PowerFlex Native Asynchronous Replication RPO với Oracle

Nền tảng lưu trữ được định nghĩa bằng phần mềm PowerFlex cung cấp nền tảng đáng tin cậy, hiệu suất cao cho các ứng dụng quan trọng như cơ sở dữ liệu Oracle. Trong nhiều lần triển khai này, sao chép và phục hồi sau thảm họa đã trở thành một hoạt động phổ biến để bảo vệ dữ liệu quan trọng và đảm bảo thời gian hoạt động của ứng dụng. Trong blog này, tôi sẽ thảo luận về các chiến lược sao chép cơ sở dữ liệu Oracle quan trọng bằng cách sử dụng lưu trữ được định nghĩa bằng phần mềm Dell EMC PowerFlex.

Vai trò của sao chép và phục hồi sau thảm họa trong các ứng dụng doanh nghiệp

Khách hàng cần khả năng Phục hồi sau thảm họa và Sao chép để đáp ứng các yêu cầu kinh doanh quan trọng trong đó SLA yêu cầu thời gian hoạt động cao nhất. Khách hàng cũng muốn có khả năng phục hồi nhanh chóng sau các thảm họa vật lý hoặc logic để đảm bảo tính liên tục của hoạt động kinh doanh trong trường hợp xảy ra thảm họa và có thể đưa các ứng dụng lên trong thời gian tối thiểu mà không ảnh hưởng đến dữ liệu. Sao chép có nghĩa là cùng một dữ liệu có sẵn ở nhiều vị trí. Đối với môi trường cơ sở dữ liệu Oracle, điều quan trọng là phải có các bản sao cục bộ và từ xa của dữ liệu ứng dụng phù hợp để thử nghiệm, phát triển, báo cáo và phục hồi sau thảm họa cũng như nhiều hoạt động khác. Sao chép cải thiện hiệu suất và bảo vệ tính khả dụng của ứng dụng cơ sở dữ liệu Oracle vì dữ liệu tồn tại ở một vị trí khác. Ưu điểm của việc có nhiều bản sao dữ liệu ở nhiều khu vực địa lý là các ứng dụng kinh doanh quan trọng sẽ tiếp tục hoạt động nếu máy chủ cơ sở dữ liệu Oracle cục bộ gặp sự cố.

Tính năng sao chép cho phép khách hàng thực hiện nhiều tình huống khác nhau như:

• Phục hồi sau thảm họa cho các ứng dụng đảm bảo tính liên tục của doanh nghiệp
• Phân phối với một loại trường hợp sử dụng như phân tích
• Chuyển giao cho các khối lượng công việc quan trọng như BI, Phân tích, Kho dữ liệu, ERP, MRP, v.v.
• Di chuyển dữ liệu
• Kiểm tra phục hồi thảm họa

Lưu trữ được xác định bằng phần mềm PowerFlex – Tính linh hoạt được giải phóng

PowerFlex là một nền tảng lưu trữ được định nghĩa bằng phần mềm được thiết kế để giảm đáng kể sự phức tạp về mặt vận hành và cơ sở hạ tầng, trao quyền cho các tổ chức di chuyển nhanh hơn bằng cách cung cấp tính linh hoạt, độ đàn hồi và sự đơn giản với hiệu suất và khả năng phục hồi có thể dự đoán được ở quy mô lớn. Gia đình PowerFlex cung cấp một nền tảng kết hợp tính toán cũng như các tài nguyên lưu trữ hiệu suất cao trong một nền tảng hợp nhất được quản lý.

PowerFlex được thiết kế để cung cấp hiệu suất cực cao và khả năng mở rộng lớn lên đến hàng nghìn nút. Nó có thể được triển khai dưới dạng lưu trữ/tính toán tách rời (hai lớp), HCI (một lớp) hoặc kiến ​​trúc hỗn hợp. PowerFlex hỗ trợ toàn diện các ứng dụng từ khối lượng công việc bare-metal và máy ảo đến các ứng dụng chứa trong đám mây gốc. Nó được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng quan trọng đối với nhiệm vụ quy mô lớn như cơ sở dữ liệu Oracle. Để biết thông tin về các biện pháp thực hành tốt nhất để triển khai Oracle RAC trên PowerFlex, hãy xem Oracle RAC trên giá đỡ PowerFlex .

PowerFlex cũng cung cấp một số khả năng gốc cấp doanh nghiệp để bảo vệ dữ liệu quan trọng ở nhiều cấp độ khác nhau:

1. Lớp đĩa lưu trữ: Sơ đồ bố trí dữ liệu phân tán lưu trữ PowerFlex được thiết kế để tối đa hóa khả năng bảo vệ và tối ưu hóa hiệu suất. Một ổ đĩa đơn được chia thành các khối. Các khối này sẽ được phân chia trên các đĩa vật lý trong toàn bộ cụm, theo cách cân bằng và ngẫu nhiên. Mỗi khối có tổng cộng hai bản sao để dự phòng.
2. Fault Sets: Bằng cách triển khai Fault Sets, chúng ta có thể đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu liên tục mọi lúc. PowerFlex (trước đây là VxFlex OS) sẽ phản chiếu dữ liệu cho một Fault Set trên các SDS nằm ngoài Fault Set. Do đó, tính khả dụng được đảm bảo ngay cả khi tất cả các máy chủ trong một Fault Set bị lỗi cùng một lúc. Fault Sets là nhóm con của SDS được cài đặt trên các máy chủ lưu trữ trong một Protection Domain.

Tổng quan về sao chép PowerFlex

Phần mềm PowerFlex bao gồm một số thành phần quan trọng – Meta Data Manager (MDM), Storage Data Server (SDS), Storage Data Client (SDC) và Storage Data Replicator (SDR). MDM quản lý toàn bộ hệ thống PowerFlex, bao gồm siêu dữ liệu, ánh xạ thiết bị, khối lượng, ảnh chụp nhanh, dung lượng hệ thống, lỗi và sự cố, tác vụ xây dựng lại và cân bằng lại hệ thống. SDS là thành phần phần mềm cho phép một nút đóng góp bộ nhớ cục bộ của mình vào nhóm PowerFlex tổng hợp. SDC là trình điều khiển thiết bị nhẹ, trình bày khối lượng PowerFlex dưới dạng thiết bị khối cho các ứng dụng và máy chủ. SDR xử lý các hoạt động sao chép. PowerFlex có một tính năng độc đáo được gọi là Protection Domain. Protection Domain là một thực thể logic chứa một nhóm SDS. Mỗi SDS chỉ thuộc về một Protection Domain.

Hình 1. Sao chép không đồng bộ PowerFlex giữa hai hệ thống

Sao chép diễn ra giữa hai hệ thống PowerFlex được chỉ định là hệ thống ngang hàng. Các hệ thống ngang hàng này được kết nối bằng LAN hoặc WAN và được tách biệt về mặt vật lý vì mục đích bảo vệ. Sao chép được định nghĩa trong phạm vi của một miền bảo vệ. Tất cả các đối tượng tham gia vào sao chép đều nằm trong miền bảo vệ, bao gồm các ổ đĩa trong Nhóm nhất quán sao chép (RCG). Dung lượng nhật ký từ các nhóm lưu trữ trong miền bảo vệ được chia sẻ giữa các RCG trong miền bảo vệ.

SDR xử lý các hoạt động sao chép và quản lý I/O của các ổ đĩa logic được sao chép. SDR được triển khai trên cùng một máy chủ với SDS. Chỉ có I/O từ các ổ đĩa được sao chép mới chảy qua SDR.

Luồng dữ liệu sao chép

Hình 2. Luồng I/O sao chép PowerFlex giữa hai hệ thống 

• Tại nguồn, I/O của ứng dụng được truyền từ SDS tới SDR.
• I/O ứng dụng được lưu trữ trong không gian nhật ký nguồn trước khi được gửi đến mục tiêu. SDR đóng gói I/O thành từng bó và gửi chúng đến không gian nhật ký mục tiêu.
• Sau khi I/O được gửi đến nhật ký đích và được đặt vào không gian nhật ký đích, chúng sẽ được xóa khỏi nguồn.
• Sau khi I/O được áp dụng cho các ổ đĩa mục tiêu, chúng sẽ được xóa khỏi nhật ký đích.
• Đối với các khối lượng được sao chép, SDS giao tiếp với các SDS khác thông qua SDR. Đối với các khối lượng không được sao chép, SDS giao tiếp trực tiếp với các SDS khác.

Để biết thông tin chi tiết về Tổng quan về kiến ​​trúc, hãy xem Sách trắng Giới thiệu về sao chép của Dell EMC PowerFlex .

Điều quan trọng cần lưu ý là cách tiếp cận này đối với việc sao chép cho phép PowerFlex hỗ trợ sao chép ở quy mô cực lớn. Khi số lượng các nút đóng góp vào lưu trữ được mở rộng, các phiên bản SDR cũng vậy. Do đó, cơ chế sao chép này có thể mở rộng dễ dàng từ 4 đến 1000 nút trong khi cung cấp RPO chỉ trong 30 giây và đáp ứng các yêu cầu về IO và thông lượng.

Cơ sở dữ liệu Oracle trên PowerFlex

Hình minh họa sau đây chứng minh rằng các khối lượng tham gia vào quá trình sao chép được nhóm lại để tạo thành Nhóm nhất quán sao chép (RCG). RCG đóng vai trò là vùng chứa logic cho các khối lượng.

Hình 3. Sao chép PowerFlex với cơ sở dữ liệu Oracle

Tùy thuộc vào tình huống, chúng ta có thể tạo nhiều RCG cho mỗi cặp ổ đĩa hoặc kết hợp nhiều cặp ổ đĩa trong một RCG duy nhất.

Trong thiết lập Oracle ở trên, PowerFlex System-1 là nguồn và PowerFlex System-2 là đích. Để sao chép diễn ra giữa nguồn và đích, các tiêu chí sau phải được đáp ứng:

• Một cặp ổ đĩa phải được tạo ở cả nguồn và đích.
• Kích thước của các ổ đĩa ở cả nguồn và đích phải giống nhau. Tuy nhiên, các ổ đĩa có thể nằm trong các nhóm lưu trữ khác nhau.
• Các ổ đĩa ở chế độ truy cập đọc-ghi trên nguồn và chế độ truy cập chỉ đọc ở thứ cấp. Điều này được thực hiện để duy trì tính toàn vẹn và tính nhất quán của dữ liệu giữa hai hệ thống ngang hàng.

Bản sao PowerFlex được thiết kế để phục hồi từ RPO thấp tới 30 giây, giảm thiểu mất dữ liệu nếu có phục hồi thảm họa. Trong quá trình tạo RCG, người dùng có thể chỉ định RPO bắt đầu từ 30 giây đến tối đa 60 phút.

Tất cả các hoạt động được thực hiện trên nguồn sẽ được sao chép đến đích trong RPO. Để đảm bảo tuân thủ RPO, PowerFlex sao chép ít nhất hai lần cho mỗi chu kỳ RPO. Ví dụ, đặt RPO thành 30 giây có nghĩa là PowerFlex có thể ngay lập tức quay lại hoạt động tại hệ thống đích với chỉ 30 giây mất dữ liệu tiềm ẩn.

Các hình sau đây mô tả tình huống sao chép trong trạng thái khối lượng công việc ổn định:

Hình 4. Tuân thủ RPO 100% cho RPO trong 30 giây đối với cơ sở dữ liệu Oracle trong khối lượng công việc ứng dụng ổn định

Hình 5. Giao diện bảng điều khiển sao chép của PowerFlex

Phục hồi sau thảm họa

Trong trường hợp phục hồi sau thảm họa, toàn bộ ứng dụng có thể hoạt động trở lại bằng cách chuyển đổi dự phòng sang dữ liệu thứ cấp, với thời gian mất dữ liệu dưới 30 giây.

Khi chúng ta thực hiện chuyển đổi hoặc chuyển đổi dự phòng theo kế hoạch, các ổ đĩa trên hệ thống thứ cấp sẽ tự động được chuyển sang chế độ truy cập đọc-ghi và các ổ đĩa trên nguồn sẽ được chuyển sang chế độ chỉ đọc. Do đó, chúng ta có thể đưa cơ sở dữ liệu Oracle lên thứ cấp bằng cách thiết lập các biến môi trường Oracle và khởi động cơ sở dữ liệu.

Khi RCG ở chế độ chuyển đổi dự phòng hoặc chuyển đổi, người dùng có thể quyết định cách tiếp tục sao chép:

• Khôi phục bản sao:  Duy trì hướng sao chép từ nguồn ban đầu đến đích.
• Sao chép ngược:  Thay đổi hướng sao cho đích ban đầu trở thành nguồn và quá trình sao chép sẽ bắt đầu từ đích ban đầu đến nguồn ban đầu.

PowerFlex cũng cung cấp nhiều tùy chọn khác:

• Tạm dừng và Tiếp tục RCG: Nếu có sự cố mạng hoặc người dùng cần thực hiện bảo trì bất kỳ phần cứng nào. Trong khi tạm dừng, bất kỳ I/O ứng dụng nào sẽ được lưu trữ tại nhật ký nguồn và chỉ được sao chép đến đích sau khi quá trình sao chép được tiếp tục.
• Đóng băng và Giải phóng RCG : Nếu người dùng yêu cầu ảnh chụp nhanh nhất quán của các ổ đĩa nguồn hoặc đích. Trong khi đóng băng, quá trình sao chép vẫn sẽ diễn ra giữa nhật ký nguồn và nhật ký đích, tuy nhiên nhật ký đích vẫn giữ dữ liệu và không áp dụng chúng cho các ổ đĩa đích.

Sao chép ổ đĩa gốc PowerFlex là giải pháp độc đáo, cung cấp cho khách hàng khả năng cấu hình và thiết lập dễ dàng mà không phải lo lắng về thảm họa. 

Bất kể khối lượng công việc và ứng dụng, giải pháp này được thiết kế để hỗ trợ quy mô lớn trong khi vẫn cung cấp RPO chỉ trong 30 giây.