Sun StorEdgeTM的瞬時映像功能

2019-11-18 13:28:35

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　　簡介
　　今天，隨著信息消費者和治理者越來越希望能獲得“正被使用數據”的快速轉儲以實現他們獨立讀寫的目的，非侵入的時點復制技術（PIT）得到廣泛的需求。在時點復制技術（PIT）問世之前，聯機事務處理程序經常為了復制和備份數據而被迫切斷幾個小時，以使接下來的必要工作能正常進行。這種中斷使得在復制程序指今的同時，又復原了某些災難性的影響。隨著時點復制技術（PIT）的產生，主程序能夠僅憑在檢驗點的短暫停頓就可以創建刷新一份時點視圖。因此，時點復制技術可以在支持后臺對數據進行處理以實現決策支持、應急計劃和可視控制的同時，保證要求嚴格的聯機程序正常運行。
　　
　　這份白皮書具體介紹了用來創建數據時點映象的幾種方法，并逐一分析它們的優缺點。本書還描述了Sun StorEdgeTM 瞬時映像----一個快速轉儲技術，是Sun 公司 Intelligent Storage Network TM戰略中不可或缺的部分。正象本文件中所闡釋的，諸如Sun StorEdge瞬時映像之類的技術為Sun用戶提供了舉不勝舉有競爭力的優勢。
　　
　　本章的最后簡要介紹了時點設備的用途和常見術語列表，為討論時點技術提供信息背景。
　　
　　時點(PIT)技術的普通應用
　　以下是一些能直接從時點復制設備中受益的普通程序操作。
　　
　　裝載數據庫
　　
　　時點復制技術能夠對在線數據進行快速抽點映像，并轉為常用的數據庫，從而最大限度減小了對聯機數據處理的破壞。存儲治理者為在線數據創建了時點影像卷，從而使數據庫的下載程序能夠獨立、直接地得到這些數據。現在可以頻繁地更新數據庫，因為在線處理和數據下載能夠同時進行。
　　
　　備份
　　
　　隨著大量需要保護的信息的爆炸式傳播，用視窗進行存儲和治理信息正在迅速被淘汰。時點復制技術可以使在線操作和備份在線數據的時點快速抽點映像同時進行，從而最大限度地延長了計算機正常工作時間。
　　
　　程序開發與測試
　　
　　新的應用程序開發能夠在通過實際生產數據的測試而得以增強。利用生產數據的快速轉儲映像作為新應用程序的檢驗輸入能夠有助于加速新應用程序的開發周期從而使對這些應用程序的調試更加迅捷。
　　
　　數據共享
　　
　　今天，許多公司面臨需要在多種平臺上用多種程序共享同一數據。時點映像可用來實現不同程序間的數據共享。
　　
　　數據遷移
　　
　　當今存儲平臺的迅猛發展使得要求在線數據從存儲子系統到其替換單元的物理移動的呼聲日漸高漲。時點復制設備使這一過程變得相對的非侵入性并簡單可行。
　　
　　在經歷一個短暫的創建眾所周知的一致點過程之后。后臺復制程序開始將數據從一個存儲平臺遷移到另一平臺上，同時保證在線程序依然受到原磁盤上的數據的支持。一旦獨立的快速抽點數據在替換磁盤上創建并為新的時點所刷新，程序即指向新的存儲區，同時原磁盤即被刪除。與完全備份和相關預防一起，數據遷移有助于實現要害數據的維護和可恢復性。
　　
　　術語
　　以下列出了討論時點技術中用到的術語：
　　
　　
　　主卷----磁盤的一個邏輯分區，存儲非凡程序和成套程序的原始信息。
　　
　　
　　影像卷（快速抽點卷）----磁盤的一個邏輯分區，存儲已改變的時點數據或原始主卷的完全映像。
　　
　　
　　卷對----由主卷和與其對應的影像卷組成，每一卷對由一個位圖支持。
　　
　　
　　三重鏡像----在已有的被保護的數據實現鏡像后連接第三鏡像卷（RAID1),這是用以實現時點拷貝的方法之一。
　　
　　
　　位圖----文件或磁盤物理分區，用以保存主卷和影卷之間的數據的當前狀態。
　　
　　
　　同步化----在影像卷上創建與主卷完全相同的復件或映像的過程。
　　
　　
　　完全的再同步----完全的磁盤復制，這是同步化操作中耗時最長的過程。大多數情況下，影像卷按照主卷同步化，但有時主卷也可以按照影像卷同步化。
　　
　　
　　快速再同步化----僅復制與數據日志相關的磁盤塊從而降低了同步化時間。
　　時點復制技術
　　時點復制（PIT）是對在非凡時點（point in time）“凍結”的數據的復制映像。這些復件使后續程序以給定的取點頻率對原始程序生成的數據進行非侵入性的存取產生專用映象。以下是創建時點復件的三種主要技術：
　　
　　
　　中斷鏡像----時點到達之前對數據創建并存儲完全物理復制
　　
　　按需復制----時點到達之后對數據進行完全物理復制
　　
　　虛擬映象----時點到達的時刻，對數據進行虛擬的，非物理的復制。
　　這每一種技術伴有響應更新的選擇能使之充分利用時間實現后來的時點。一般說來，主數據和時點映象會有軟件跟蹤以實現有選擇的刷新而不會執行費時又費力的完全磁盤一磁盤復制。
　　
　　中斷鏡像
　　這一方法要求附屬的鏡像卷和主數據卷相聯系（主卷自身可能被RAIDI實現鏡像，因此“三重鏡像”）。利用中斷鏡像，數據能夠在時點來臨之前不斷地復制到“第三鏡像”中。
　　
　　以下是使用“中斷鏡像”技術的典型過程
　　
　　創建數據的附屬鏡象
　　
　　在要求時點復制之前，一個新的鏡卷與主卷相聯系。接著，主卷的內含在后臺被復制到新鏡之中。然后，附加鏡像將調整與主卷一致。附屬鏡卷也會得到與主卷一致的更新數據，以保證同步繼續，在三途徑鏡卷中，子系統的存儲設備對每一次寫入將受到3次輸入/輸出操作。
　　
　　使附屬鏡卷與主卷脫離
　　
　　假如要創建一個能為后續程序所進入的時點映象。人們必須不時的暫停更新鏡卷并中斷鏡象。換句話說。分離第三鏡卷將中斷主卷與附屬卷的同步性，使時點復制獨立出去。中斷之后，附屬鏡像在時點保存了快速抽點的主數據，并且僅對主卷進行刷新。
　　　 Sun StorEdgeTM的瞬時映像功能（圖一）

　　獨立鏡卷與主卷的再同步
　　
　　分離之后，隨著原程序和PIT程序的獨立運行，主卷和獨立鏡卷的各自影像而逐漸大相徑庭。這就是所謂的非同步化。
　　
　　再同步是這樣一個過程：它能使一個影像又一次變成它所對應的信息的“克隆”。
　　
　　依據時點復初始化過程的不同，再同步技術分為好幾類
　　
　　
　　按需復制
　　按需復制與中斷鏡象有一些不同。最明顯的是一旦完成全卷復制，就沒有必要再繼續對鏡像源源不斷地寫入和復制而造成額外的資源開銷。
　　
　　和中斷鏡像技術一樣，一旦具備了時點獨立卷的初始條件，按需復制就開始運行了。其后，每一次PIT影像需要刷新的時候，只需進行新增數據的再同步。這種方法對降低在存儲匹配影像中必不可少的I/O的時間將有望發揮極大潛力。
　　
　　因為按需復制并非通過三鏡技術而實現，所以它常靈活地用在主卷和時點影像被保護的場合下。作為預防，主卷應經常由不同級別的RAID所保護。時點影像能被有選擇地自由的保護，在大多數情況下，RAID保護無須和主機相匹配。
　　
　　當復制進行的時候按需復制技術需要記載正被寫入主卷的數據的始發地址。當時點已經到達時它還需要被告知復制已經完成，因此，復制期間的失誤將導致無意義的時點映象。以下就是使用按需復制技術的典型過程。
　　
　　創建數據復件
　　
　　在創建時后，開始從主磁盤向影像磁盤進行全卷復制。復制工作由后臺控制。與復制工作一起，主卷的要求寫入引起了主塊當前內容向對應影像磁盤的復制。這一方法保證了在主數據進行更多的修改時時點映像得以保護.　 Sun StorEdgeTM的瞬時映像功能（圖二）

　　獲得時點復件
　　
　　雖然復制技術處于進步階段，但諸如Sun Stor Edge瞬時映像技術卻在復制行業伊始那一刻起就提出時點映像的準確描述。對未經復制的時點塊進行讀取的要求導致了對它的復制。后臺復制又一次接管此項工作。一旦按需復制完畢，一個獨宜的主數據的物理復件就產生了。
　　
　　復件與主卷的再同步：
　　
　　Sun StorEdgeTM 瞬時映像等產品，在按需復制啟動時，就開始跟蹤主卷當前映像與主卷內容之間的不同。這就用到了記分牌。
　　
　　軟件參考記分牌并且僅復制變化了的塊，這樣，新的時點映像就產生了
　　
　　虛擬映象
　　中斷鏡像和按需復制方法在得到時點復件時都將產生一個完全獨立的物理映像。相比之下，稱作虛擬映象的選擇性技術，包括了一個獨立映象，其普通的非改變的內容可為主程序和時點用戶所共享。因此，虛擬映象依靠于主卷，而只有主像與時點像的不同處才存入獨立的物理區域中。
　　
　　理想中，這種最優化技術省時省力并能提高得到時點映像的能力。程序在頻繁更新卷中狹窄區域以保持映像的規整性中付出的代價很大
　　
　　以外行的眼光看，虛擬映像似乎是一個在主程序變化時時點信息賴以藏身的獨立映像。事實上，虛擬映像能夠通過一個含有指向兩個獨立的物理區域的指針的偽卷而得以實現。一個區域里僅是主卷里的不變的塊，另一個是在主卷內容更新前收集它們的原始狀態，就象時點用戶使虛擬映像發生的任何變化一樣。
　　
　　當主卷被更新的時候，時點技術被用來保存獨立的虛擬映像的假象。任何新的對主卷的寫入要求都首先引發當前內容向相應的時點變化區域復制。這項技術保證了不會因主卷的新近修改而影響時點內容。
　　
　　這種方法所需要的附加存儲器的數量依靠于在Point-in-time建立后主卷和虛擬映像更新的數量。
　　
　　以下是應用虛擬技術的典型步驟
　　
　　創建虛擬映像
　　
　　在選定的時點開始創建虛擬映像，從這一時點開始，更新主卷和快速轉儲卷的場所將被記錄下來。
　　
　　在8pm創建時點
　　
　?。ㄌ摂M映像和主卷開始時相等）
　　　