MacroSAN SDAS存储双活
技术白皮书
杭州宏杉科技股份有限公司
1. 概述
在信息社会里，数据的重要性已经毋容置疑，作为数据载体的存储阵列，其可靠性更是备受关注。尤其在一些关键应用中，不仅需要单台存储阵列自身保持高可靠性，往往还需要二台存储阵列组成高可靠的系统。一旦其中一台存储阵列发生故障，另一台可以无缝接管业务。这种两台存储都处于运行状态，互为冗余，可相互接管的应用模式一般称之为双活存储。
由于技术上的限制，传统的双活存储方案无法由存储阵列自身直接实现，更多的是通过在服务器上增加卷镜像软件，或者通过增加额外的存储虚拟化引擎实现。通过服务器上的卷镜像软件实现的双活存储，实施复杂，对应用业务影响大，而且软件购买成本较高。通过存储虚拟化引擎实现的双活存储，虽然实施难度有一定降低，但存储虚拟化引擎自身会成为性能、可靠性的瓶颈，而且存在兼容性的限制，初次购买和维护成本也不低。
宏杉科技的对称双活存储（Symmetrical Dual Active Storage，简称SDAS）是一项专门针对双活存储方案的创新技术。通过宏杉科技对称双活存储技术，可以不需要引入任何第三方软硬件，直接通过两台同档次的MS系列存储阵列实现两台存储的双活工作，互为冗余。当其中一台存储发生故障时，可由另一台存储实时接管业务，实现RPO、RTO为0。这是一种简单、高效的新型双活存储技术。
宏杉科技的SDAS技术，不仅支持近距离的双活存储系统，而且支持上百公里甚至更远的远距离双活数据中心。近距离的双活存储可以采用更加高效的光纤交叉直连的方式进行组网部署，远距离的双活数据中心采用交换机连接方式，再配以仲裁者机制进行组网部署。宏杉科技的SDAS两套存储之间的链路不仅可以支持10GE以太网，而且在业界率先支持40GE以太网技术。40GE具有目前以太网应用领域中的最高的传输带宽，可以大大降低同步数据传输时延。
目前，宏杉科技的MS2500、MS3000、MS5500、MS7000存储产品都已经支持存储双活技术。
2. 技术介绍
对称双活存储技术是在双控技术上的一次升级，与双控技术相比，实现了两台双控存储设备之间的冗余，双控在遇到双点故障时会导致业务中断，而对称双活在一台存储设备出现双点故障时仍然能够由另一台存储设备提供存储服务，保证了业务的连续性。
针对灾难备份和业务连续性的需求，出现了对称双活数据保护技术，其特征是：
具备双活保护特性的两个LUN分别位于同一数据中心不同机柜，或者位于距离比较远的两个数据中心。
两个LUN可同时提供给服务器访问。
两个LUN的数据完全相同，相互保护。
宏杉科技的对称双活存储系统由两台存储阵列组成，分别对应存储引擎A、引擎B。存储引擎A 和B上的卷可配置为双活镜像对，中间通过万兆以太网链路进行高速数据同步，数据完全一致。由于采用虚拟卷技术，双活镜像对中的两个卷对外形成一个虚拟卷。对服务器而言，双活镜像对就是可以通过多条路径访问的同一个数据卷，服务器可以同时对双活镜像对中两个卷进行读写访问。组成双活镜像系统的两台存储互为冗余，当其中一台存储阵列发生故障时，可由另一台存储阵列直接接管业务。服务器访问双活存储系统可根据实际需要，选用FC、iSCSI方式，服务器访问存储的SAN 网络与数据同步的万兆网络相互独立，互不干扰。
宏杉科技的对称双活存储系统中间的双活组网可以有两种方式，第一种方式为通过10 GE 或者40GE的以太网链路进行高速数据同步，两个存储阵列之间使用四条光纤交叉直连的方式进行组网，这种方式可以组建近距离的双活存储系统；第二种方式为通过交换机和仲裁者模块的组网方式进行数据同步，两个存储阵列之间通过两台交换机进行组网，交换机之间只需要链路可达即可，同时再配以仲裁者技术进行故障仲裁，这种组网方式可以组建远距离的双活数据中心。
3. 实现方式
3.1. 组网架构
下面以MS7000为例，介绍对称双活技术的实际应用。
部署SDAS
使用MS7020+前端FC连接+双活网络10GE连接举例，SDAS的典型应用组网图如下图所示：
如上图所示，在部署SDAS时，两台存储设备之间使用私有双活网络互连，以避免双活IO 和前端业务IO的相互干扰，用户可以根据情况，灵活的选择是否需要仲裁者。
宏杉科技的SDAS技术是在存储上实现的双活，对上层的组网和连接方式没有任何影响，具有灵活部署的特点。上图采用的是4条光纤采用MESH直连的方式组网，具有高带宽、低延时、低成本、高可靠的诸多优势，4条光纤直连的私有双活组网如下图所示。
如果采用SDAS双活数据中心技术，两个数据中心之间采用交换机连接，支持仲裁者机制来解决脑裂问题，可以构建上百公里的远距离双活存储系统，具体的双活组网如下图所示。
双活存储的组网无论是私有组网方式还是交换机方式，都可以配合仲裁者机制来解决脑裂问题，仲裁者是一个软件，可以灵活的部署，其中远距离的双活数据中心仲裁者是一个必须的组成部分，本地的双活存储可以灵活的选配仲裁者。
部署双活镜像对
部署SDAS后，可在SDAS的两台引擎上配置双活镜像对。双活镜像对的两个LUN分别位于引擎A和引擎B，其容量完全相同，同时，为了便于管理，名称完全相同。两个LUN的镜像角色分为主LUN和镜像LUN，可同时分配给客户端服务器访问。客户端服务器登录引擎A、引擎B 后，通过多路径软件会把镜像对的两个物理LUN识别为同一个LUN，即，该LUN同时具有两台存储设备的路径，在任一台存储设备出现双点故障时，另一台存储设备都能继续提供存储服务，客户端服务器上业务可实现无缝切换，从而保证业务连续性。
在下图中，左边区域表示两台存储设备各自为客户端服务器提供存储服务，两台存储设备独立存在；右边区域表示配置SDAS后，两台引擎上LUN-1配置双活镜像对，客户端服务器识别为一个LUN，该LUN具有4条访问路径，分别对应客户端服务器到两台引擎中四个控制器。
