異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移技術(shù)在銀行的應(yīng)用

楊廣銘

SAN存儲(chǔ)是銀行關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中的主要載體，隨著設(shè)備更新?lián)Q代和升級(jí)擴(kuò)容，異構(gòu)SAN存儲(chǔ)間的數(shù)據(jù)遷移是銀行運(yùn)維人員面臨的一項(xiàng)重要工作，選擇合適、成熟且高效的異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移技術(shù)是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。文章對(duì)業(yè)界主流的2種異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移技術(shù)在銀行中的應(yīng)用進(jìn)行研究和對(duì)比。

異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移

SAN存儲(chǔ)是指以FC或iSCSI協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)塊的外置磁盤設(shè)備，因其具備高帶寬、低時(shí)延和高可靠性等特點(diǎn)，目前已是銀行關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中存放的主要載體。當(dāng)銀行數(shù)據(jù)中心因設(shè)備老舊需要更新?lián)Q代或IT基礎(chǔ)環(huán)境隨業(yè)務(wù)需求發(fā)生改變需要升級(jí)擴(kuò)容時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到異構(gòu)存儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)遷移情況。由于銀行一般采用年度集中產(chǎn)品招標(biāo)采購模式，每年度可能都會(huì)引入不同品牌SAN存儲(chǔ)，不同廠商存儲(chǔ)產(chǎn)品的底層技術(shù)架構(gòu)差異極大且互不兼容，因此這種異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移的問題成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域重要的研究課題之一。由于銀行IT系統(tǒng)具有業(yè)務(wù)連續(xù)性、關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可用性要求高且業(yè)務(wù)量大等特點(diǎn)，異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移時(shí)通常會(huì)面臨下列挑戰(zhàn)：

數(shù)據(jù)遷移導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間過長（有時(shí)可能數(shù)天），給銀行業(yè)務(wù)運(yùn)營帶來極大不便；

數(shù)據(jù)遷移過程中存在數(shù)據(jù)一致性風(fēng)險(xiǎn)；

遷移數(shù)據(jù)量巨大，有時(shí)甚至達(dá)到PB級(jí)別；

訪問存儲(chǔ)的系統(tǒng)可能涉及多種操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)遷移要跨平臺(tái)操作，環(huán)境復(fù)雜，發(fā)生錯(cuò)誤的幾率較高。

由此可見，由于銀行IT系統(tǒng)7×24 h的連續(xù)性要求和客戶數(shù)據(jù)重要性，異構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移對(duì)于銀行IT部門來說是一項(xiàng)非常浩大的工程，稍有不慎就會(huì)造成難以挽回的損失，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性是整個(gè)數(shù)據(jù)遷移過程的核心要求，如何實(shí)現(xiàn)遷移數(shù)據(jù)高可靠性是成敗關(guān)鍵。

目前業(yè)界主要有2種技術(shù)可以在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性（即對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)“透明”）的前提下實(shí)現(xiàn)異構(gòu)SAN存儲(chǔ)數(shù)據(jù)遷移：①基于主機(jī)的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)；②基于存儲(chǔ)虛擬化的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)。

基于主機(jī)的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)

基于主機(jī)的數(shù)據(jù)遷移工作在主機(jī)卷管理器這一層，通過磁盤卷鏡像或復(fù)制來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移。在使用卷管理器進(jìn)行磁盤管理的主機(jī)系統(tǒng)上，當(dāng)主機(jī)發(fā)起一個(gè)I/O請(qǐng)求之后，必然通過邏輯卷層，卷管理器確認(rèn)邏輯卷分布的物理磁盤并將I/O請(qǐng)求發(fā)往相應(yīng)的光纖控制卡，光纖控制卡將I/O請(qǐng)求經(jīng)SAN發(fā)給物理磁盤所屬所有存儲(chǔ)，所有存儲(chǔ)分別完成I/O請(qǐng)求后將處理結(jié)果反饋給光纖控制卡，光纖控制卡將所有I/O請(qǐng)求的結(jié)果返回卷管理器，卷管理器在確認(rèn)所有邏輯卷分布的物理磁盤I/O請(qǐng)求都反饋成功后通知主機(jī)系統(tǒng)I/O請(qǐng)求完成。

基于主機(jī)的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)正是利用卷管理器的這一功能，在實(shí)施數(shù)據(jù)遷移時(shí)先將目標(biāo)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)盤加入源存儲(chǔ)數(shù)據(jù)盤所在邏輯卷組VG，然后使用卷管理器命令告知應(yīng)用建立了源盤和目標(biāo)盤間的鏡像關(guān)系，即一個(gè)邏輯卷的數(shù)據(jù)同時(shí)分布在2個(gè)物理數(shù)據(jù)盤上。這種鏡像關(guān)系建立后，卷管理器會(huì)自動(dòng)在后臺(tái)進(jìn)行二者間差異數(shù)據(jù)同步，同時(shí)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的新I/O請(qǐng)求也會(huì)由卷管理器發(fā)給這2個(gè)數(shù)據(jù)盤。待二者間同步完成后，將源數(shù)據(jù)盤從VG中刪除，這樣就完成了整個(gè)數(shù)據(jù)遷移。常用的卷管理器有Symantec的Veritas Volume Manager，UNIX和Linux自帶LVM等。

這種數(shù)據(jù)遷移技術(shù)不需要在遷移的源和目的端采用同樣的存儲(chǔ)設(shè)備，具有極大靈活性，但遷移過程中會(huì)占用一些主機(jī)CPU資源，對(duì)主機(jī)性能有一定影響。因此，這種方法的可擴(kuò)充性較差，實(shí)際運(yùn)行性能不是很好。基于主機(jī)的遷移方法也有可能影響主機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而有可能導(dǎo)致越權(quán)訪問受保護(hù)數(shù)據(jù)。

此外存儲(chǔ)廠商EMC公司也有一款Open Migrator軟件，同樣利用類似主機(jī)I/O堆棧管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)不依賴于存儲(chǔ)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)遷移，相比前述操作系統(tǒng)自帶的卷管理器，該產(chǎn)品可對(duì)整個(gè)遷移進(jìn)程實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制（包括啟停、重發(fā)、比較和傳輸速率設(shè)置）和實(shí)時(shí)監(jiān)控，但該軟件通常只免費(fèi)提供給購買該公司存儲(chǔ)的客戶使用。

基于存儲(chǔ)虛擬化的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)

基于存儲(chǔ)虛擬化的數(shù)據(jù)遷移，通常使用各存儲(chǔ)廠商提供的專業(yè)軟件來實(shí)現(xiàn)，例如HPE的OnlineImportUtility、PeerMotion Utility、EMC的Open Replicator、華為的SmartVirtualization和SmartMigration，實(shí)現(xiàn)原理是在目標(biāo)存儲(chǔ)上創(chuàng)建與源存儲(chǔ)等數(shù)量、等容量邏輯卷，并以目標(biāo)存儲(chǔ)控制器作為虛擬存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)建立2組邏輯卷對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行遷移，遷移過程中，主機(jī)仍可通過目標(biāo)存儲(chǔ)訪問源存儲(chǔ)LUN上存放的數(shù)據(jù)，依據(jù)主機(jī)的操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)多路徑軟件和群集配置的差異，一般可提供在線、最小中斷時(shí)間和離線3種遷移模式，大致遷移流程如下：

①主機(jī)需重新配置兼容目標(biāo)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)訪問多路徑軟件；

②在目標(biāo)存儲(chǔ)上創(chuàng)建數(shù)量和容量與源存儲(chǔ)一致的LUN；

③目標(biāo)存儲(chǔ)控制器遷移用端口設(shè)置Initiator模式，源存儲(chǔ)控制器遷移用端口設(shè)置為Target模式，并在SAN交換機(jī)上為前述2端口創(chuàng)建1個(gè)Zone；

④創(chuàng)建主機(jī)到目標(biāo)存儲(chǔ)控制器非遷移用端口的Zone，并將目標(biāo)存儲(chǔ)上的遷移用LUN分配至該端口（Offline Migration不需要此步驟）；

⑤停止主機(jī)上所有的業(yè)務(wù)進(jìn)程和高可用群集，卸載待遷移LUN對(duì)應(yīng)的文件系統(tǒng)，并關(guān)機(jī)（僅MDM需要此步驟）；

⑥在目標(biāo)存儲(chǔ)的管理服務(wù)器上創(chuàng)建和源存儲(chǔ)待遷移LUN的映射關(guān)系，發(fā)起遷移任務(wù)；

⑦刪除主機(jī)到源存儲(chǔ)的Zone，主機(jī)重新識(shí)別和導(dǎo)入目標(biāo)存儲(chǔ)的LUN，重新掛載文件系統(tǒng)和啟動(dòng)業(yè)務(wù)進(jìn)程；

⑧通過目標(biāo)存儲(chǔ)管理服務(wù)器可實(shí)時(shí)監(jiān)控遷移任務(wù)，并適時(shí)調(diào)整遷移任務(wù)的帶寬QoS；