授人以鱼不如授人以“渔”——OpenStack之Cinder Replication浅析

授人以鱼不如授人以“渔”——OpenStack之Cinder Replication浅析

2016 05 18 作者九州云 杨希

什么是Replication

Replication（复制）与Snapshot（快照）、Backup（备份）是存储领域最为常见的数据保护技术。在衡量数据保护技术优劣时，通常使用RPO（Recovery Point Objective）与RTO（Recovery Time Objective）两个指标。优秀的数据保护技术可以使得RPO=0且RTO趋近于0。Replication与Snapshot相比，它不依赖于数据源，可以做到异地容灾；而与Backup相比，它轻量，可以恢复到任意时间点数据源。
Replication技术因其可靠的数据保护作用，常常被用来构建高可用数据中心。简单来说，Replication通过在两个Volume（卷）之间创建一个Session（会话），并进行数据同步，这两个Volume可以处于同一台存储阵列中，也可以处于两个异地的存储阵列中，同时只有一个提供生产服务，当提供生产服务的Primary Volume发生故障时，立即切换至备用的Secondary Volume，从而保证业务的连续性。
Replication根据数据同步的方式分为Sync（同步）与Async（异步）两种模式。Sync模式下，数据在写入Primary Volume与Secondary Volume后才可用；Async模式反之。因此，只有Sync Replication可以提供RPO=0的保障。


Cinder Replication简介

Cinder从Juno版开始支持Replication，目前API已发展至v2.1版本。Replication v1由IBM主导并实现了相关框架代码，但是其他厂商并不是很“买账”，所以支持的Driver较少。此后，Replication v2由Solidfire主导并开发框架代码，在v2完成后不久Solidfire又对API进行了改动，形成了现在的v2.1版本。v2的框架代码在Liberty版本基本完成，主流厂商跟进热情很高，在近期发布的Mitaka版本中，已有多家厂商的产品宣布支持v2.1。
值得一提的是，Ceph RBD driver也已计划在Newton版本中增加对Replication的支持，不过前提得是Ceph RBD自身的Replication功能能够及时发布。


Cinder Replication v2.1操作指南

以下通过命令行操作介绍一下如何使用Cinder的Replication，这里以EMC VNX Driver为例，其他厂商Driver的操作基本类似：

创建支持Replication的volume
1） 首先需要创建支持Replication的volume type

#cinder type-create replication-type

#cinder type-key replication-type set replication_enabled=True

2） 使用1）中创建的volume type创建volume
#cinder create --volume-type replication_type --name vol001 100

发生故障时对指定的cinder backend执行Failover操作
#cinder failover-host --backend-id <secondary-id> \

 controller-node1@vnxbackend

待源端故障清理完毕，执行Failback操作
#cinder failover-host --backend-id default \

 controller-node1@vnxbackend


Cinder Replication v2.1详解

  1. Failover操作对象
    Failover的操作对象是一个具体的Cinder Backend。当某个Cinder Backend发生故障时，该Backend上所有的Volume将不可访问，这时需要对其进行“failover-host”操作以恢复业务。在进行“failover-host”操作时，指定的“backend-id”就是目的端。当“failover-host”操作完成后，Backend上的所有Volume将由目的端上的Volume替代，提供生产服务。
    如果Backend上的某些Volume没有开启Replication功能，这些Volume将不会Failover到目的端。

  2. Replication目的端
    Cinder支持一对多的Replication，即一个Cinder Backend可以Replicate到多个目的端，但并非所有Driver都支持一对多的Relication。Replication目的端的信息需要在“cinder.conf”里配置，其中“backend_id”是必须配置的，该参数用于进行“failover-host”操作时指定目的端。目的端一般是灾备数据中心的存储阵列，用来做主业务数据中心的冗余设备。

  3. Failback操作
    当Cinder Backend管理的源端故障排除后，可以对该Cinder Backend执行Failback操作，这样源端的Volume将继续提供服务，在故障处理期间，向目的端写入的数据也会同步回源端。

  4. Sync与Async
    目前Cinder并不支持显示的设置Replication的同步模式，这是因为Replication极度依赖于厂商Driver的实现。一般而言，各厂商的具体实现中，会使用“volume type”中的“extra spec key”去设置Volume的Replication同步模式。

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