DELL EMC ”双活“解决方案

一、 总体架构图

为了进一步保障核心应用的高可用性，提高生产的安全级别，计划对目前的存储系统进行虚拟化整合，并搭建双活存储系统，保证关键业务所使用的存储系统即使有一台存储系统出现故障，也不会出现业务停顿，达到更高的生产安全保障。

经讨论分析，结合系统目前的现状，我们建议存储整合的架构设计，如下图所示：

如上图所示， 在生产中心的SAN网络中配置一套存储虚拟化设备——EMC VPLEX，将目前的存储系统接入VPLEX，所有应用系统只需要访问VPLEX上的卷即可，接入VPLEX上的存储可以做到镜像关系（即双活）或级联关系。建议对重要应用的数据存储在镜像的两台存储系统上。整个方案的组成部分为：

A. 中心机房－光纤交换网络：由两台速度为8Gbps的光纤交换机组成光纤交换网络，为所有系统提供基于光纤协议的访问；两台光纤交换机之间互为冗余，为系统的网络提供最大的可靠性保护。用户可自行建设冗余SAN网络。

B. 中心机房－主存储系统：配置一台EMC存储系统，与当前的EMC存储通过虚拟化存储进行本地数据保护，对外提供统一的访问接口；重要应用系统的数据都保存在这两台的存储系统上；

➢ EMC存储系统可同时提供光纤SAN、IP SAN、NAS等多种存储模式，支持光纤盘、闪存盘、SATA盘、SAS盘、NL-SAS盘等多种磁盘混插，大大增强存储系统的可扩展性；

➢ 支持将闪存盘作为可读写的二级缓存来使用，同时支持自动的存储分层（FAST），提高存储系统的整体性能；

➢ 支持LUN的条带化或级联式扩展，以将数据分散到更多的磁盘上；

C. 中心机房－存储虚拟化：以EMC VPLEX Local作为存储虚拟化；应用系统只需要访问虚拟化存储，而不需要直接管理后端的具体的存储系统；通过存储虚拟化，可以达到两台存储之间双活，可以支持异构的存储系统，对数据进行跨存储的本地及远程保护，统一管理接口和访问接口；

D. 中心机房－利旧存储：除了用来做“存储双活”的存储系统外，如果还有其他的SAN存储系统，EMC建议，通过VPLEX虚拟化功能，将这些旧存储系统挂接到VPLEX虚 第1 页 共 14页

拟化存储中，加以利用；这些存储资源将作为存储资源池共享，按需使用；(注：挂接到VPLEX后端的其他存储品牌需要在VPLEX的兼容列表内。)

二、 项目建设规划

通过EMC VPLEX对存储进行虚拟化，逻辑示意图如下图所示：

存储系统 A存储系统 B存储系统 C存储系统 D生产卷1生产卷2生产卷2生产卷3生产卷1扩展卷3光纤交换网络虚拟存储VPLEXLocal虚拟卷光纤交换网络应用系统服务器数据库服务器内部网

1. 本地存储双活

应用系统通过虚拟化存储VPLEX访问后端的存储系统，VPLEX在提供虚拟化的存储访问的同时，还可以对数据进行本地保护。

如下图所示，VPLEX通过镜像虚拟卷提供给应用系统访问，而在后端，VPLEX镜像虚拟卷将数据写入两台独立的存储系统中，来达到数据本地保护的目的。

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VPLEX提供的本地数据高可用性保护，可以保证在存储系统、VPLEX系统自身出现故障时，应用还可以正常使用，且不会导致数据丢失。

➢ 当存储系统A/B其中一台出现故障时，由于通过VPLEX的镜像功能，存储系统A/B之间是RAID 1关系，应用系统可以正常运行，不需要停机；

➢ 当VPLEX系统自身出现故障时，由于在VPLEX中的设置，VPLEX不会修改存储系统LUN的配置信息，即，用户可以将存储系统A或B的LUN直接挂到应用系统，保证应用系统的继续运行，不会产生数据丢失。

2. 存储系统利旧

VPLEX在提供虚拟化的存储访问的同时，还可以方便地对存储容量进行扩展。当一台存储系统出现空间不足的情况时，可以通过VPLEX的虚拟卷，将多台存储系统的空间组成一个卷给应用使用。通过这种级联方式，应用系统直接访问VPLEX的虚拟卷，而VPLEX后端接入的存储系统只是作为VPLEX虚拟卷的存储资源池使用，达到资源的更合理分配和优化。

建议将目前的旧存储系统挂接到VPLEX上，做成存储资源池，充分利用现有资源。(注：挂接到VPLEX后端的旧存储系统需要在VPLEX的兼容列表中)

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三、 未来建设规划

1. “双活数据中心”

作为核心业务数据的重要性不言而喻，所以，有必要在系统的未来规划中考虑“双活数据中心”的方案，即建设两个数据中心：生产中心（第一站点）和同城容灾中心（第二站点），在两个数据中心之间采用两台存储做双活配置。

使用存储虚拟化EMC VPLEX进行“双活数据中心”搭建，应用系统通过VPLEX的分布式虚拟卷（Distributed LUN）统一访问生产中心和容灾中心的存储系统，如下图所示：

对于应用系统来说，访问虚拟卷而不需要关心后端的物理存储。

➢ 当应用系统写数据时，VPLEX自动将写IO复制一份到远端的存储系统，复制动作同步进行，可以确保生产数据的安全性；

➢ 当应用系统读数据时，VPLEX采用了AccessAnywhere技术，应用系统只需要就近访问最近的一台存储系统即可，可以大大节省两个数据中心之间的网络传输带宽；

➢ 当存储系统故障时，VPLEX采用的Active－Active技术，结合服务器的集群文件系统（Cluster File System ），可以保证应用实时切换到容灾中心，而不需要人工操作，保证了业务系统的高可用性，大大缩减了故障切换时间。

对的容灾建设而言，容灾方案的技术核心是数据的保护，实现远程数据复制，并能够在灾难发生时，快速在远端利用复制的数据提供服务，且应用系统不需要停机切换。同时，为 第4 页 共 14页

了提高资源的利用率，部分应用系统可以运行的容灾中心的服务器/存储系统上，例如：查询系统等。

2. “两地三中心”

未来可以考虑在本市以外的地区再建设一个数据中心：异地容灾中心（第三站点）。

➢ 在生产中心和同城容灾中心之间，采用光纤直连网络，数据采用VPLEX同步复制方式进行容灾，采用存储虚拟化的技术进行数据访问；两个数据中心的数据可以同时被访问，且可以针对应用服务器的位置就近访问，做到双活（Active-Active）数据中心；

➢ 在生产中心和异地容灾中心之间，采用IP连接，数据采用EMC Recoverpoint数据异步复制进行容灾，异地容灾中心的数据在平时不能被应用访问，当生产中心出现故障后，可将其激活使用。

如下图所示：

EMC Recoverpoint远程保护功能的运行原理如下图所示：当应用将数据写入存储系统时，光纤交换机上的智能拆分器会自动捕捉写操作，将其通过本地的RPA发送到远程数据中心的接收RPA中，并进行数据保护。

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数据的恢复原理如下：当数据中心出现意外而无法正常运行时，可以将容灾中心的灾备卷直接挂接到备份服务器上，恢复生产。

四、 相关产品介绍

1. EMC 存储虚拟化VPLEX 产品介绍

1) 关于虚拟存储的构想

虚拟存储是一组关键功能（包括自动化和存储联合），在它的推动下，目前的整合存储基础架构将发展成与虚拟服务器协同工作的一组动态资源。正如 Pat Gelsinger 在 3 月 11

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日就 EMC 的虚拟存储战略所做的行业分析师网络广播中所言，EMC 将凭借虚拟存储从根本上改变存储发挥的角色。

在一年前 Symmetrix VMAX 推出时，EMC 首次概括介绍了数据中心内存储联合方面的战略。VPLEX 的推出，使 EMC 的存储联合战略又添新枝。

了解本地联合与分布式联合之间的差别至关重要：

 本地联合可使站点内的各物理元素能够透明协作并具备移动性。VPLEX Local 现在支持此功能。EMC Symmetrix VMAX 将在 2010 年晚些时候为与之相连的阵列添加本地联合功能，并将独立于 VPLEX 运行。

 VPLEX Metro 提供的分布式联合对在同步距离内的两个位置之间的访问进行了扩展。AccessAnywhere 是 EMC 的一项突破性技术，利用此项技术可对单一数据拷贝进行远距离共享、访问和位置调整。

虚拟服务器与虚拟存储的这种搭配将带来全新的 IT 问题解决方式，并引入新的计算模型，使用户能够实现以下目的：

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将数以千计的虚拟机移至数千英里之外

在能源成本较低的地点执行批处理过程

实现跨站点的工作负载平衡和位置调整

将数据中心聚合起来并实现“永远全天候”可用

2) VPLEX 体系结构

使用 VPLEX 时，服务器对存储的访问不受物理存储类型和位置的影响。

VPLEX 代表着实现数据移动和信息访问的新一代体系结构。此款新体系结构基于

EMC 20 多年来在设计、实施和完善企业级智能缓存和分布式数据保护解决方案方面积累的专业知识。

VPLEX 对 EMC 存储和非 EMC 存储都可以进行虚拟化。此系统位于服务器和异构存储资产之间。此体系结构的显著特性如下：

 群集硬件可横向扩展，因而客户可以以小规模开始，逐渐扩展，同时服务级别也具备可预测性；

 采用先进的数据缓存技术，使用大规模 SDRAM 缓存来减少 I/O 延迟和阵列争用；

 实现分布式缓存一致性，从而可以跨群集对 I/O 进行 第7 页 共 14页

自动共享、平衡和故障切换；

 提供一致的视图用来访问跨多个 VPLEX 群集的一个或多个 LUN，这些群集可以是数据中心内相隔几英尺远的群集，也可以是在同步距离内的群集，因而实现了新的高可用性模型和工作负载位置调整。

3) VPLEX 产品系列

VPLEX 产品包括：

 VPLEX 硬件：VPLEX 引擎基于 EMC 强健、经验证且具备高可用性的存储硬件控制器，其中包括每引擎两个高可用性控制器、冗余电源、热插拔可维护性、集成的备用电池，以及“呼叫总部”和远程支持。

 VPLEX 软件：VPLEX Local 软件。此软件在 EMC 的加固型 GeoSynchrony 操作环境中实施，是 VPLEX 的必需软件，用于提供基本的功能。采用 AccessAnywhere 的

VPLEX Metro 软件。此软件是一项收费的附加功能。

VPLEX 系列包括：

 VPLEX Local，用于管理数据中心内的数据移动性和访问。

 VPLEX Metro，在跨位于同步距离内的两个位置内，管理移动性和访问。

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VPLEX Geo，在更远的异步距离内的两个站点之间实现访问。

VPLEX Global，计划于晚些时候推出，将实现跨多个位置的 AccessAnywhere。

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2. EMC VPLEX解决方案

1) 前言

信息是IT行业的命脉, 近十年来信息存储基础设施的建设在政府取得长足的进步。从内置存储转向外置RAID存储，从多台服务器共享一台外置RAID阵列，再到更多台服务器通过SAN共享更大型存储服务器。存储服务器容量不断扩大的同时，其功能也不断增强，从提供硬件级RAID保护到独立于服务器的跨磁盘阵列的数据镜像，存储服务器逐渐从服务器外设的角色脱离出来，成为单独的“存储层”，为数据中心的服务器提供统一的数据存储，保护和共享服务。

随着政府服务的不断发展，对IT系统尤其是存储系统的要求越来越高，鉴于政府信息的重要性，建议采用多中心来预防单一数据中心操作性风险。

多数据中心建设方案可以预防单数据中心的风险，但面对多数据中心建设的巨额投资，如何同时利用多数据中心就成为IT决策者的首要问题。同时利用多数据中心就必需实现生产数据跨中心的传输和共享，总所周知，服务器性能的瓶颈主要在IO部分，数据在不同中心之间的传输和共享会造成IO延时，进而影响数据中心的总体性能。

同时，各家厂商不断推出新技术 ，新产品，容量不断扩展，性能不断提高，功能越来越丰富，但由于不同存储厂商的技术实现不尽相同，用户需要采用不同的管理界面来使用不同厂商的存储资源。这样，也给用户带来不小的问题，首先是无法采用统一的界面来让服务器使用不同厂商的存储服务器，数据在不同厂商存储服务器之间的迁移也会造成业务中断。

作为信息存储行业的领先公司，EMC公司针对用户异构存储统一管理和跨数据中心信息传输和共享的迫切需求，推出存储VPLEX解决方案，很好的解决了这些问题。

2) VPLEX产品及功能概述

EMC存储虚拟化VPLEX解决方案用于在数据中心内、跨数据中心和在数据中心之间进行信息虚拟化、访问、共享和迁移。它是世界上第一个同时提供本地联合和分布式联合的平台。

本地联合提供站点内信息基础架构的透明协作，分布式联合跨远距离扩展两个位置之间的访问能力。VPLEX 也是一个用于联合 EMC 和非 EMC 存储的解决方案。

EMC VPLEX 引入了一种新的体系结构，它吸收了 EMC 在 20 多年设计、实施和完善企业级智能缓存和分布式数据保护解决方案实践中取得的丰富经验。以可扩展、高可用的处理器引擎为基础，EMC VPLEX 设计为可从小型配置无缝扩展到大型配置。VPLEX 驻留在服务器和异构存储资产之间，使用独特的群集体系结构，该体系结构允许多个数据中心的服务器具有对共享块存储设备的读/写访问权限。

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新体系结构的独特特征包括：

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横向扩展群集硬件，允许您从小配置开始并以可预知的服务级别逐步扩展；

高级数据缓存，它利用大规模 SDRAM 缓存提高性能并减少 I/O 延迟和阵列争用；

分布式缓存吻合性，可跨整个群集自动执行 I/O 的共享、平衡和故障切换；

一个统一视图显示跨 VPLEX 群集的一个或多个 LUN（这些群集可以是在同一数据中心内相距几英尺，也可以是跨同步距离），从而实现新的高可用性和工作负载移置模式。

VPLEX 系列包括两个产品：VPLEX Local 和 VPLEX Metro：

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VPLEX Local 支持本地联合，可跨异构阵列提供简化的管理和无中断数据移动；

VPLEX Metro 提供分布式联合能力，扩展了同步距离内两个位置间的访问能力。

EMC VPLEX 系列产品为信息架构架构整合和云计算时代提供了非常广泛的新特性和功能。下面将对三种应用场景进行具体分析:

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跨数据中心移动虚拟化的应用程序

实现跨阵列的不中断应用的数据迁移

聚合数据中心并提供全天候 IT 服务

3) 将VPLEX应用于VMware虚拟化平台

EMC VPLEX 可提供本地联合和分布式联合，这一能力允许单个站点内或跨两个不同 第10 页 共 14页

地理位置的物理数据元素的透明协作，并允许 IT 管理员打破物理壁垒，扩展他们基于

VMware 的云解决方案。如下图：

EMC存储虚拟化 VPLEX 解决方案打破了数据中心的物理壁垒，允许用户从不同地理位置同时访问单个数据副本，从而实现在数据中心之间透明地迁移应用负载。这一能力允许在多个站点之间透明地共享负载，并提供了有计划在站点之间迁移工作负载的灵活性。另外，如果在其中一个数据中心发生了导致应用程序中断的计划外事件，则中断的应用程序可以在幸存下来的站点上重启，而这只需要最小的工作量，并最大限度地缩短了恢复时间目标

(RTO)。

4) 应用VPLEX实现不停机数据迁移.

让任何一位存储专业人员列出他们面临的最大难题，数据迁移总会处在或靠近这一难题列表的顶部。通常，在实施用新的存储系统（如 Symmetrix VMAX）替换旧式存储的技术更新计划期间，需要进行数据迁移。

随着性能和可用性需求的变化，还可能需要进行数据移置，以在位于不同存储系统上的存储层之间移动数据。在信息的生命周期中，数据对企业的价值会有所变化，而且可用性和性能方面的变化可能会要求将数据移向高层或低层。例如，当应用程序处于开发阶段时，性能和可用性可能不如在完全投入生产应用时那样重要，因此，开发和测试环境可以利用更经济划算的存储。当应用程序移入生产环境中时，数据可用性和性能会提高，可能需要将数据移向更高层。随着生产活动升级，可能要求更高的服务级别，因此部分或全部数据可能需要最高性能存储，例如企业级闪存驱动器提供的存储。如果超高性能存储是在同一存储系统内， 第11 页 共 14页

则可能要利用诸如虚拟 LUN 技术这样的功能在阵列内无缝移动数据。如果超高性能存储位于不同的存储系统中，则要求在系统之间执行数据迁移。

有许多不同的工具可用来简化存储系统之间的数据迁移。有些是基于主机的，如 EMC

Open Replicator 或 PPME Copy，或者是内置于主机逻辑卷管理器中的功能。尽管这些工具适用于某些情形，但是它们要使用主机资源，并要求服务器和应用程序管理员参与。其他工具是基于阵列的，如 SAN Copy 和 Open Migrator。EMC VPLEX 提供了第三个选项，那就是基于 SAN，这样数据就可以在阵列之间无中断地移动，而不需要主机或存储系统的直接参与。

利用 EMC VPLEX，呈现给主机的存储可以在后端存储阵列之内和阵列之间的不同存储层间无中断地移动。为演示这一过程，我们使用一个示例：迁移的源卷驻留在一个

Symmetrix 存储系统上，目标卷驻留在一个 CLARiiON CX 阵列上。主机环境包含一对采用群集配置的 ESX 服务器。

在此例中，安装、配置了 VPLEX 系统，并将其同时连接到 Symmetrix 和 CLARiiON

阵列。ESX 服务器和两个存储系统都连接到光纤通道连接结构，如上所示,可以在ESX上的应用程序不中断的情况下,实现数据从Symmetrix到CLARiiON的迁移。

5) 聚合数据中心并提供全天候 IT 服务

VPLEX 使用一个独特的群集体系结构，让用户可以消除数据中心的物理界限，并允许多个数据中心的服务器具有对共享块存储设备的读/写访问权限。

VPLEX Local 配置定义为有一、二或四个 VPLEX 引擎，它们通过其充分冗余的引擎间结构互连集成到单个群集中。此群集互连功能支持在线添加 VPLEX 引擎，因而为

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VPLEX Local 和 VPLEX Metro 配置提供了优异的可扩展性。VPLEX 群集节点之间以及跨

VPLEX Metro 配置的所有连接是充分冗余的，确保了针对单点故障的保护。

VPLEX 群集可通过添加更多引擎进行纵向扩展，通过将群集连接到 VPLEX Metro 中进行横向扩展（两个 VPLEX Metro 群集在城域网距离内连接起来）。VPLEX Metro 有助于透明地移动和共享工作负载（包括虚拟化主机），整合数据中心，和跨数据中心优化资源利用率。此外，它提供了无中断数据移动、异构存储管理和改进的应用程序可用性。VPLEX

Metro 最多支持两个群集，这两个群集可以位于同一数据中心内，或位于同步距离（大约相距 60 英里或 100 公里）内的不同站点。

下图显示VPLEX Metro 系统在数据中心中的部署。“数据中心间的 VPLEX Metro 部署”类似于此，只是群集放置在不同的数据中心，这通常意味着各群集分别连接了不同的主机。

在数据中心间部署 VPLEX Metro 适合于这样的情形：希望获得通过将应用程序数据同时存放在两个数据中心而增加的工作负载弹性优势。在以下情形下也建议使用此部署：

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采用以上部署将使VPLEX 为应用程序增加可用性，让它们的工作负载能够度过如下故障情形：

 存储阵列停机（计划内和计划外）

一个数据中心中的应用程序希望访问另一数据中心中的数据；

一个应用程序希望在两个数据中心之间重新分布工作负载；

一个数据中心的空间、电力或冷却容量已用尽。

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SAN 停机

VPLEX 组件故障

VPLEX 群集故障

主机故障

数据中心停机

6) 总结

EMC VPLEX 是一种企业级的基于 SAN 的存储虚拟化技术，它聚合并管理通过光纤通道连接起来的存储阵列池，这些阵列可以是同在一个数据中心，也可以是分布在跨越城域网 (MAN) 距离的不同地理位置的多个数据中心中。

VPLEX 提供了全面的内部硬件和软件冗余，不仅可以确保 VPLEX 服务的高可用性，还进一步改善了周围基础架构的可用性。与针对主机群集、多路径、连接结构冗余、存储介质保护和备用电源基础架构的最佳做法结合起来，所得到的解决方案奠定了一个坚实的基础，可确保虚拟存储能够提供一个可靠的存储可用性解决方案。

EMC VPLEX还为基于 VMware 虚拟化平台的数据中心提供了更好的性能、可扩展性和灵活性,凭借 EMC VPLEX 在同步距离内提供无中断异构数据移动和卷管理功能的能力，客户能够提供跨越多个物理位置的灵活而经济高效的云服务。

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