计了一系列I/O性能优化方案,减小对写时延的影响,提升整体双活的业务性能。
3.1.3.1数据零拷贝
在双活镜像数据的初始同步或者恢复过程中的增量同步过程中,差异数据块通常有大量的零数据块,无需逐块复制,该功能叫数据零拷贝。例如,虚拟化场景下,新建虚拟机时会产生大量的零数据块,一个数十GB的操作系统盘,实际非零数据块仅2- 3GB。数据零拷贝原理图如图3-15所示。 图3-15数据零拷贝
HyperMetro零页面识别技术的实现方法如下:
通过硬件芯片,对数据拷贝源端进行快速识别,找出零数据,在拷贝过程中,对全零数据特殊标识,只传输一个较小的特殊页面到对端,不再全量传输。该技术可有效减少同步数据量,减少带宽消耗,缩短同步时间。
3.1.3.2FastWrite
HyperMetro通过FastWrite功能对阵列间数据传输进行了协议级优化,应用SCSI协议的First Burst Enabled功能,将写数据的链路传输交互次数减少一半。
正常的SCSI流程中,写I/O在传输的双端要经历“写命令” “写分配完成” “写数据”和“写执行状态”等多次交互。利用FastWrite功能,优化写I/O交互过程,将 “写命令”和“写数据”合并为一次发送,并取消“写分配完成”交互过程,将跨站点写I/O交互次数减少一半。如图3-16所示。
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3.1.3.3地域优化访问
双活数据业务场景,两站点的距离远近,是影响I/O访问性能的关键因素。HyperMetro 特性通过与华为OceanStor UltraPath多路径配合,根据双活站点部署距离,提供了两种 I/O访问策略供用户选择。
? 负载均衡模式 ? 优选阵列模式 负载均衡模式
该模式下实现了 I/O的跨阵列负载均衡,即I/O以分片的方式在两个阵列上下发。分片大小可配,例如分片大小为128M,即起始地址为0-128M的I/O在A阵列下发, 128M-256M在B阵列下发,以此类推。
负载均衡模式主要应用于双活业务部署在同一数据中心的场景。在该场景下,主机业务访问两套双活存储设备的性能几乎相同,为最大化利用两套存储设备的资源,将主机I/O按分片方式下发到两套阵列上。 图3-17负载均衡访问
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优选阵列模式
该模式下,由用户在OceanStor UltraPath上指定优选访问阵列,主机业务访问时,I/O只会在用户设置的优选阵列路径上进行负载均衡下发,不产生跨阵列的I/O访问。只有当优选阵列出现故障时,才切换到非优选阵列下发I/O。
优选阵列模式主要应用于双活业务部署在距离较远的双数据中心场景。在该场景下,双活数据中心的跨站点访问的代价较高,假如两个数据中心的链路距离为100km,一次往返传输通常需要消耗约1.3ms时间。优选阵列模式可以减少跨站点交互次数,从而提升 I/O 性能。
针对数据读场景,双活数据中心的业务主机只需要读本数据中心对应的双活存储阵列即可,避免主机跨数据中心读取数据,提升整体访问性能。 图3-18优选阵列模式数据读
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针对数据写场景,业务主机直接写本数据中心对应的双活存储阵列,避免主机跨数据中心转发数据,充分利用HyperMetro AA双活能力,AA集群的每个控制器都能够接收写I/O,由本地控制器处理本地主机的写I/O请求,减少跨数据中心的转发次数,提升方案整体性能。数据写I/O过程如图3-19所示。 图3-19优选阵列模式数据写
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3.1.4 高可扩展性
HyperMetro双活特性通过与OceanStor V3融合存储系统的其它Smart系列和Hyper系列特性组合,可形成多种数据保护和灾备解决方案。
3.1.4.1 两地三中心扩展
近年来,大范围自然灾害时有发生,3DC (两地三中心)容灾解决方案越来越受到业界重视和认可。所谓3DC即两地三中心,即一份数据有3份备份(包括自己)且分布在三个不同的地理位置即称之为三数据中心,通常是指生产中心,加上同城灾备中心以及异地灾备中心。
HyperMetro特性与OceanStor统一存储系统的HyperReplication特性组合,并结合 BCManager专业容灾管理软件实现3DC容灾。当生产中心发生灾难,可在同城灾备中心进行接管业务,并保持与异地灾备中心的容灾关系。若生产中心和同城灾备中心均发生灾难,可在异地灾备中心对远程复制进行主从切换,并拉起业务。 图3-20 3DC容灾方案
相对于传统的同步复制+异步复制的3DC方案,双活+异步复制的方案具有更好的资源利用率和故障切换速度。双活数据中心实现同城容灾时,可将同一关键业务负载均衡到双数据中心,并且在单数据中心发生故障,业务零中断,数据零丢失。在部署层面,双活数据中心支持平滑扩展为两地三中心,可先期实现同城双活,待异地数据中心建设完成后,再添加异步复制,实现应用异地保护。
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