[发明专利]保持远程复制数据一致性的存储管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储管理技术，并且尤其涉及优选地用最小附加 资源使用来保持远程复制设备中数据的一致性的技术。

背景技术

重要数据常常通过复制其至另外的位置来防御灾难。一种用于此 目的的技术被称为远程复制。

远程复制是一盘(或者逻辑卷)与作为备份的另一盘的配对。原 始盘被称为主站(primary)而备份盘被称为副站(secondary)。每 当数据写入主站时，其还必须写入副站，以保证最新的备份。远程复 制可以同步实现(也就是说，延迟主机的处理直到已经确定副站上相 应写入的完成)，或者其可以异步实现。

异步远程复制意味着写入数据至主站的主机不被延迟，同时复制 数据至副站；数据一写入主站就将完成信号通知给主机。接着，异步 地复制数据至副站。

实施异步远程复制的一个主要挑战是保持副盘的一致性。“保持 一致性”意味着保持副站数据处于主站数据在处理期间的某个时间点 处可能已经处于的状态。副站数据被允许为“过时的”(即，一定次 数的更新还没有应用至副站)，但其不能被允许为不一致的。

下面的表格示出了一系列事件。在这些事件期间，副站相对于主 站是过时的，但其包含的数据一直匹配主机可能已经从主站读取的数 据，因此副站一直是一致的。

动作                       主站           副站

1.主机将AAA写入盘          AAAXXX         XXXXXX

2.主机完成来自步骤1的写入  AAAXXX         XXXXXX

3.主机将BBB写入盘         AAABBB    XXXXXX

4.远程复制发送AAA至副站   AAABBB    AAAXXX

5.远程复制发送BBB至副站   AAABBB    AAABBB

下面的表格示出了其中以错误的顺序应用更新至副站的一系列 事件。在步骤3发生的写入是“相关写入”，因为其在AAA的写入完 成之后发生。因此，BBB仅仅可以在AAA之后写入盘。

如果主站在步骤4之后失效，则副站就会是不一致的，因为主机 知道主站在任何时间点都不包含数据XXXBBB。

动作                       主站      副站

1.主机将AAA写入盘          AAAXXX    XXXXXX

2.主机完成来自步骤1的写入  AAAXXX    XXXXXX

3.主机将BBB写入盘          AAABBB    XXXXXX

4.远程复制发送BBB至副站    AAABBB    XXXBBB

5.远程复制发送AAA至副站    AAABBB    AAABBB

在保持一致性中已经使用的一种方法是被称为“色彩”的使用。 在该方法中，多个更新集合被放入称为“色彩”的多个组中。在应用 色彩组之前，获取副盘的快照。该快照是副站数据的一致性复制。应 用色彩组中的更新，并且如果该过程不被中断，则丢弃快照。如果在 更新过程中出现错误，则将快照拷回副盘，恢复盘为一致性状态。

以有规律的间隔(例如，每5秒)形成色彩，在色彩形成开始之 前禁止I/O。

这种方法的缺陷是：

●为了获取快照，在副站上需要两倍的存储空间。

●快照功能将占用大量的处理时间，损害系统性能。

●系统的恢复点目标(RPO)相对较高(例如，如果每5秒形 成色彩，那么副站相对于主站的过时可能达到5秒)。

●需要快速、有效的快照功能，因为将会频繁地获取快照。很多 存储子系统的体系结构禁止这样，从而必须采用不同的方法。 已经使用的第二种方法是为进入主站的每次单独写入指定唯一 序列号，从而如果写入B在写入A之后到达，其将具有更高的序列号。

发送写入至副站，按照序列号顺序应用它们。这保证副站总是一 致的，因为写入完全按照主机发送它们的顺序应用至副站。

该方法的缺陷是：