信息伴隨互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無論是企業(yè)還是個(gè)人的數(shù)據(jù)量都呈現(xiàn)幾何增長，數(shù)據(jù)的價(jià)值也越來越凸顯。隨著備份的數(shù)據(jù)量越來越大、數(shù)據(jù)類型越來越復(fù)雜，在這個(gè)大背景下，CDP（Continuous Data Protection，持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)）技術(shù)開始誕生并刮起了一股數(shù)據(jù)保護(hù)的熱潮。與傳統(tǒng)的備份與恢復(fù)方式不同，CDP技術(shù)通過記錄每一個(gè)IO變化，將數(shù)據(jù)所有變化以實(shí)時(shí)、“錄像”的方式進(jìn)行保存，這種方式對用戶最有價(jià)值的部分就是其快速恢復(fù)性，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生之后，通過CDP的I/O記錄回滾技術(shù)，可以回滾到過去任意指定時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，而且恢復(fù)速度極為快速，遠(yuǎn)非傳統(tǒng)的磁帶備份或者VTL所能比擬。

這個(gè)時(shí)候人們可能產(chǎn)生一個(gè)疑問，如果要實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)回滾支持，為每個(gè)IO變化進(jìn)行記錄，IT系統(tǒng)硬件軟件是否能滿足其性能，或者說起存儲(chǔ)系統(tǒng)性能是否受到影響？本篇文章以火星艙為例，說明火星艙寫入隊(duì)列緩沖是如何解決IO級CDP對系統(tǒng)性能影響的。

我們曾經(jīng)介紹過，火星艙CDP（持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)）的一大優(yōu)勢特色是數(shù)據(jù)塊級I/O記錄技術(shù)。也就是對鏡像寫入到火星艙中的數(shù)據(jù)，為每個(gè)I/O打上時(shí)間戳，在需要的時(shí)候可以回滾到任意歷史數(shù)據(jù)狀態(tài)，甚至1毫秒（ms）內(nèi)的多次寫操作都會(huì)被標(biāo)記下來。

火星艙CDP無限IO記錄技術(shù)

熟悉存儲(chǔ)的朋友可能會(huì)問，這樣的I/O級CDP是否會(huì)對性能產(chǎn)生不利影響呢？從常理來看，可回滾的顆粒精細(xì)度，和應(yīng)用存儲(chǔ)訪問性能之間是魚與熊掌難以兼顧。那火星艙是如何解決這一問題的？

首先，火星艙CDP可選分鐘級快照，以及I/O記錄兩種保護(hù)方式。對于回滾精度和一致性要求相對不高的用戶，可以選擇快照方式以降低處理開銷。

至于I/O記錄方面，火星艙專門打造了被稱為“多級緩存隊(duì)列”的技術(shù)來優(yōu)化性能。

SSD緩存加快讀寫速度

把固態(tài)硬盤當(dāng)作讀/寫緩存，能夠?yàn)?I/O 密集型應(yīng)用優(yōu)化，從而提升存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。可以自動(dòng)將“熱數(shù)據(jù)”工作負(fù)載分擔(dān)到SSD上，如隨機(jī)讀寫，從而獲得更高的性能。

首先，每一臺(tái)火星艙（不只是CDP）都支持SSD讀/寫緩存功能，針對同步數(shù)據(jù)寫入可以先寫到高速的SSD日志緩存中，再選擇時(shí)機(jī)刷新至硬盤。該選項(xiàng)可對CDP等I/O密集型應(yīng)用的性能帶來幫助。

為了進(jìn)一步應(yīng)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中突發(fā)寫入，火星艙CDP在SSD寫緩存之上又增加了一層——那就是內(nèi)存緩沖。我們知道傳統(tǒng)磁盤陣列都是有DRAM寫緩存來改善性能的，而且這個(gè)容量隨著存儲(chǔ)系統(tǒng)檔次的提高而增加。內(nèi)存在寫入性能特別是延時(shí)表現(xiàn)方面是閃存無法相比的�；鹦桥揅DP配置的32GB-256GB甚至更大的內(nèi)存，在這里派上了用武之地。

火星艙CDP數(shù)據(jù)復(fù)制流程

火星艙采用基于數(shù)據(jù)塊的CDP功能，直接運(yùn)行在邏輯卷管理器層面上，提供了系統(tǒng)內(nèi)核 I/O 級別的保護(hù)。當(dāng)數(shù)據(jù)塊寫入生產(chǎn)存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，CDP分流器實(shí)時(shí)捕獲數(shù)據(jù)并將其同時(shí)寫入到火星艙中。

對于DRAM存儲(chǔ)介質(zhì)的斷電易失性，火星高科持有這樣的觀點(diǎn)：首先火星艙在這里是作為后備存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)；其次，CDP設(shè)備應(yīng)對的漸進(jìn)式數(shù)據(jù)破壞不包括停電，即使停電火星艙丟失的也只是緩存中有限的臨時(shí)寫入數(shù)據(jù)；在有更高要求的場合，可以選配UPS。

Kernel Mode（內(nèi)核態(tài)）vs. User Mode（用戶態(tài)）

筆者不是程序設(shè)計(jì)方面的專家，這里簡單談下。代碼在操作系統(tǒng)的內(nèi)核態(tài)執(zhí)行，不會(huì)像基于用戶態(tài)那樣要做反復(fù)的地址空間映射，因此效率會(huì)高出很多。

但是有許多廠商的CDP產(chǎn)品，其代碼都是執(zhí)行在用戶態(tài)的。這是由于Linux的GPL開源協(xié)議，如果編程時(shí)對內(nèi)核模塊做了改動(dòng)，就必須公開所有源代碼�；鹦桥摯鎯�(chǔ)及CDP能做到內(nèi)核態(tài)，且擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的原因是，其底層操作系統(tǒng)基于CDDL開源協(xié)議的Unix定制開發(fā)而來。這樣就能更高效地優(yōu)化數(shù)據(jù)讀寫性能。

可以看出通過對SSD、內(nèi)存緩存的合理應(yīng)用以及操作系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)執(zhí)行，火星艙CDP（持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)）數(shù)據(jù)塊級I/O記錄技術(shù)，在最大限度保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的同時(shí)，還充分考慮優(yōu)化了應(yīng)用存儲(chǔ)性能。