网络存储导论第七章：同步复制容灾方式分析
7.2.1 同步传输的数据复制
有关同步数据容灾，在传统意义上讲，就是通过容灾软件(可以含在硬件系统内)，将本地生产数据通过某种机制复制到异地。从广义上讲，同步数据容灾是指在异地建立起一套与本地数据实时同步的异地数据。
从图7-1可以看出，采用同步传输方式进行异地数据容灾的过程包括：
1. 本地主机系统发出第一个I/O 请求A;
2. 主机会对本地磁盘系统发出I/O 请求;
3. 本地磁盘系统完成I/O 操作，并通知本地主机“I/O 完成”;
4. 在往本地I/O 的同时，本地系统(主机或磁盘系统)会向异地系统发出I/O 请求A;
5. 异地系统完全I/O 操作，并通知本地系统“I/O 完成”
6. 本地主机系统得到“I/O 完成”的确认，然后，发出第二个I/O 请求B。
不同的异地数据复制技术的实现方式是不同的，包括：
基于主机逻辑卷层的同步数据复制方式(软件复制方式);
基于磁盘系统I/O 控制器的同步数据复制方式(硬件复制方式);
首先，描述基于主机逻辑卷的同步数据复制方式。
基于主机逻辑卷的同步数据复制方式以VERITAS Volume Replicator(VVR)为代表，VVR是集成于VERITAS Volume Manager(逻辑卷管理)的远程数据复制软件，它可以运行于同步模式和异步模式。
当主机发起一个I/O 请求A 之后，必然通过逻辑卷层，逻辑卷管理层在向本地硬盘发出I/O请求的同时，将同时通过TCP/IP 网络向异地系统发出I/O 请求。其实现过程如下：
1. 本地主机系统发出第一个I/O 请求A;
2. 主机逻辑卷层会对本地磁盘系统发出I/O 请求;
3. 本地磁盘系统完成I/O 操作，并通知本地逻辑卷“I/O 完成”;
4. 在往本地磁盘系统I/O 的同时，本地主机系统逻辑卷会向异地系统发出I/O 请求A;
5. 异地系统完成I/O 操作，并通知本地主机系统“I/O 完成”
6. 本地主机系统得到“I/O 完成”的确认，然后，发出第二个I/O 请求B。
其次，考察基于磁盘系统的同步数据复制功能
基于磁盘系统的同步数据复制功能实现异地数据容灾，如SRDF 和PPRC。这两个软件运行的平台是磁盘系统，部署这样的系统必须要求在两端采用相同种类的磁盘系统。
当主机发出一个I/O 请求A 之后，I/O 进入磁盘控制器。该控制器在接到I/O 请求后，一方面会写入本地磁盘，同时利用另一个控制器(或称通道)，通过专用通道(如：ESCON)、FC光纤通道(IP over FC)或者租用线路，将数据从本地磁盘系统同步的复制到异地磁盘系统。其实现过程如下：
1. 本地主机系统发出第一个I/O 请求A;
2. 主机对本地磁盘系统发出I/O 请求;
3. 在往本地磁盘系统I/O 的同时，本地磁盘系统会向异地磁盘系统发出I/O 请求A;
4. 本地磁盘系统完成I/O 操作;
5. 异地系统完成I/O 操作，并通知本地磁盘系统“I/O 完成”
6. 本地次盘系统向主机确认“I/O 完成”，然后，主机系统发出第二个I/O 请求B。
7.2.2 同步数据容灾的性能分析
利用同步传输方式建立异地数据容灾，可以保证在本地系统出现灾难时，异地存在一份与本地数据完全一致的数据备份(具有完整的一致性)。但利用同步传输方式建立这样一个系统，必须考虑“性能”这个因素。
采用同步数据传输方式时，从前面的描述来看，本地系统必须等到数据成功的写到异地系统，才能进行下一个I/O 操作。一个I/O 通过远程链路写到异地系统，涉及到3 个技术参数：带宽、距离和中间设备及协议转换的时延。
带宽
本地I/O 的带宽是100MB/秒(SAN 网络中)，在I/O 流量很大的情况下，如果与远程的I/O带宽相对“100MB/秒 == 800Mbit/秒”窄得多的话，如E1：2Mbit/秒;E3：45Mbit/秒，将会明显拖慢生产系统的I/O，从而影响系统性能。
距离
光和电波在线路上传输的速度是30 万公里/秒，当距离很长时，这种线路上的延时将会变得很明显。例如：一个异地容灾系统的距离是1000KM，其数据库写盘的数据块大小是10KB(一次I/O 的数据量)，那么：
本地I/O 时(100 米距离内)：
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此数字远远超过光纤通道带宽本身，也就是说，光电在100 米距离的线路上的延时对性能的影响可以忽略不计。
异地I/O 的(1000 公里)：
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此数据表明，在1000 公里距离上，允许的最大I/O 量在不存在带宽限制时，已经远远低于本地I/O 的能力。(注：上面分析还未考虑中间设备及协议转换的延时)。
中间链路设备和协议转换的时延
中间链路设备和协议转换的方式的不同，时延不同，对性能的影响也不同。在对性能影响的分析中，这个因数也应计算在内。目前不同异地数据复制技术所依赖的介质和协议不同，存储工程师将介质、协议和大概时延例表如下，这里提供的数据只精确到数量级，仅供参考，实际数据应该向设备供应商索取。
表 7-1 数据线路处理时延估计
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下面是一个线路时延分析对照表，供参考。
表 7-2 数据传输距离时延
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在1000 公里和100 公里距离上，采用租用线路和ATM，允许的最大I/O 能力(假定带宽足够，数据块大小以10KB 为例)：
表 7-3 线路系统考察
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在10 公里距离上，采用各种传输协议允许的最大I/O 能力，数据块大小以10KB 为例(假定带宽足够)：
表7-4 等距离条件下的时间延时
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