存储双活是什么意思?
一、基本概念
存储双活(Storage Active-Active),是指在两个或多个数据中心中,所有的存储系统都处于活动状态,并且能够同时处理I/O请求,这种架构确保了当一个数据中心发生故障时,业务可以无缝切换到另一个数据中心,从而实现高级别的数据可靠性和业务连续性。
二、工作原理
1. 数据同步
实时镜像:在双活存储系统中,两个数据中心的数据通过高速网络实时镜像,这意味着任何一端的数据更新都会立即同步到另一端,确保数据的一致性。
双写机制:为了保证数据一致性,双活系统采用双写机制,即应用服务器的I/O请求会同时下发到本端缓存和远端缓存,从而保证两端数据的同步更新。
2. I/O处理
读I/O流程:在正常情况下,主机从本地存储读取数据,如果本地存储出现故障,系统会自动切换到远端存储读取数据,确保业务的连续性。
写I/O流程:写操作同样需要在两端同时进行,为了防止数据冲突,系统设计了分布式锁机制,只有获得锁的存储系统才能进行写操作。
3. 故障恢复
自动切换:当一个数据中心发生故障时,双活系统会自动将业务切换到另一个正常运行的数据中心,确保业务的不间断运行。
数据同步:故障恢复后,系统会根据记录的差异数据日志(DCL)进行后台数据同步,确保数据的完整性和一致性。
三、部署方式
1. 本地数据中心部署
同园区不同机房:通常部署在同园区的不同机房中,以减少数据传输延迟和提高系统的可靠性。
集群部署:主机采用集群部署方式,通过FC交换机或IP交换机与存储系统连接。
2. 跨数据中心部署
同城或邻近城市:跨数据中心部署通常在同城或邻近城市进行,距离一般在300公里以内,以确保数据传输的低延迟。
波分设备支持:对于长距离传输(FC组网≥25公里,IP组网≥80公里),需要准备波分设备以保证网络的传输时延。
四、仲裁模式
1. 静态优先级模式
本地优先级判断:未配置仲裁服务器时,通过本地优先级来判断主备设备,优先级高的设备作为主设备,负责数据读写。
2. 仲裁服务器模式
软件安装:仲裁服务器一般安装在Linux系统中,用于判断主备设备的角色,哪个阵列先找到仲裁设备,哪个就为主设备。
五、扩展性设计
双活存储系统具有良好的扩展性,可以通过增加更多的存储节点来扩展系统的容量和性能,华为云双活仲裁服务器用于搭建用户本地数据中心与华为云VPC之间的高速、低时延、稳定安全的专属连接通道。
六、应用场景
双活存储广泛应用于对数据可靠性和业务连续性要求极高的场景,如金融、电信、政府等行业的关键业务系统,在这些行业中,数据的丢失或业务的中断可能会导致重大的经济损失和社会影响。
七、优势与挑战
1. 优势
高可用性:通过实时数据镜像和自动切换机制,确保业务的连续性。
高性能:双活系统能够同时处理I/O请求,提高了存储系统的资源利用率。
易管理:集中管理和监控双活存储系统,降低了运维成本。
2. 挑战
成本高:部署双活存储系统需要投入大量的硬件和软件资源,成本较高。
技术复杂:双活系统的设计和实现涉及多个技术领域,包括存储、网络和数据同步等,技术复杂度较高。
双活存储是一种高可用性和高性能的存储解决方案,适用于对数据可靠性和业务连续性要求极高的场景,通过实时数据镜像和自动切换机制,双活系统能够确保业务的不间断运行,部署双活存储系统需要投入大量的资源和技术投入,企业在选择时需要综合考虑自身的业务需求和技术能力。
九、相关问题与解答
Q1: 什么是脑裂现象?
A1: 脑裂现象是指数据中心A和数据中心B之间进行数据同步的线缆出现故障,导致两个数据中心无法通信,不知道哪个是主设备、哪个是从设备的情况,这会导致数据不一致和业务中断。
Q2: 如何解决脑裂现象?
A2: 解决脑裂现象的方法是通过仲裁来决定主备设备,常用的仲裁模式包括静态优先级模式和仲裁服务器模式,静态优先级模式通过本地优先级判断主备设备,而仲裁服务器模式则通过软件安装在Linux系统中的仲裁服务器来判断主备设备。
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