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 =

10、4KB 空间源目标阵列副本：如果确定更改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00000000000000001001010000110001101101011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443

11、32211源副本443321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

12、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

13、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 PITRPO 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）进行恢复需要源设备保持健康状态副本上的活动会在一定程度上影响源设备的性能对源设备或目标设备的任何首次写入操作都需要将数据拷贝到保存位置，并将指针移动到保存位置不在保存位置发生的对数据的任何读取 I/O 都必须由源设备发起通常，如果源设备上有不到 30% 的数据发生更改，建议使用这种技术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）完整卷 COFA 副本副本上仅包含被访问过的数据进行恢复需要源设备保持健康状态副本上的活动在一定程度上影响性能在进出目标设备的 I/O 得到满足之前，对目标设备的任何首次访问都需要将数据拷贝到目标设备通常，用 COFA 创建的副本不如用完整卷模式创建的副本 建议如果技术许可，最好使用完整卷拷贝模式阵列副本：完整卷与基于指针的比对完整卷基于指针所需的存储容量与源设备相同源设备的很小一部分性能影响无部分RTO非常短非常