Как добиться репликации с нулевым RPO на большие расстояния

в 13:46, , рубрики: HPE, SLD, Блог компании Hewlett Packard Enterprise, ит-инфраструктура, Серверное администрирование, хранение данных, хранилища данных

Что такое SLD и зачем оно нужно?

Одна из важнейших задач IT-подразделения предприятия – защита данных от воздействия различных внешних факторов, как то: пожар, землятрясение, наводнение и прочие катастрофы. Традиционно для этого используются различные технологии репликации данных. Однако обычно репликация позволяет синхронизовать (с тем или иным значением RPO) один и тот же набор данных только между двумя дата-центрами. И для многих заказчиков этого вполне достаточно. Для многих, но не для всех. Если заказчику требуется нулевое RPO, значит, необходимо использовать синхронную репликацию. Однако синхронная репликация позволяет размещать дата-центры на расстоянии порядка 100к м друг от друга. В случае серьезной катастрофы, или просто если два дата-центра расположены слишком близко друг от друга, оба ДЦ могут пострадать одновременно – и данные будут потеряны.

Как добиться репликации с нулевым RPO на большие расстояния - 1


Итак, если предприятию требуется обеспечить исключительно высокий уровень защиты данных, а именно:

  • репликация одного и того-же набора данных между тремя дата-центрами,
  • нулевое RPO при отказе любого из 3 дата-центров,
  • продолжение работы при последовательном отказе любых двух дата-центров,

— для таких требовательных заказчиков мы можем предложить специальное решение: HPE 3PAR Synchronous Long Distance (SLD).

SLD – это репликация на большие расстояния без потери данных. Как это работает, я постараюсь объяснить ниже.

Какие виды репликации поддерживаются

Сначала хочу напомнить какие виды репликации и какие топологии поддерживаются семейством массивов HPE 3PAR StoreServ.

Массивы 3PAR StoreServ поддерживают 3 режима репликации (Remote Copy):

  • cинхронный (Synchronous) режим (RPO=0);  
  • асинхронный периодический (Asynchronous Periodic) режим (min RPO=5 мин);
  • асинхронный потоковый (Asynchronous Streaming) режим (RPO около 10 сек).

Если синхронный режим, надеюсь, не требует пояснений, то для асинхронных режимов кратко опишу, как они работают:

  • асинхронный периодический режим: для синхронизации томов используются мгновенные снимки (snapshots), создаваемые через заданный интервал времени; на удаленный массив реплицируются только новые блоки, содержащиеся в новом снимке по сравнению с предыдущим снимком;
  • асинхронный потоковый режим: новые блоки накапливаются в локальном массиве в течении небольшого периода времени (измеряемого долями секунды) и затем реплицируются на удаленный массив.

Добавлю к этому, что во всех 3 режимах, естественно, поддерживается консистентность данных при репликации.

В качестве транспортного уровня для репликации можно использовать следующие 3 варианта:

  • Remote Copy over Fibre Channel (RCFC) – для репликации используются FC порты массива и в качестве каналов передачи данных используется сеть FC;  
  • Remote Copy over Internet Protocol (RCIP) — для репликации используются встроенные IP порты массива (1GbE или 10GbE – в зависимости от модели массива) и в качестве каналов передачи данных используется сеть IP;
  • Remote Copy over FCIP (Fibre Channel over IP) — для репликации используются FC порты массива и в качестве каналов передачи данных используется сеть IP. FCIP предполагает применение дополнительных преобразователей (gateways) протоколов FC-IP.

И, наконец, поддерживаемые тополигии/конфигурации репликации:

  • One-to-one: репликация выполняется только между двумя массивами;  
  • Many-to-many: N массивов могут реплицировать данные на другие M массивов. Максимальные значния на сегодня для N и М =4. Пример такой конфигурации приведен на рисунке ниже:

Как добиться репликации с нулевым RPO на большие расстояния - 2

Рис.1. Конфигурация репликации many-to-many. Каждый массив реплицирует данные на 4 других массива. Все направления репликации могут быть двунаправленными. Здесь речь идет, разумеется, о репликации разных наборов данных (томов) на разные массивы.

  • Synchronous Long Distance (SLD) – специальный режим репликации, позволяющий одновременно реплицировать один и тот же набор данных (томов) с одного массива на два других массива. Именно этот режим репликации мы и рассмотрим подробно далее.

Как устроено SLD

Итак, SLD – это:

  1. Одновременная репликация группы томов с одного массива (А) на 2 других массива (В и С). При этом репликация на один массив (В) выполняется в синхронном режиме, а репликация на другой массив (С) – в асинхронном периодическом режиме. См. ниже рис.2. Таким образом, массивы А и В могут быть расположены относительно недалеко друг от друга (максимальное расстояние определяется максимально допустимым для синхронной репликации временем задержки между двумя массивами RTT = 10 ms). Напротив, массив С может быть удален от массивов А и В на значительное расстояние (максимальное расстояние определяется максимально допустимым для асинхронной периодической репликации временем задержки между двумя массивами RTT = 120 ms).
  2. Обеспечение RPO=0 на удаленном массиве С. Напомню, что, поскольку массив С расположен достаточно далеко, репликация на него в синхронном режиме невозможна, и единственный способ обеспечить переключение на удаленный массив С без потери данных (при отказе основного массива А или при плановом переключении) – это использование технологии SLD.

Как добиться репликации с нулевым RPO на большие расстояния - 3

Рис.2. схема SLD.

Работает SLD следующим образом: в штатном режиме данные реплицируются с массива А на массивы В и С. При этом между массивами В и С также настроена асинхронная периодическая репликация, которая в штатном режиме находится в пассивном состоянии (на рис.2. показана пунктирной линией). При отказе основного массива А автоматически активируется репликация с массива В на массив С, и данные, которые были записаны на массив В, но не были записаны на массив С, будут скопированы на массив С. Таким образом, после отказа массива А, массивы В и С будут автоматически синхронизованы вплоть до последнего блока, который был записан на массив А перед его отказом.

После синхронизации массивов В и С работа с данными может быть продолжена, в качестве основного массива может быть выбран как массив С, так и массив В. При этом никакие данные, которые были записаны на массив А, не будут потеряны (RPO=0) и будет выполняться репликация между массивами В и С, обеспечивая непрерывную защиту данных уже после отказа одного из трех массивов.

После восстановления массива А новые данные, которые были записаны на массивы В и С, будут скопированы на массив А, после чего можно будет вернуться к штатному режиму работы с использованием массива А в качестве основого массива.

В заключение хочу отметить еще два важных момента:

  • Массивы А и В, между которыми выполняется синхронная репликация, могут быть использованы одинаковым образом, т.е., оба эти массива могут одновременно быть главными массивами. В этом случае один набор томов будет реплицироваться с массива А на массивы В и С. Другой набор томов будет реплицироваться с массива В на массивы А и С.
  • SLD можно использовать одновременно с технологией 3PAR Peer Persistence – что позволит выполнять переключение между массивами А и В полностью в автоматическом режиме. Технология 3PAR Peer Persistence также позволяет хостам прозрачно переключаться между двумя массивами (между массивами А и В в данном случае) и в онлайне перемещать виртуальные машины между двумя массивами (между двумя площадками). Подробнее про Peer Persistence можно узнать здесь.

Владимир Коробейников, @Vladkor

Автор: Hewlett Packard Enterprise

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля