赛门铁克容灾方案VCS

赛门铁克容灾方案
1 Symantec 容灾软件
Symantec 的存储管理软件VERITAS Storage Foundation（简称SF）适用于企业存储管理的标准化平台，它不仅提供比操作系统本身逻辑卷管理器更加强大的在线卷管理功能，还提供许多高级的存储管理功能，其中包括用于容灾的数据镜像、数据复制等功能。是目前市场上广泛使用的容灾软件。
Symantec VERITAS Cluster Server(简称VCS)是一个用于容灾演练、应用级容灾的软件。它是在基本的HA软件功能的基础上发展而来的。
Veritas Storage Foundation 软件可以根据企业不同需求，提供不同的容灾解决方案，小到同城数据镜像，大到两地三中心数据容灾。SF与VCS紧密集成，可以提供完整的、从数据到应用、并自动实时演练的企业容灾方案。
铁道部高铁指挥实验系统采用了SF/VCS实现了容灾。

2 Symantec 数据同城镜像方式

利用灾备中信和主中心之间或者同机房内的裸光纤线路构成SAN环境，直接采用Storage Foundation在两个存储之间实现存储镜像。即所有数据都将同时写入两边的磁盘整列中。

如上图所示，主中心的服务器将应用的每个写i/o数据同时写入到两个中心的存储中。由于镜像的实现是依托于底层的Volume，所有数据存取的过程对于应用来说都是透明的。我们可以通过设置Volume Manager的读取策略来指定主中心的服务器从本地的磁盘阵列上读取数据，加快数据查询的速度。
在这个场景中，数据发生物理错误的可能性基本上分为两种，生产中心的存储系统出现物理错误，如硬盘问题、光纤卡问题、光纤连接问题或光纤交换机问题等，另外一种就是整个数据中心出现故障。

对于第一种情况，通过此方案的设计可以完全避免其带来的应用停机，由于通过Volume Manager在生产中心和备份中心建立了镜像机制，即生产中心和备份中心的存储系统中只要有一个系统完好，生产中心的应用系统就不受任何影响。如生产中心的磁盘阵列出现问题，生产中心的主机自动将生产中心的磁盘标志为失败，全部的数据读写只在备份中心的磁盘阵列完成。
对于另外一种错误，即生产中心发生重大灾难，全部设备都不能正常工作，这就需要将应用系统切换到备份中心，由于在备份中心的磁盘阵列上有和生产中心完全一样的数据，在备份中心只需要将数据import到备份中心的主机上就可以将生产中心的数据完全接管。
使用数据同城镜像方式时，软件的部署方法如下：
1. 在应用系统所有主机上面安装Storage Foundation软件；
2. 在主中心和灾备中心之间有裸光纤连接；
3. 在灾备中心只需要放置磁盘阵列，主机不是必须的；
4. 通过SF进行配置，将本地的磁盘阵列和容灾节点上的磁盘阵列做成RAID1方式的卷；
数据同城镜像方式的优势：
1. 支持在不同型号、不同品牌的磁盘阵列间进行数据镜像；
2. 可以感知由磁盘性能下降导致的问题，并自动将有问题的磁盘阵列剔除；
3. 在故障恢复时，提供数据快速增量同步方式，降低数据同步对应用系统的影响，加快数据同步速度；
4. 可以和操作系统（HP-UX/ AIX）自带的集群软件一同工作；
数据同城镜像方式对系统和环境的要求：
1. 两个磁盘阵列之间的距离不要大于100KM，否则SAN的延时会影响性能；
2. 两个磁盘阵列之间需要使用SAN连接（DWDM）；
3. 两个磁盘阵列的性能不能差别太悬殊，否则写的速度会向性能差的阵列看齐，读性能不会受到影响；
4. 在需要访问磁盘阵列的所有主机上安装Storage Foundation；
5. Storage Foundation会增加系统的开销，系统占用率通常是3%-5%, 最高不会高于10％。和操作系统（HP-UX/ AIX）自动卷管理软件大致相同；
3 Symantec数据远程复制方式
数据复制方式的优点是灵活性比较高，不依赖于光纤线路，只要在主中心和容灾中心之间有连通的IP网络即可。这一方式需要激活Storage Foundation的VERITAS Volume Replicator(简称VVR)模块完成。VVR既能做到完全同步的数据复制到灾备中心，同时也能够实现异步复制。


VERITAS Volume Replicator的工作方式说明如下：

首先使用SF的VERITAS Volume Manager(简称VxVM) 在物理磁盘上建立多个或一个逻辑卷(Volume)。以裸设备的方式使用卷，或在卷上建立文件系统。将数据（特别是需要进行远程复制的相关文件系统、数据库）存放在卷上。由于数据复制是基于卷的，所以，Volume 是进行复制的基础。VERITAS Volume Replicator(简称VVR)负责远程数据复制。VVR复制基于Volume进行。复制的数据可以是数据库中的数据（文件方式或裸设备方式）和文件。

使用数据远程复制方式时，软件的部署方法如下：

1. 在所有分区上面安装Storage Foundation Enterprise + Volume Replicator 软件；
2. 在灾备中心每个操作系统至少配置一台主机，主机上面挂接磁盘阵列。主机上需要部署Storage Foundation Enterprise + Volume Replicator 软件；
3. 在生产中心和容灾中心的主机上面通过SF+VVR进行配置。如果用户的数据量比较大，可以通过磁带的方式将主中心的数据递送到容灾中心后，再使用VVR进行数据同步，这样可以节省数据同步时间；

数据远程复制方式的优势：
1. 支持在不同型号、不同品牌的磁盘阵列间进行数据远程复制；
2. 数据远程复制支持同步与异步两种模式，并且可以根据线路质量自动切换；
3. 提供灵活的数据初始同步模式，加快两个数据中心间的数据同步过程；
4. 可以和操作系统（HP-UX/ AIX）自带的集群软件一同工作；
5. 与容灾中心的距离无关。
数据远程复制方式对系统和环境的要求：
1. 理论上两个磁盘阵列之间的距离不限；
2. 在容灾中心需要部署相同操作系统的主机；
3. 在容灾中心和生产中心间要有以太网相连接，带宽依赖于需要复制的数据量（Symantec提供工具可以评估）。　
4. 需要在需要访问磁盘阵列的所有主机上安装Storage Foundation＋Volume Replicator软件
5. Storage Foundation会增加系统的开销，系统占用率通常是3%-5%,最高不会高于10％。和操作系统（HP-UX/ AIX）自动卷管理软件大致相同。
4 容灾演练与应用级容灾
自动地容灾演练
目前在企业IT系统容灾计划中最难的步骤就是容灾演练过程，一个真正的容灾演练需要将应用切换到容灾中心运行，以确认发生灾难时容灾中心是否可用。在现实中，容灾演练发现最容易出事的环节是容灾中心的数据一致性问题，数据库根本不能运行。
如果采用Symantec VCS做HA软件，VCS的Fire Drill功能可以自动地验证容灾中心的数据是否可用，它的工作原理是将容灾中心包含数据的逻辑卷做一个快照（通常需要验证的总数据容量的15%的空间），在复制不中断的情况下启动上层数据库或应用,测试是否可用，VCS记录这个过程是否有问题。如果一切正常，证明数据和应用是一致可用的；如果有问题，管理员可以及时修复，以防止时间久了，忘记了，真正灾难来临时，容灾中心不能立即投入适用。测试结束后，VCS自动停止应用，并释放快照空间。

应用级容灾
　
　　所谓的应用级容灾，指的是不仅仅将数据搬到容灾中心就完事，而是保证在生产中心发生灾难或者生产中心需要维护时，应用在管理员的确认下，可以很快速地在容灾中心运行。
　　VCS除了行使本地应用自动切换的功能之外，还支持生产中心应用快速切换到容灾中心。VCS利用其global cluster option模块同时监控两个数据中心的应用系统状态，一旦发现生产中心有问题，及时提示管理员，如果管理员确认发生了灾难需要接管，通过VCS的控制台，可以指挥VCS快速地在容灾中心将应用启动。
即使对于简单的少量的应用可以手工完成在容灾中心的启动，但是不一定能够即使恢复。而对于大量的、复杂的应用环境，人工操作是极其复杂的，甚至是无法完成的，非常需要这种自动化工具的帮助。

5 VCS的部署方式和适用环境
VCS（需要GCO选件）需要在生产中心和容灾中心每台应用服务器上部署，生产中心采用以太网卡做心跳线，至少每台服务器两个网卡。两个数据中心之间采用IP线路做心跳线。
推荐采用Storage Foundation和VCS一起工作，当然VCS也可以单独工作，支持其它的数据复制方式。
VCS不能和其它HA软件一起工作。VCS可以部署在任何AIX5.0以上版本、UX11.0以上版本、Solaris9以上版本，以及Windows、Red Hat Linux和Suse Linux上。VCS对系统的开销与其它HA软件相似，在3%以内。
6 VCS的主要优势：
目前VCS是市场上唯一支持在线容灾演练、容灾应用切换的成熟软件，其它软件要完成这些工作有需要大量的现场开发工作。VCS是IBM IGS推荐的应用级企业容灾解决方案。其它好处包括：
 对所有操作系统平台的支持使之可以构建企业统一的高可用性管理平台，VCS可以在单控制台上管理所有的集群。
 一个HA软件既提供本地集群功能，又提供应用容灾、容灾演练，提高软件投资回报。
 VCS擅长多应用服务器节点的集群管理，极大地减少服务器硬件成本，推动企业绿色IT的发展。
 VCS的所有管理都是图形界面完成，并提供offline的配置测试验证功能，减少系统维护对应用的影响。
7 Symantec容灾方案优势分析
 高性能，采用成熟的Volume Manager技术，优化主机及I/O资源
VERITAS Volume Manager是大型系统存储管理的事实行业标准，其内置的阵列间数据镜像功能成熟稳定。VERITAS的数据复制产品Volume Replicator紧密地集成于VERITAS Volume Manager内。Volume Replicator与Volume Manager结合，可以只复制改变过的数据块，大大减少了复制数据量，因此提高了复制性能。
同时，Volume Replicator对系统CPU的占用也很少，基本小于3％。对于容灾技术性能的评估，应从复制技术对应用的影响来计算。经过多次测试，采用VERITAS Volume Replicator的复制速度在同步和异步复制模式下都比磁盘硬件复制方式性能高出许多。
 可扩充性好，不局限于某一品牌磁盘产品
VERITAS的数据复制方案是基于操作系统的复制方案，对磁盘阵没有任何品牌或型号上的特殊要求，也不要求复制的数据全部在共享磁盘阵列上。
 既可以使用SAN,也可以使用标准IP网络
不需要专用硬件设备，大大节约实施成本。VERITAS的远程数据复制技术使用IP网络，对底层的网络设备没有任何特殊要求。
 支持多点到一点的复制
多个节点的数据可以同时复制到一点进行集中。
对于本地生产中心系统，主要需要的是数据库数据及其他相关数据的复制，而在应用服务器上，可以也需要一些数据的复制，例如变动的程序、参数等。可以针对不同的系统进行不同的复制方式，或选择复制或不复制，多台服务器的数据可以复制到容灾中心的同一服务器上，即保证了数据可以得到保护，又可以对容灾中心的规模加以控制。
 对复制数据的定义非常灵活，易于扩充
VERITAS的数据复制是以数据逻辑卷为单位的，因些用户可以非常灵活地设定哪些数据进行复制，而不像大多硬件方式进行数据复制的技术，可复制的数据范围在设备出厂时就必需设定好。
 同步模式容忍网络延迟，避免对应用的影响
在同步数据复制模式下，应用系统会等本地和远端数据全部写完成后才返回“写操作完成”信号。若网络发生中断或容灾中心的设备发生故障造成复制无法进行，应用系统会变成等待状态。而VERITAS的解决方案在这种下可将同步复制自动切换到异步模式，当网络恢复后，再自动重新同步，从而对生产中心的应用影响最小。
 高可用，灾难事件的自动监控和快速切换
VERITAS的容灾技术是一个完整的容灾方案，与VERITAS Cluster Server（VCS）及Global Cluster Option（GCO）结合，可以对生产系统和容灾中心的异常事件进行监控。当灾难事件发生时，GCO可以自动或提示管理员进行切换。
 集中管理
GCO提供WEB方式对生产中心和容灾中心的系统状况、应用状况、复制状况进行监控和切换管理。管理员可以在WEB管理界面进行单键（one-button）控制的主动切换或灾难接管。
 复制数据的高可靠性，保证数据一致的异步复制
VERITAS的复制技术使用复制日志（Storage Replication Log，SRL），保存了I/O的顺序。异步复制情况下，不能及时复制的数据可以存放在复制日志中。由于保存了I/O顺序，复制到容灾节点的数据一定是按照原有I/O顺序写入的，数据的一致性可以得到保护。