微軟最新SR儲存複本機制 實戰伺服器間同步複寫

微軟下一代Windows Server作業系統(先前開發代號為Windows Server vNext,目前則稱為Windows Server 2016)的新式儲存機制中,有一項新的儲存特色功能稱之為SR(Storage Replica),本文將透過說明及實作演練讓大家了解這項儲存複本的強大功能。

微軟即將推出的Windows Server 2016中所內建的SR(Storage Replica)技術,是一種與傳統儲存設備種類(DAS/NAS/SAN)無關,屬於「區塊層級(Block Level)」的儲存複本機制,支援採用「同步(Synchronous)」及「非同步(Asynchronous)」兩種不同的資料複寫方式,以SMB 3通訊協定來進行資料的複寫傳送。

SR並非是資料備份的解決方案,而是「災難備援(Disaster Recovery,DR)」的解決方案,透過SR儲存複本機制將資料複寫到另外的伺服器或叢集中。

SR除了可以提升企業或組織的「服務等級協議(Service Level Agreements,SLA)」之外,更能有效降低「復原時間目標(Recovery Time Objective,RTO)」以及「復原點目標(Recovery Point Objective,RPO)」。

除此之外,SR儲存複本機制還可以與Hyper-V、Storage Spaces Direct、Cluster、SOFS(Scale-Out File Server)、Deduplication等特色功能協同運作,並且支援採用ReFS/NTFS/CSVFS等新舊檔案系統。並且,SR在使用案例上又可以區分出「Server to Server」、「Stretch Cluster」、「Cluster to Cluster」等不同的應用情境,如圖1所示。


▲圖1 SR使用案例運作架構示意圖。(圖片來源:TechNet Library – Storage Replica Overview)

同步複寫機制簡介

當採用「同步(Synchronous)」複寫機制時,系統將保證每次的資料IO作業完成之前,都會將資料寫入至少兩個不同的位置,才會回覆給上層的應用程式已完成IO作業。

所以,當來源端節點主機發生故障損壞事件時,便可以進行容錯備援的切換動作,並且讓應用程式使用目的端節點主機的資料快速恢復運作。因此,它適合應用於需要高可用性及災難復原,也就是「零資料損失(Zero Data Loss)」的營運服務。

如圖2所示,下列為採用同步複寫機制時,兩端主機之間資料複寫的動作:

1. 應用程式發出寫入資料需求。
2. 來源端節點主機將資料寫入至本地端儲存資源「日 誌(Log)」當中,同時透過SMB 3協定將資料傳輸至目的端節點主機。
3. 目的端節點主機將所收到的資料寫入至本地端儲 存資源「日誌」內。
4. 目的端節點主機寫入完成後,回覆給來源端主機已 完成IO動作。
5. 來源端節點主機回覆應用程式確認已完成IO動作。


▲ 圖2 SR「同步」複寫機制運作架構示意圖。(圖片來源:TechNet Library – Storage Replica Overview)

非同步複寫機制說明

當採用「非同步(Asynchronous)」複寫機制時,系統會在本地端完成IO作業後便立即回覆給上層的應用程式,之後才將資料複寫到另一個位置。所以,這樣的資料複寫機制仍然有資料遺失的風險存在,只能達成「近乎零資料損失(Near Zero Data Loss)」的運作環境,因此並不適合用於需要高可用性的運作環境中(例如容錯移轉叢集)。


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