數(shù)據(jù)遷移是各企業(yè)單位IT建設(shè)經(jīng)常面對的工作。當(dāng)今數(shù)據(jù)遷移的主要難題是進(jìn)行一次成功的數(shù)據(jù)遷移時(shí)間要求越來越短。然而應(yīng)用在存儲方面的需求不斷增加，存儲的升級和更替更加頻繁；同時(shí)，企業(yè)的應(yīng)用趨向于全年不停頓運(yùn)行、對系統(tǒng)的可靠性、可用性要求不斷提高，維護(hù)時(shí)間窗口的不斷減少等因素，使得進(jìn)行一次平滑的成功數(shù)據(jù)遷移越來越具挑戰(zhàn)。某汽車制造公司在新數(shù)據(jù)中心遷移的過程中，利用多種數(shù)據(jù)遷移技術(shù)，完成了各應(yīng)用系統(tǒng)的遷移工作。其中，基于存儲虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)，為首次使用。

常見數(shù)據(jù)遷移技術(shù)

對于數(shù)據(jù)的遷移，目前主要采用如下五種方法：

基于主機(jī)操作系統(tǒng)邏輯卷鏡像技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

基于數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

基于應(yīng)用層工具的數(shù)據(jù)遷移

基于磁盤陣列遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

基于存儲虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

基于主機(jī)邏輯卷鏡像技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

此種數(shù)據(jù)遷移方法，主要利用業(yè)務(wù)主機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)置的邏輯卷管理系統(tǒng)的邏輯卷鏡像（LV Mirror）技術(shù)，可以保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在原有的磁盤陣列和新的磁盤陣列上保持同步，兩邊數(shù)據(jù)完全一致。此種方法存在如下優(yōu)點(diǎn)：

步驟簡單，容易實(shí)現(xiàn)，速度快；

不需要考慮到上層數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)；

可以在線進(jìn)行，只需要較短的停機(jī)時(shí)間；

但是，利用這種方法，也存在如下的問題：

在進(jìn)行初始化數(shù)據(jù)同步的時(shí)候，會對在線系統(tǒng)的性能造成較大的沖擊；

只適合部署了邏輯卷管理系統(tǒng)的主機(jī)，主要是小型機(jī)。

基于數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

此種數(shù)據(jù)遷移方法，主要通過數(shù)據(jù)庫自帶的備份和恢復(fù)功能以及邏輯日志追加的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)逐步遷移的方法，最后達(dá)到把數(shù)據(jù)從原有的磁盤陣列完全遷移到新的磁盤陣列的目的。本方法比較安全，當(dāng)數(shù)據(jù)遷移不成功時(shí)，不影響生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是遷移時(shí)間較長，對技術(shù)要求較高，而且需要專門用于數(shù)據(jù)遷移的一臺與生產(chǎn)主機(jī)環(huán)境一樣的主機(jī)，硬件配置可以稍低一點(diǎn)。

基于應(yīng)用層工具的數(shù)據(jù)遷移

此種數(shù)據(jù)遷移的方法，利用一些第三方的工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移，如文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)的Veritas的VVR，虛擬化平臺層面實(shí)現(xiàn)的VMware vMotion等。這些方法都是特定應(yīng)用的針對性工具，對特定應(yīng)用比較好用，但需要滿足一些前提條件，如Veritas的VVR只能基于VxFS文件系統(tǒng)上的卷復(fù)制，對于其它的文件系統(tǒng)或raw device，則無法使用。

基于磁盤陣列數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

此種數(shù)據(jù)遷移方法，可以在同一個(gè)磁盤陣列內(nèi)通過基于磁盤陣列的克隆軟件或卷遷移軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)制，完成數(shù)據(jù)遷移?？梢詫?shí)現(xiàn)在兩套磁盤陣列之間的數(shù)據(jù)遷移，并且此種方法不占用主機(jī)資源，對應(yīng)用透明。但是源磁盤陣列和目標(biāo)磁盤陣列必須是同一廠家的同一系列的產(chǎn)品，而且遷移過程對生產(chǎn)系統(tǒng)有一定的性能影響。

基于存儲虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移

基于存儲虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移，主要是解決異構(gòu)存儲間海量數(shù)據(jù)遷移難題。該技術(shù)繼承了存儲層進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移的應(yīng)用透明、遷移效率高的優(yōu)勢，與此同時(shí)在虛擬化基礎(chǔ)上將原來不能完成數(shù)據(jù)復(fù)制的存儲設(shè)備整合在一起，形成統(tǒng)一存儲池，這時(shí)物理上在兩個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)卷之間的遷移，在邏輯上來講是在整合虛擬后的同一個(gè)磁盤陣列內(nèi)卷遷移。由于不涉及主機(jī)的任何設(shè)置修改，實(shí)施比較簡單,遷移速度非?？臁４藬?shù)據(jù)遷移技術(shù)方案示意圖如圖1所示。

圖1 常見的基于存儲虛擬化的數(shù)據(jù)遷移方案

圖2 基于VSM存儲虛機(jī)的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)原理

但是，這類數(shù)據(jù)遷移方法的前提是需要對原有存儲實(shí)施虛擬化，涉及存儲路徑的改變，主機(jī)對存儲LUN的重新識別，因此存在業(yè)務(wù)停機(jī)窗口，無法實(shí)現(xiàn)不停機(jī)數(shù)據(jù)遷移。

總體上，基于主機(jī)邏輯卷鏡像技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移、基于數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移、基于應(yīng)用層工具的數(shù)據(jù)遷移都屬于基于主機(jī)服務(wù)器層的遷移技術(shù)；基于磁盤陣列數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移、基于存儲虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移都屬于基于存儲層的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)。

基于存儲的數(shù)據(jù)遷移是一次性的將數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲轉(zhuǎn)移到另一個(gè)存儲系統(tǒng)上，它包括對新存儲的啟用和數(shù)據(jù)可用性的保證。在一些情況下，基于存儲的數(shù)據(jù)遷移是進(jìn)行數(shù)據(jù)大集中的手段，非常適合大規(guī)模數(shù)據(jù)遷移需求，因此被許多數(shù)據(jù)遷移項(xiàng)目采用為主要遷移手段。

基于存儲虛擬機(jī)的不停機(jī)數(shù)據(jù)遷移技術(shù)及遷移方案步驟

這種數(shù)據(jù)遷移技術(shù)基于創(chuàng)新的存儲虛擬化技術(shù)——Virtual Storage Machine(VSM)虛擬存儲機(jī)技術(shù)。這種技術(shù)創(chuàng)造性地將服務(wù)器虛機(jī)的概念引入存儲，在一臺物理存儲內(nèi)允許用戶按照業(yè)務(wù)和應(yīng)用的要求定義多個(gè)Virtual Storage Machine(VSM), VSM與一臺存儲類似，具備自己的存儲ID，設(shè)備序列號和端口WWN，通過VSM的定義，能虛擬化一臺物理的存儲陣列，因此，服務(wù)器不會察覺到所使用的資源實(shí)際上是分布在不同的存儲設(shè)備中。

借助虛擬存儲的技術(shù)，數(shù)據(jù)源存儲設(shè)備的ID被完整地復(fù)制到數(shù)據(jù)目標(biāo)存儲設(shè)備上，而服務(wù)器無法察覺存儲設(shè)備物理身份的變化，這一過程對任何操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)監(jiān)控程序，服務(wù)器、服務(wù)器的路徑管理軟件，服務(wù)器集群軟件以及存儲網(wǎng)絡(luò)連接等都是透明的。具體原理如圖2所示。

接下來，具體闡述利用VSM虛擬存儲技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移的具體步驟。

如圖3，原存儲（ID:#175 00）上的數(shù)據(jù)，比如SCSI標(biāo)識為10:00的LUN上的數(shù)據(jù)遷移到目標(biāo)存儲（ID:#20700）的SCSI標(biāo)識為22:00的LUN上。目標(biāo)存儲具備VSM虛擬存儲功能。

第一，利用目標(biāo)存儲的VSM功能，在目標(biāo)存儲上創(chuàng)建一個(gè)與原存儲具備相同標(biāo)識17500，包括設(shè)備及FC網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的VSM設(shè)備；

第二，利用傳統(tǒng)的卷虛擬化功能，將目標(biāo)存儲上的LUN 22：00在VSM 17500上創(chuàng)建一個(gè)虛擬卷，LUN ID與原卷10:00一致，但物理空間是目標(biāo)存儲的LUN 22：00；

圖3 基于VSM存儲虛機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移步驟示意圖一

圖4 基于VSM存儲虛機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移步驟示意圖二

第三，將目標(biāo)存儲和目標(biāo)卷與主機(jī)建立路徑，作為同一邏輯路徑下的物理備路徑，主機(jī)感知路徑無改變，I/O無影響；

第四，建立原卷LUN10:00與目標(biāo)卷的LUN22:00的數(shù)據(jù)同步關(guān)系，運(yùn)用的技術(shù)是傳統(tǒng)的卷復(fù)制與拷貝技術(shù)；

第五，待數(shù)據(jù)同步完畢，原卷LUN10:00與目標(biāo)卷的LUN22:00的數(shù)據(jù)完全一致，斷開主機(jī)與原存儲的連接，I/O的邏輯路徑依然沒變，實(shí)質(zhì)上是把主路徑由原路徑切換為之前的備路徑：主機(jī)與目標(biāo)存儲之間的路徑，因此，這種切換對業(yè)務(wù)無影響，數(shù)據(jù)遷移完畢。

北宋初，會稽云門寺僧、宋真宗賜號“?；鄞髱煛钡闹傩葑饔性娂短煲率逶仭?。其詩集名可證北宋人仍確知天衣峰(法華山)而不是秦望山有十峰?？梢詤⒖缄悩蝮A，紹興地方文獻(xiàn)考錄〔M〕，杭州：浙江人民出版社，1983，84。

四、五步驟可見圖4所示。

以下是對各數(shù)據(jù)遷移技術(shù)的對比評估。

卷鏡像遷移方案

較短的停機(jī)時(shí)間；可以根據(jù)業(yè)務(wù)情況，LUN級別，可靈活控制拷貝速度；需要消耗較少的主機(jī)端資源（文件系統(tǒng)層次鏡像），業(yè)務(wù)高峰時(shí)性能下降>10%；完全采用系統(tǒng)管理員熟悉的文件系統(tǒng)命令，難度很小且易控制。

Oracle Standy by方式備份和恢復(fù)

停機(jī)2次；速度和性能中等；需要消耗一定的主機(jī)端資源（數(shù)據(jù)庫層次log）；實(shí)施難度取決于對數(shù)據(jù)庫的熟悉程度（注意數(shù)據(jù)庫的no log操作）。

磁盤陣列復(fù)制

停機(jī)1-2次；速度較快，但不能靈活調(diào)節(jié)；需消耗陣列的控制器能力和大量緩存資源；主機(jī)IO需增加一定的時(shí)延，若在同機(jī)房遷移則影響較??；需仔細(xì)規(guī)劃，確保陣列和主機(jī)之間的數(shù)據(jù)完整性；遷移結(jié)束后測試驗(yàn)證可回退性差。存在安全隱患，實(shí)施案例很少。

VMware Storage Vmotion遷移方案

停機(jī)2次；速度可控；需要占用5-10%的主機(jī)系統(tǒng)資源；實(shí)施難度取決于數(shù)據(jù)遷移服務(wù)人員實(shí)施能力。

存儲虛擬化+卷同步

停機(jī)1次，遷移完成后的I/O切換速度很快，非常靈活；不消耗任何主機(jī)資源，需消耗陣列的控制器能力和大量緩存資源； 主機(jī)IO需增加微不足道的時(shí)延，總體在2ms內(nèi)；需要將外部存儲FC端口和目標(biāo)存儲邏輯連接，以便能識別和虛擬化外部存儲的LUN。然后通過卷遷移將外部存儲的卷在線遷移到目標(biāo)存儲內(nèi)部。每一步需要手工操作，無法腳本自動化。

基于VSM的數(shù)據(jù)遷移

無計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，可全部在線實(shí)施；速度很快，非常靈活；不消耗任何主機(jī)資源，需消耗陣列的控制器能力和大量緩存資源；主機(jī)IO需增加微不足道的時(shí)延，總體在2ms內(nèi)；需要將外部存儲FC端口和目標(biāo)存儲邏輯連接，以便能識別和虛擬化外部存儲的LUN。之后具體遷移操作可近自動化操作。原存儲上的其它配置也自動遷移到新存儲上，大幅減少了實(shí)施工作量。

數(shù)據(jù)遷移項(xiàng)目實(shí)踐及效益評估

數(shù)據(jù)遷移項(xiàng)目實(shí)踐

某汽車制造公司現(xiàn)有各種數(shù)據(jù)類型及特點(diǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)。如公司最核心的業(yè)務(wù)SAP系統(tǒng)，全年無休的商務(wù)CRM系統(tǒng)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的workspace系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，基于VMWare虛擬化構(gòu)架的應(yīng)用系統(tǒng)。

方案選擇

在各類應(yīng)用系統(tǒng)中，SAP系統(tǒng)是公司最核心的應(yīng)用系統(tǒng)，包含了企業(yè)運(yùn)營最重要的數(shù)據(jù)，同時(shí)也是數(shù)據(jù)量較大的一個(gè)系統(tǒng)。SAP系統(tǒng)約有6TB的數(shù)據(jù)，在原有的存儲上分配了15個(gè)LUN。類似CRM系統(tǒng)這種公司商務(wù)領(lǐng)域最重要的系統(tǒng)，總計(jì)約有5TB的數(shù)據(jù)，但應(yīng)用的特性決定了該應(yīng)用是不允許有停機(jī)時(shí)間的。如數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)這種數(shù)據(jù)量最大的分析、決策型系統(tǒng)有約10TB的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量決定了數(shù)據(jù)遷移的效率要求。

根據(jù)這幾類系統(tǒng)的特殊性及業(yè)務(wù)要求，選擇基于VSM技術(shù)的數(shù)據(jù)遷移方案完成了數(shù)據(jù)遷移，相比較傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)遷移方案來說，VSM的優(yōu)點(diǎn)在于遷移過程中，應(yīng)用系統(tǒng)是幾乎感知不到的。同時(shí)，也減少了約16-20小時(shí)的遷移時(shí)間和近90%的遷移工作量，并且降低了因停機(jī)導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷及數(shù)據(jù)錯(cuò)漏的風(fēng)險(xiǎn)，降低了因遷移對業(yè)務(wù)使用造成的性能影響，確保了整個(gè)數(shù)據(jù)遷移的安全、高效。

結(jié)論

數(shù)據(jù)遷移在數(shù)據(jù)中心里是高概率任務(wù)，不僅需要投入相當(dāng)?shù)馁Y源，而且伴隨著很大的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際上IT部門可以參考最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并借助創(chuàng)新技術(shù)來減少投入、降低風(fēng)險(xiǎn)。基于VSM的存儲虛機(jī)的NDM就是這樣的創(chuàng)新技術(shù)，用來幫助IT用戶實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、保持競爭力。