Sun StorEdgeTM的瞬时映像功能

　　简介
　　今天，随着信息消费者和管理者越来越希望能获得“正被使用数据”的快速转储以实现他们独立读写的目的，非侵入的时点复制技术（PIT）得到广泛的需求。在时点复制技术（PIT）问世之前，联机事务处理程序常常为了复制和备份数据而被迫切断几个小时，以使接下来的必要工作能正常进行。这种中断使得在复制程序指今的同时，又复原了某些灾难性的影响。随着时点复制技术（PIT）的产生，主程序能够仅凭在检验点的短暂停顿就可以创建刷新一份时点视图。因此，时点复制技术可以在支持后台对数据进行处理以实现决策支持、应急计划和可视控制的同时，保证要求严格的联机程序正常运行。
　　
　　这份白皮书详细介绍了用来创建数据时点映象的几种方法，并逐一分析它们的优缺点。本书还描述了Sun StorEdgeTM 瞬时映像----一个快速转储技术，是Sun 公司 Intelligent Storage Network TM战略中不可或缺的部分。正象本文件中所阐释的，诸如Sun StorEdge瞬时映像之类的技术为Sun用户提供了举不胜举有竞争力的优势。
　　
　　本章的最后简要介绍了时点设备的用途和常见术语列表，为讨论时点技术提供信息背景。
　　
　　时点(PIT)技术的普通应用
　　以下是一些能直接从时点复制设备中受益的普通程序操作。
　　
　　装载数据库
　　
　　时点复制技术能够对在线数据进行快速抽点映像，并转为常用的数据库，从而最大限度减小了对联机数据处理的破坏。存储管理者为在线数据创建了时点影像卷，从而使数据库的下载程序能够独立、直接地得到这些数据。现在可以频繁地更新数据库，因为在线处理和数据下载能够同时进行。
　　
　　备份
　　
　　随着大量需要保护的信息的爆炸式传播，用视窗进行存储和管理信息正在迅速被淘汰。时点复制技术可以使在线操作和备份在线数据的时点快速抽点映像同时进行，从而最大限度地延长了计算机正常工作时间。
　　
　　程序开发与测试
　　
　　新的应用程序开发能够在通过实际生产数据的测试而得以增强。利用生产数据的快速转储映像作为新应用程序的检验输入能够有助于加速新应用程序的开发周期从而使对这些应用程序的调试更加迅捷。
　　
　　数据共享
　　
　　今天，许多公司面临需要在多种平台上用多种程序共享同一数据。时点映像可用来实现不同程序间的数据共享。
　　
　　数据迁移
　　
　　当今存储平台的迅猛发展使得要求在线数据从存储子系统到其替换单元的物理移动的呼声日渐高涨。时点复制设备使这一过程变得相对的非侵入性并简单可行。
　　
　　在经历一个短暂的创建众所周知的一致点过程之后。后台复制程序开始将数据从一个存储平台迁移到另一平台上，同时保证在线程序依然受到原磁盘上的数据的支持。一旦独立的快速抽点数据在替换磁盘上创建并为新的时点所刷新，程序即指向新的存储区，同时原磁盘即被删除。与完全备份和相关预防一起，数据迁移有助于实现关键数据的维护和可恢复性。
　　
　　术语
　　以下列出了讨论时点技术中用到的术语：
　　
　　
　　主卷----磁盘的一个逻辑分区，存储特殊程序和成套程序的原始信息。
　　
　　
　　影像卷（快速抽点卷）----磁盘的一个逻辑分区，存储已改变的时点数据或原始主卷的完全映像。
　　
　　
　　卷对----由主卷和与其对应的影像卷组成，每一卷对由一个位图支持。
　　
　　
　　三重镜像----在已有的被保护的数据实现镜像后连接第三镜像卷（RAID1),这是用以实现时点拷贝的方法之一。
　　
　　
　　位图----文件或磁盘物理分区，用以保存主卷和影卷之间的数据的当前状态。
　　
　　
　　同步化----在影像卷上创建与主卷完全相同的复件或映像的过程。
　　
　　
　　完全的再同步----完全的磁盘复制，这是同步化操作中耗时最长的过程。大多数情况下，影像卷按照主卷同步化，但有时主卷也可以按照影像卷同步化。
　　
　　
　　快速再同步化----仅复制与数据日志相关的磁盘块从而降低了同步化时间。
　　时点复制技术
　　时点复制（PIT）是对在特殊时点（point in time）“冻结”的数据的复制映像。这些复件使后续程序以给定的取点频率对原始程序生成的数据进行非侵入性的存取产生专用映象。以下是创建时点复件的三种主要技术：
　　
　　
　　中断镜像----时点到达之前对数据创建并存储完全物理复制
　　
　　按需复制----时点到达之后对数据进行完全物理复制
　　
　　虚拟映象----时点到达的时刻，对数据进行虚拟的，非物理的复制。
　　这每一种技术伴有响应更新的选择能使之充分利用时间实现后来的时点。一般说来，主数据和时点映象会有软件跟踪以实现有选择的刷新而不会执行费时又费力的完全磁盘一磁盘复制。
　　
　　中断镜像
　　这一方法要求附属的镜像卷和主数据卷相联系（主卷自身可能被RAIDI实现镜像，因此“三重镜像”）。利用中断镜像，数据能够在时点来临之前不断地复制到“第三镜像”中。
　　
　　以下是使用“中断镜像”技术的典型过程
　　
　　创建数据的附属镜象
　　
　　在要求时点复制之前，一个新的镜卷与主卷相联系。接着，主卷的内含在后台被复制到新镜之中。然后，附加镜像将调整与主卷一致。附属镜卷也会得到与主卷一致的更新数据，以保证同步继续，在三途径镜卷中，子系统的存储设备对每一次写入将受到3次输入/输出操作。
　　
　　使附属镜卷与主卷脱离
　　
　　如果要创建一个能为后续程序所进入的时点映象。人们必须不时的暂停更新镜卷并中断镜象。换句话说。分离第三镜卷将中断主卷与附属卷的同步性，使时点复制独立出去。中断之后，附属镜像在时点保存了快速抽点的主数据，并且仅对主卷进行刷新。
　　　
　　独立镜卷与主卷的再同步
　　
　　分离之后，随着原程序和PIT程序的独立运行，主卷和独立镜卷的各自影像而逐渐大相径庭。这就是所谓的非同步化。
　　
　　再同步是这样一个过程：它能使一个影像又一次变成它所对应的信息的“克隆”。
　　
　　依据时点复初始化过程的不同，再同步技术分为好几类
　　
　　
　　按需复制
　　按需复制与中断镜象有一些不同。最明显的是一旦完成全卷复制，就没有必要再继续对镜像源源不断地写入和复制而造成额外的资源开销。
　　
　　和中断镜像技术一样，一旦具备了时点独立卷的初始条件，按需复制就开始运行了。其后，每一次PIT影像需要刷新的时候，只需进行新增数据的再同步。这种方法对降低在存储匹配影像中必不可少的I/O的时间将有望发挥极大潜力。
　　
　　因为按需复制并非通过三镜技术而实现，所以它常灵活地用在主卷和时点影像被保护的场合下。作为预防，主卷应常常由不同级别的RAID所保护。时点影像能被有选择地自由的保护，在大多数情况下，RAID保护无须和主机相匹配。
　　
　　当复制进行的时候按需复制技术需要记载正被写入主卷的数据的始发地址。当时点已经到达时它还需要被告知复制已经完成，因此，复制期间的失误将导致无意义的时点映象。以下就是使用按需复制技术的典型过程。
　　
　　创建数据复件
　　
　　在创建时后，开始从主磁盘向影像磁盘进行全卷复制。复制工作由后台控制。与复制工作一起，主卷的要求写入引起了主块当前内容向对应影像磁盘的复制。这一方法保证了在主数据进行更多的修改时时点映像得以保护.　
　　获得时点复件
　　
　　虽然复制技术处于进步阶段，但诸如Sun Stor Edge瞬时映像技术却在复制行业伊始那一刻起就提出时点映像的准确描述。对未经复制的时点块进行读取的要求导致了对它的复制。后台复制又一次接管此项工作。一旦按需复制完毕，一个独宜的主数据的物理复件就产生了。
　　
　　复件与主卷的再同步：
　　
　　Sun StorEdgeTM 瞬时映像等产品，在按需复制启动时，就开始跟踪主卷当前映像与主卷内容之间的不同。这就用到了记分牌。
　　
　　软件参考记分牌并且仅复制变化了的块，这样，新的时点映像就产生了
　　
　　虚拟映象
　　中断镜像和按需复制方法在得到时点复件时都将产生一个完全独立的物理映像。相比之下，称作虚拟映象的选择性技术，包括了一个独立映象，其普通的非改变的内容可为主程序和时点用户所共享。因此，虚拟映象依赖于主卷，而只有主像与时点像的不同处才存入独立的物理区域中。
　　
　　理想中，这种最优化技术省时省力并能提高得到时点映像的能力。程序在频繁更新卷中狭窄区域以保持映像的规整性中付出的代价很大
　　
　　以外行的眼光看，虚拟映像似乎是一个在主程序变化时时点信息赖以藏身的独立映像。事实上，虚拟映像能够通过一个含有指向两个独立的物理区域的指针的伪卷而得以实现。一个区域里仅是主卷里的不变的块，另一个是在主卷内容更新前收集它们的原始状态，就象时点用户使虚拟映像发生的任何变化一样。
　　
　　当主卷被更新的时候，时点技术被用来保存独立的虚拟映像的假象。任何新的对主卷的写入要求都首先引发当前内容向相应的时点变化区域复制。这项技术保证了不会因主卷的新近修改而影响时点内容。
　　
　　这种方法所需要的附加存储器的数量依赖于在Point-in-time建立后主卷和虚拟映像更新的数量。
　　
　　以下是应用虚拟技术的典型步骤
　　
　　创建虚拟映像
　　
　　在选定的时点开始创建虚拟映像，从这一时点开始，更新主卷和快速转储卷的场所将被记录下来。
　　
　　在8pm创建时点
　　
　　（虚拟映像和主卷开始时相等）