【嘉宾分享】深入剖析三种SVC双数据中心虚拟化存储解决方案的特性---SVC Stretch Cluster

SVC Stretch Cluster也就是SVC拉伸式集群架构，就是把同一SVC集群中的SVC节点分散在不同的两个数据中心，它们之间通过光纤链路连接，并且需要第三地的仲裁设备。为了帮助大家深入理解SVC Stretch Cluster，先来理解下SVC Local Cluster：

一套SVC集群最少包含2个节点，最大8个节点，两两节点组成一个I/O group，因此一套SVC集群最大可以包含4个I/O group，如下图所示：

每一个存储LUN都分配给一个I/O group，你也可以手动转换存储LUN的I/O group，比如说LUN1属于I/O group0，当I/O group完全不可用时，需要手动转换至I/O group1，因为每一个I/O group均由两个SVC节点组成，所以每个存储LUN均分配给一个优先的节点和一个非优先节点，如下图所示：

不同的存储LUN的优先节点可以不一样，这是SVC集群系统自动负载和分配的，同一SVC I/O group节点均衡负载着存储LUN，对于读I/O请求来说，来自于优先的SVC节点，而写I/O请求在同一I/O group的两个节点间同步，一次SVC I/O写请求，分解为以下5个步骤：

1.主机发送写I/O请求至SVC I/O group

2.优先的SVC节点A写入I/O至缓存，并发送I/O至同一I/O group的另一SVC节点B

3.节点B将写入I/O至缓存后，并回响应至节点A

4.节点A收到节点B的回响应后，向主机回响应

5.节点A将缓存写I/O写入LUN当中

写I/O流转图如图所示：

有人会说了，第5步最后才将缓存数据写入LUN当中，那么当还没有写LUN时，SVC节点突然断电了怎么办？这种情况SVC也是考虑了，每个SVC节点均配备了UPS电源，可以维持供电，可以保证缓存数据正常写入LUN当中。

基于以上这种机制，同一I/O group的两个SVC节点是实时同步的，当I/O group中的主节点故障时，另一SVC节点将接管，并进入写直通模式，并禁止写缓存，也就是说只有1、5、4三个步骤。

以上是SVC的I/O group在一个数据中心的情况，而SVC Stretch Cluster则是将一套SVC集群下的同一I/O group的两个节点拉开，分别放在两个数据中心，之前连接SVC的一套存储，拉开后各放置一套存储，通过SVC做vdisk镜像同步。说白了还是同一套SVC集群，同一个I/O group，SVC Local VDM(vdisk mirror)拉开成SVC Stretch VDM，映射给主机的volume还是同一个，这样一来就不难理解了。SVC、存储、主机及第三站点光纤连线下图所示：

对于SVC Stretch Cluster来说，为了防范脑裂，仲裁站点是必需的。首先是configuration node，配置节点，是配置SVC集群后，系统自动产生的保存着所有系统配置行为的节点，不能人工更改配置节点，当配置节点失效后，系统会自动选择新的配置节点，配置节点十分重要，它对SVC节点仲裁胜利起着决定性作用，仲裁胜利的排序规则如下：

1.配置节点

2.距离仲裁站点近的节点

3.距离仲裁站点远的节点

下图为SVC Stretch Cluster两个站点的仲裁配置示意图：

当两站点间光纤链路中断，第三站点仲裁节点活动时，脑裂发生，将通过投票仲裁选举获胜的站点，按照上述的仲裁胜利规则，configuration node位于节点2，选举站点2优先赢得仲裁，通过站点2恢复业务的正常存储访问。

当第三站点仲裁节点不活动时，不影响主机的正常存储访问，但是此时，两站点间光纤链路也中断了，发生脑裂，这时因为节点2为configuration node，它所拥有候选的Quorum将变为active Quorum，该Quorum选举站点2为仲裁胜利站点，通过站点2恢复业务的正常存储访问。

另外，SVC版本到了7.2时，又出了一个新功能， 叫做Enhanced Stretched Cluster，这又是什么呢？增强版拉伸集群增强点在哪？之前的Stretched Cluster看似实现了双活，实则只为数据级双活(SVC VDM)，主机访问SVC实则只访问了一个I/O group优先节点，另一非优先节点则只是完成了写缓存同步的任务而已，无论是local cluster还是Stretched cluster，实际的读写卷操作并未通过非优先节点进行，通俗的说就是主备模式（ACTIVE-PASSIVE），由于优先节点是 SVC系统自动分配的，可能会出现一种情况是，主机在站点A，但是存储卷的优先节点却在站点B，主拷贝的存储却在站点A，主机一直访问了站点B的SVC节点，再访问站点A的存储，这样的存储路径完全不是最优的，对主机I/O性能造成影响，但是这些在Enhanced Stretched Cluster中均得到改善，实现了SVC双节点双站点读写双活，在该版本，元素均赋予site属性，如SVC节点、主机、存储等，不同站点的主机对各自站点的SVC节点和存储进行读写操作，对同一volume来说，站点A的主机访问站点A的SVC节点，站点A的存储，站点B的主机访问站点B的SVC节点，站点B的存储，存储访问路径最优，两个站点的SVC节点、主机、存储都同时活动，实现应用级双活（ACTIVE-ACTIVE）,在site模式中，SVC优先节点概念不起作用了，配置了site模式的主机，优先访问活动的同site的SVC节点和同site的存储。如下图所示为读写模式下的Enhanced Stretched Cluster 流转图：

绿色的箭头为优先的读I/O流转，红色箭头为站点2的存储失效后的读I/O流转。

绿色的箭头为优先的写I/O流转，红色箭头为站点1/2的存储失效后的写I/O流转。

需要注意是，在写操作时，两个站点的SVC节点的缓存是保持同步的，但是不同于SVC LOCAL CLUSTER，整个写操作的过程中，SVC节点的写操作响应在写入缓存后就发生了，而不需要等待另一SVC节点写缓存完成并回复响应，这样一来，优化了整个写性能，具体过程如下：

1.主机向SVC写I/O请求。

2.同站点的SVC节点将写I/O写入缓存，并向主机回复响应，同时将写I/O同步至另一站点的SVC节点。

3.另一站点的SVC节点将写I/O写入缓存，并回复响应。

两个站点的SVC节点陆续将缓存写入各自站点的存储当中。