目前，端到端雙活數據中心解決方案中最核心的技術當屬存儲雙活技術，這也是備受企業關注的雙活技術之一，而現有關於存儲雙活的內容中，普遍都是對存儲雙活方案的整體概述，以廠商自帶的產品為出發點來組織方案內容，在本次華為存儲雙活方案解析的內容中，筆者將從方案特點、第三站點仲裁、兩地三中心擴展、讀寫性能、故障轉移、雙活能力等多個角度，華為存儲雙活方案進行整體性詳細的解析。
一、華為HyperMetro
1、雙活方案概述
華為存儲層雙活方案基於OceanStor融合存儲系統的HyperMetro特性實現。HyperMetro採用AA雙活架構將兩套存儲陣列組成跨站點集群，實現數據實時鏡像。兩端陣列的雙活LUN數據實時同步，且兩端能夠同時處理應用服務器的I/O讀寫請求，面向應用服務器提供無差異的AA並行訪問能力。當任何一臺磁盤陣列故障時，業務自動無縫切換到對端存儲訪問，業務訪問不中斷。
2、方案特點
（1）免網關設計：Hyper Metro雙活架構無需額外部署虛擬化網關設備，直接使用兩套存儲陣列組成跨站點集群系統。最大支持32個存儲控制器，即兩套16控存儲陣列組建雙活關係。
（2）I/O訪問路徑：Hyper Metro在應用主機側，通過UltraPath主機多路徑軟件，將兩臺存儲陣列上的雙活成員LUN聚合為一個雙活LUN，以多路徑Vdisk方式對應用程序提供I/O讀寫能力。應用程序訪問Vdisk時，Ultrapath根據多路徑模式，選擇最佳的訪問路徑，將I/O請求下發到存儲陣列。
根據雙活站點部署距離，Hyper Metro提供了兩種I/O訪問策略供選擇。一是負載均衡模式：該模式下可實現 I/O的跨陣列負載均衡，即I/O以分片的方式在兩個陣列上下發。分片大小可配，例如分片大小為128M，即起始地址為 0-128M的I/O在A陣列下發，128M-256M在B陣列下發，以此類推。負載均衡模式主要應用於雙活業務部署在同一數據中心的場景。在該場景下，主機業務訪問兩套雙活存儲設備的性能幾乎相同，為最大化利用兩套存儲設備的資源，將主機I/O按分片方式下發到兩套陣列上。
另一種是優選陣列模式：該模式下，由用戶在OceanStor UltraPath上指定優選訪問陣列，主機業務訪問時，I/O只會在用戶設置的優選陣列路徑上進行負載均衡下發，不產生跨陣列的 I/O 訪問。只有當優選陣列出現故障時，才切換到非優選陣列下發 I/O。優選陣列模式主要應用於雙活業務部署在距離較遠的雙數據中心場景。在該場景下，雙活數據中心的跨站點訪問的代價較高，假如兩個數據中心的鏈路距離為100km，一次往返傳輸通常需要消耗約 1.3ms 時間。優選陣列模式可以減少跨站點交互次數，從而提升 I/O 性能。針對數據讀場景，雙活數據中心的業務主機只需要讀本數據中心對應的雙活存儲陣列即可，避免主機跨數據中心讀取數據，提升整體訪問性能。針對數據寫場景，業務主機直接寫本數據中心對應的雙活存儲陣列，避免主機跨數據中心轉發數據，充分利用 HyperMetro AA雙活能力，AA集群的每個控制器都能夠接收寫 I/O，由本地控制器處理本地主機的寫I/O請求，減少跨數據中心的轉發次數，提升方案整體性能。
（3）存儲層組網：下圖為Hyper Metro雙活方案典型組網架構。可搭建陣列與主機、雙活鏡像、同城互聯等三類網絡，數據網絡與業務網絡分離；兩套雙活存儲陣列間通信支持FC或IP鏈路，推薦使用FC鏈路，但需滿足站點間RTT（往返延遲）小於2ms要求。另外，存儲陣列和仲裁服務器之間的鏈路採用普遍的IP鏈路。
（4）一體化雙活：該方案下的一套雙活設備既支持文件數據服務（File Service），也支持塊數據服務（Block Service），能夠以NFS文件系統和SAN塊存儲兩種方式提供雙活功能；SAN與NAS共用一套仲裁，能夠確保兩個站點間鏈路故障時，文件存儲和塊存儲由同一站點提供服務，保障仲裁一致性；SAN與NAS共用一種網絡，站點間心跳、配置、數據物理鏈路合一，一種網絡即可滿足SAN與NAS傳輸，並且支持業務網絡、站點間網絡、仲裁網絡全IP部署，組網簡單。
（5）存儲層數據一致性：通過I/O雙寫確保數據一致性，系統正常情況下，任意應用IO數據下發，都要同時寫到兩臺陣列才返回主機，確保兩臺陣列數據實時一致；具備分佈式鎖機制（DLM），確保主機對同一存儲地址的數據訪問時，由其中一臺寫入，確保數據一致性；單存儲不可用時,具備數據差異處理機制，其中一臺存儲不可用時，僅寫正常存儲，同時數據變化記錄到DCL（Data Change Log）空間，待陣列修復好後，HyperMetro 將自動恢復雙活Pair關係，並通過DCL記錄的信息，將數據增量寫入修復好的存儲。這樣的好處是無需全量同步所有數據，整個過程對主機“透明”，不會影響主機業務。
（6）FastWrite技術：傳統通用方案兩個站點間的寫I/O在傳輸過程要經歷“寫命令”和“寫數據”兩次交互，理論上兩站點間距100KM時，將帶來2次RTT（往返延時），見下圖左；為了提升雙寫性能，FastWrite技術將“寫命令”和“寫數據”合併為一次發送，跨站點寫IO交互次數減少一半，理論上100KM傳輸鏈路僅1次RTT，提升整體寫IO性能，見下圖右。
（7）跨站點壞塊修復技術：為了提升數據可靠性，Hyper Metro具備跨站點自動修復壞塊技術，無需人為干預，自動完成修復，業務訪問不受影響。流程如下（見下圖）: 生產主機讀取存儲A數據-->存儲A通過校驗發現壞塊-->嘗試通過重構修復壞塊，修復失敗（若修復成功，則不進行下述流程）-->存儲A檢查與遠端狀態“完整”併發起到遠端B陣列讀取數據-->讀取數據成功，返回生產主機正確數據-->使用遠端數據修復本端壞塊對應的數據。
（8）RAID2.0技術：存儲陣列能夠支持多種RAID保護技術，並在此基礎之上進一步優化升級，當RAID組中任意硬盤故障，通過RAID2.0技術，能夠快速重建RAID，並恢復數據至熱備盤，速度相對傳統技術大幅提升， 降低了多盤失效風險概率。
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