您是否因核心业务生产资料无保护,而担忧数据丢失?
您是否因数据同步效率低下,导致数据丢失时间太长?
您是否因全量扫描拖累业务性能,进而导致核心生产业务受影响?......
通过融合SnapDiff增量识别等创新手段,EDS存储实现了高效的数据同步,为您的业务连续性提供坚实保障。
今天,我们将深入解析EDS存储异步复制技术的原理与优势,展示它如何成为您业务连续性的可靠支撑。
基本原理及关键概念介绍
在异步复制过程中,数据同步的机制如下:首先,主端和备端的两个 EDS 存储集群通过容灾网络建立集群Peer。接着,配置复制组,并将需要保护的容灾目录加入其中。最后,设置定时计划,确保数据能够定期复制。接下来,我们将为大家详细解析这些关键概念。
集群Peer
两个存储系统上的复制集群配对组成集群Peer,集群Peer通过两个系统上的复制网口及互联网络进行通信交互,这两个存储系统间的复制特性基于该集群Peer运行。
复制节点
参与远程复制任务的节点称为复制节点,复制节点上用于远程复制的网口称为复制网口。
容灾网络
主端复制节点与备端复制节点建立链路时所使用的网络称为容灾网络。用户可以通过增加或删除复制节点上的复制网口,来管理容灾网络。此外,集群Peer支持通过共享标签和共享密钥对备端集群进行鉴权。
复制链路集
复制链路集是主、备集群间建立的一组链路集。链路集中包含了两端复制节点之间的所有通信链路。所有异步远程复制目录对都将共用此复制链路集来执行远程复制任务。主、备集群之间链路流控也基于复制链路集完成。
每个复制节点都会和对端复制节点建立一条链路,如主端存在3个复制节点、备端也有3个复制节点,则会建立9条复制链路。当主端集群的某个复制节点发生故障时,复制链路的通信链路将自动重建,从而保障复制业务的连续性。
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保障复制业务的连续性
远程复制组
远程复制组是指一条数据复制关系,用于描述和管理数据复制的来源和目标。管理员可以基于此进行数据同步、故障切换等操作。
在文件存储的远程复制中,数据复制的来源称为主端目录,数据复制的目标称为备端目录。数据复制的方向为主端目录向备端目录复制。主、备端角色和数据复制方向可通过主备切换操作进行改变。
管理员可以指定主端集群的任意目录(MTree空间)作为主端目录(数据复制的来源),并指定备端集群中的任意空目录(MTree空间)作为备端目录(数据复制的目标)。管理员可以根据业务需求在主、备集群间创建多个远程复制组。
运行机制介绍
深信服EDS存储基于文件数据差异,将主文件系统周期性地同步到备文件系统。在每个周期内,对数据进行如下处理:
1、主文件系统生成新的快照,无损记录快照之间的文件操作行为变化点;
2、结合变化点和快照内容,生成文件元数据增量和文件数据增量;
3、将文件元数据增量和数据增量发送并写入到备文件系统;
4、备文件系统完成一个周期的同步后,生成新快照。
周期处理示意图
基于快照的数据同步
远程复制组进行初始同步时,存储系统会为主端目录创建快照。然后基于该快照向备端目录进行数据的全量同步(包括目录结构、数据、元数据、扩展属性等)。
在数据同步的过程中,主端目录不受影响,可以继续读写数据,数据同步期间变更的数据会随下一次数据同步过程同步至备端目录。
当数据同步完成后,存储系统会为备端目录也创建一份快照,该快照用于备端目录的本地备份,保障备端目录的数据完整性。
基于SnapDiff增量数据的同步
完成初始同步后的每一次同步,存储系统都会再次为主端目录创建快照,并通过SnapDiff分析两次快照之间的增量数据,然后将增量数据同步至备端目录。
同样地,每次数据同步完成后,存储系统都会为备端目录创建一份快照,用于备端目录的本地备份。
故障切换
文件存储异步远程复制提供了故障切换操作(暂时仅支持计划内切换)。当主端集群因为各种突发灾难性事件而失效时,可以将业务切换至备端集群,由备端集群继续提供服务。
备文件系统保护
备文件系统保护可以实现对备端目录进行只读保护。数据正常同步时,开启备文件系统只读保护,以保障主、备端目录的数据一致性。当执行计划内切换时,手动中断并删除复制组使备端目录变为读写状态,从而允许备端目录接管业务。
差异化优势
深信服EDS存储的异步复制技术突破传统存储方案桎梏,构建了多重差异化优势——
文件级复制,效率更高
传统存储一般基于文件系统层之下的卷层做复制,复制内容为变化的数据块。而EDS存储采用文件级复制,复制内容为基于文件变化而识别出的文件操作。
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1. 网络带宽占用更少
以删除文件为例,传统存储需要找到文件占用的所有数据块,复制内容为所有数据块的变化,文件越大则数据块越多,网络传输数据量越大。
EDS存储的复制内容为“删除操作 + 文件路径”,网络传输数据量为字节级,用户无需关注文件大小。
2. 复制内容实时生效
传统存储的复制过程中,每次传输的是数据块,已丢失文件语义,不是完整的文件操作,导致备文件系统的内容不完整,变化非实时生效,备文件系统的变化要等到数据块完整传输完成时才可见。
EDS存储在复制过程中每次传输的是完整的文件操作,备文件系统的内容变化实时生效可见,备端读取业务更及时。
与文件系统Snapdiff结合,自定义文件增量语义
传统存储复制采用主机复制软件进行文件复制,基于全量扫描(POSIX接口语义)识别变化数据,增量识别粒度受POSIX标准限制。
EDS存储则与自身的文件系统Snapdiff相结合,用户可以自定义文件增量语义,精准识别文件增量操作、文件增量内容,提升复制效率。
相较于全量扫描(POSIX接口语义)识别,Snapdiff增量识别在性能和速度上更具优势。
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1.性能无损,复制速度快
传统主机复制软件需要对整个目录进行全量扫描识别数据,对前端业务性能影响较大。在文件数量规模太大的场景(>1亿),即便只有极少量文件变化,往往需要数十小时才能完成扫描,从而拉长了整个数据复制的时间。
EDS存储根据前后快照内容结合Snapdiff识别增量数据,无需对目录进行全量扫描识别,对前端的业务性能影响小,获取增量数据快速。
2. 仅传输文件真实操作行为及文件变化的内容,网络带宽利用率高
以移动文件为例,EDS存储根据文件级Snapdiff和前后快照内容,可识别出文件移动操作,在备文件系统回放该操作即可,处理轻量。主机复制软件只能识别出原路径的文件减少和新路径的文件新增,在备文件系统要删除旧文件、创建新文件并重传整个文件。
以修改文件为例,EDS存储除了支持文件级Snapdiff,还支持文件内容的Snapdiff,复制时仅传输文件中改变的内容。主机复制软件只能识别出文件有更新,无法识别出哪些内容发生更新,需要重传整个文件,文件越大则重传数据量越大。
基于应用/目录的智能Qos控制
EDS存储可以针对目录进行Qos限速,将要求较低的应用/目录进行限速以优先保障高业务要求的RPO时效。
灾难恢复能力强
EDS存储支持最短15min级的RPO,实现增量、异步、周期性的同步,灾备站点可快速接管业务(暂时仅支持计划内接管业务)。
未来,深信服EDS存储将持续深化异步远程复制技术,以生产级可靠性构建数据生命线,保障业务运行连续性。
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