異構存儲數據遷移技術在企業的應用

摘要：文章分析了異構存儲數據遷移在企業信息化轉型發展過程中的重要性和必要性，詳細闡述了基于主機、基于存儲虛擬化和基于備份恢復的數據遷移技術以及數據遷移的風險控制，為相關企業安全、可靠、高效地實現數據遷移提供了多維度的解決方案，可以作為行業相關工作的借鑒。

關鍵詞：數據遷移；異構；存儲；備份；恢復；停機

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.03.041

中圖分類號：TP 391" " " " " " " "文獻標示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）03-0-03

Application of Heterogeneous Storage Data Migration Technology in Enterprises

LIU Chunling

（Nanjing Institute of Electronic Technology， Nanjing 210013， China）

Abstract： This paper analyzes the importance and necessity of heterogeneous storage data migration in the process of enterprise information transformation and development， and expounds in detail the data migration technology based on host， storage virtualization and backup recovery， as well as the risk control of data migration， which provides a multi-dimensional solution for relevant enterprises to realize data migration safely， reliably and efficiently， and can be used as a reference for relevant work in the industry.

Key words： data migration; isomerism; storage; backup; recovery; shutdown

隨著企業數字化轉型的深入，信息系統的數據爆發式增長，存儲作為承載數據的IT基礎資源也亟須轉型升級，特別是近年來國產存儲（如華為、宏杉等）的異軍突起，在關鍵領域逐步替代了原有的進口存儲（如EMC、HDS、IBM等），而數據作為企業的生存之本，使得異構存儲間的數據遷移成為各領域數字化轉型的關鍵問題，必須依據企業的實際情況選擇安全、可靠、高效的數據遷移技術。本文將深入研究和探討三種主流的數據遷移技術以及數據遷移中的風險，以期對這方面工作的開展和實施發揮重要的參考作用。

1" 基于存儲的數據遷移

基于存儲的數據遷移主要包括兩類：同構存儲數據遷移和異構存儲數據遷移。

（1）同構存儲數據遷移，是指源存儲和目標存儲為同品牌的兼容型號，一般可以通過存儲本身的復制、鏡像等技術實現快速可靠的數據遷移，技術成熟，數據遷移的風險較小。由于技術單一、相對簡單且現階段實際應用場景不多，本文將不具體探討。

（2）異構存儲數據遷移，是指源存儲和目標存儲為非兼容品牌、型號，源存儲和目標存儲底層技術架構不同且互不兼容。數據遷移無法利用存儲自身的技術實現，特別是由于數據的爆發式增長，甚至達到PB級別，從而導致數據遷移技術難度大、環境復雜、風險較高。

本文主要探討異構存儲數據遷移，包括基于主機的數據遷移技術、基于存儲虛擬化的數據遷移技術和基于備份恢復的數據遷移技術。

1.1 基于主機的數據遷移技術

基于主機的數據遷移技術由處理和使用數據的主機完成，主要依托于主機的卷管理軟件（如Unix和Linux的自帶的LVM或者第三方的卷管理軟件Veritas Volume Manager等），通過主機卷管理軟件的邏輯卷鏡像功能實現數據遷移[1]。

工作原理如下。第一，在目標存儲中分配與源存儲相同或更大容量的邏輯磁盤（可以同時完成卷組的容量擴充），并將其映射給主機。第二，主機識別目標存儲的邏輯磁盤（PV），并將其添加至數據所在的卷組（VG），該卷組最初由源存儲創建。主機此時可以同時訪問源存儲和目標存儲。對于使用自帶的LVM的Unix或Linux操作系統的主機，目標存儲的多路徑軟件暫時不建議安裝，以免造成軟件沖突。第三，啟動主機的邏輯卷（LV）鏡像（Mirror）功能，將源存儲的數據鏡像到目標存儲。在鏡像過程中，業務無須中斷，業務仍然訪問和使用源存儲的數據。第四，鏡像完成后，拆分鏡像，斷開源存儲，主機不再訪問源存儲。對于使用自帶的LVM的Unix或Linux操作系統的主機，需卸載源存儲的多路徑軟件，安裝目標存儲的多路徑軟件（部分存儲多路徑軟件安裝后需要重啟主機的操作系統，暫時中斷業務），以便主機能夠通過多路徑軟件高效可靠地訪問目標存儲。第五，至此，主機數據使用的卷組來自目標存儲，從而完成數據遷移。

（1）優點：一是支持異構存儲的數據遷移，支持數據庫和文件類型數據的遷移，兼容性強，靈活性較大；二是整個數據遷移過程幾乎不需要停止前端業務，基本能夠保持數據遷移時業務的連續性。三是使用主機現有的軟件資源，不需要額外的軟硬件支持，降低了數據遷移的成本。

（2）缺點：一是由于數據遷移由主機實現，占用主機資源，對主機性能有一定的影響，因此建議在業務的非高峰時間段執行；二是所有指令均在主機端直接下達，謹防指令錯誤，特別是鏡像指令，防止源和目標錯位而導致數據風險。因此建議在正式執行前充分測試和驗證[2]。

1.2 基于存儲虛擬化的數據遷移技術

存儲虛擬化實現了異構存儲資源的整合，不同廠商品牌的異構存儲成為存儲虛擬化平臺的物理資源，對外提供數據服務的存儲虛擬化平臺，一般情況下，利用目標存儲的虛擬化軟件接管源存儲，再通過目標存儲的復制技術實現數據從源存儲到目標存儲的遷移，此技術適用于海量數據的異構存儲數據遷移。

工作原理：第一，目標存儲接管源存儲的邏輯磁盤，將其虛擬化為目標存儲的邏輯磁盤。主機卸載源存儲的多路徑軟件，安裝目標存儲的多路徑軟件（部分存儲多路徑軟件安裝后需要重啟主機的操作系統，會造成暫時業務中斷）。第二，主機斷開與源存儲的鏈路，不再直接訪問源存儲。第三，將由目標存儲虛擬化接管的源存儲邏輯磁盤分配給主機，主機通過目標存儲的虛擬化技術訪問源存儲的邏輯磁盤。第四，在目標存儲分配與源存儲等量的邏輯磁盤，在目標存儲開啟數據復制功能，將數據由源存儲復制到目標存儲的邏輯磁盤。第五，復制完成后，主機不再訪問由目標存儲虛擬化接管的源存儲邏輯磁盤，僅訪問和使用目標存儲，至此完成數據遷移。

（1）優點：一是支持異構存儲的數據遷移，支持數據庫和文件類型數據的遷移，靈活性較大；二是遷移性能高，支持海量數據的并發遷移；三是業務停機時間有限，停機主要完成目標存儲對源存儲的虛擬化接管；四是數據遷移期間，業務正常對外提供服務。讀數據時，先訪問目標存儲，如未命中，則目標存儲控制器會從源存儲讀取數據至目標存儲，再返回主機。寫數據時，目標存儲控制器會先從源存儲讀取待修改數據至目標存儲，然后直接修改目標存儲上的數據并返回主機。

（2）缺點：一是整個數據遷移依托于目標存儲的虛擬化技術，與業務和主機無關，由于目標存儲需要接管源存儲，因此目標存儲和源存儲之間有一定的兼容性要求，非主流廠商的存儲設備無法被目標存儲虛擬化接管；二是由于增加了存儲虛擬化需求，提高了數據遷移的成本；三是數據遷移的壓力集中在目標存儲，需要選擇性能較高的設備，也提高了采購成本；四是由于目標存儲接管源存儲，有一定的數據風險。因此，建議在正式執行前充分測試和驗證。

1.3 基于備份恢復的數據遷移技術

基于備份恢復的數據遷移是指通過備份恢復系統將源存儲的數據備份后再恢復到目標存儲中，由于采用了第三方的備份恢復系統因此可以實現異構存儲的數據遷移。由于文件類型的數據和數據庫類型的數據備份和恢復的方式有較大的差異，因此數據遷移的方式也需要獨立探討。

對于文件類型的數據，可以利用備份恢復系統的完全備份和增量備份配合的方式實現數據遷移，以便于降低業務的停機時間?；驹恚旱谝?，利用完全備份恢復實現文件類型數據從源存儲到目標存儲的初始遷移，此時無須停止前端業務，耗時較長，對主機和業務有一定的性能影響。第二，完全備份恢復完成后，再利用增量備份恢復實現完全備份后的變化數據從源存儲到目標存儲的遷移。為了降低業務的停機時間，根據數據的變化情況，增量備份恢復可以多次執行（數據變化較快的業務系統）也可以執行一次（數據變化較慢的業務系統），為了確保數據的完整性，最后一次執行增量備份恢復時需要較少的停機時間。第三，完成最后一次增量備份恢復后，在主機上斷開源存儲，僅訪問目標存儲，即可啟動業務，至此完成數據遷移。

對于數據庫類型的數據，建議采用完全備份恢復的方式實現數據從源存儲到目標存儲的一次性遷移?；驹恚旱谝?，停止業務來確保數據的完整性。第二，若選擇冷備份的方式實現數據遷移，必須停止數據庫；若選擇熱備份的方式則無須停止數據庫。第三，備份完成后，將數據恢復到目標存儲。第四，恢復完成后，在主機上斷開源存儲，僅訪問目標存儲，即可啟動業務，至此完成數據遷移。

（1）優點：一是備份恢復系統是獨立于存儲和主機的系統，支持異構存儲的數據遷移，兼容性強、靈活度大；二是備份恢復系統是基礎的IT設施，一般企業都已經部署，利用其實現數據遷移無須增加額外的軟硬件資源；三是備份恢復系統本身是確保數據安全的系統，因此數據遷移的風險較小。

（2）缺點：一是由于需要備份和恢復兩個過程，數據遷移的時間較長；二是備份恢復無法實現實時的數據遷移，為了確保數據的完整性，需要一定的停機時間，特別是對于數據庫需要完全備份恢復來實現數據遷移，耗時較長。

2" 數據遷移技術對比

三種遷移技術比較如表1所示。

通過表1可以看出，三種技術各有優缺點，應根據實際情況合理選用。

3" 數據遷移風險控制

除了根據實際情況選用適用的遷移技術，還需要考慮遷移的風險。

（1）停機風險。如上所述，每種技術都可能涉及業務的停止，需要合理選擇遷移技術、步驟，在充分測試和驗證的基礎上盡可能降低對業務的影響。

（2）數據風險。數據風險包括數據的損壞、數據不完整、數據不一致等。首先應該充分測試和驗證遷移技術，防止數據的損壞、不一致；其次需要設置數據完整性校驗的方法。在條件允許的情況下，做好數據的備份。

總之，需要建立一套基于遷移技術的完備的數據遷移方案。

4" 結束語

數據遷移特別是異構存儲的數據遷移是企業信息化、數字化進程中保障建設成果的必備技術和手段。在實際應用中，不僅要選擇安全、可靠、高效、適合的遷移技術來設計遷移方案，同時還要充分考慮遷移風險、對業務的影響、遷移步驟、驗證方法和回退機制等。在正式遷移前需要對遷移方案進行充分的測試和驗證，同時加強遷移數據的備份?！?/p>

參考文獻

[1] 于洋．銀行系統數據移植項目研究與實現[D]．大連：大連海事大學，2017.

[2] 米泉，嚴迪，陳浩，等．在存儲虛擬機遷移數據[J]．網絡運維與管理，2016（3）：62-65.