那些免費卻未被重視的IBM PowerHA內置功能（1）
IBM PowerHA軟件全名IBM PowerHA SystemMirror for AIX，（也有for ibm i的版本，其實是完全不同的軟件，本文不涉及），目前最新版本7.1.3。其原名HACMP，是運行在IBM POWER小型機/AIX操作系統下的高可用/災備軟件，應用相當廣泛，相信接觸過IBM小型機的技術人員都有所瞭解。PowerHA分SE標準版和EE企業版（V5.5以前稱XD版）。SE版本主要支持數據中心內的高可用solution，EE版增加數據中心間的遠程災備功能。但是，又不是嚴格這樣劃分的，本文下面提到的CSLVM（Cross-site LVM mirroring）災備方案就是SE標準版的功能。
PowerHA（HACMP）於1992年推出，伴隨着IBM POWER/AIX的發展以及有20多年的歷史了。作爲企業級的高可用和災備解決方案，其不斷開發和完善了很多相關功能。如deadman switch機制避免爭奪資源，保障數據的安全。如對DS8000、SVC、XIV、EMC SRDF、Hitachi TrueCopy等存儲災備功能的支持，以及hyperswap這樣的高級功能。同時，也有一些物美價廉的功能和解決方案，長久以來未被足夠的重視和推廣。下面我們先從一個小功能Fast Disk Takeover說起，以後再談談smart assist、GLVM和CSLVM。
Fast Disk Takeover（快速磁盤切換）是一個“古老”的功能，從PowerHA V5.1基本版本（2003年6月發佈）即包含該功能。該功能特別適用於羣集有大量（幾十、上百個）共享磁盤（LUN）需要在不同節點間按需要進行接管（failover）的應用場景。
其實，大多數生產系統都很需要這樣的功能。因爲對於生產系統，爲了滿足性能和安全性的要求，數據庫表空間、control、redo_log等數據空間一般都需要分配到很多獨立磁盤（LUN）上。對於大中型數據庫等應用，共享磁盤數量就會更多。這些共享磁盤作爲資源，被劃入一個或多個主備資源組中，每個資源組支持對應的應用，實現高可用。當應用由於計劃內/外的原因切換時，就需要在不同節點間接管大量的共享磁盤。因爲磁盤的釋放和激活過程需要一定時間，所以大量磁盤完成這個過程就會需要較長的時間，時間長度隨磁盤種類、廠家型號、驅動程序、多路徑軟件、磁盤數量和分佈情況的不同而不同。應用程序需要磁盤接管完成後才能開始啓動，使得應用在切換過程中長時間不可用，極大影響應用系統對外提供服務。
另外，如果切換過程中事件（event）完成時間超出360秒，則會報config_too_long 事件警告，從而加大了資源組RG的切換風險。因此，需要對磁盤接管進行提速，從而提高羣集的可用性。
實現該功能並不複雜，只要求:
l 在非併發資源組中使用Enhanced Concurrent Mode VG（支持併發功能的卷組）。
l 操作系統爲AIX v5.2以上。（現在的系統都可以）
使用PowerHA的快速磁盤接管（fast disk takeover）功能，可以極大地提高磁盤接管的速度。PowerHA監測故障的發生，自動觸發快速磁盤接管機制對ECM VG進行快速切換。在非併發資源組中，快速磁盤切換與普通vg（卷組）切換相比，省去了當lvm信息變化時，通過lazy update功能自動更新和同步的時間以及硬盤釋放的時間。
有測試表明，使用快速磁盤切換功能，一個包含有2個磁盤的vg可以在不到10秒的時間內完成切換。當磁盤和vg數量增多時，切換時間隨之緩慢增多，具體時間由系統處理能力和繁忙程度等因素共同決定。需要指出，對於應用來說，切換時間還要包括文件系統檢查和應用程序啓動等時間。
我們注意到，這要求在非併發資源組中採用併發卷組（ECM vg）。併發卷組在這種狀態下並不是併發訪問，在任一時點，vg內數據只能由一個節點來訪問。Fast disk takeover的機制只針對vg管理層面，而與vg內磁盤數量無關。
ECM VG可以被一個節點激活，也可以被不同節點在Active或Passive模式下同時激活。使用快速磁盤切換功能時，PowerHA控制不同節點對ECM VG的Active/Passive激活模式。Active模式下激活時，與普通方式激活vg的訪問功能是相同的。Passive模式下激活時，LVM對vg在lvm級別上進行disk fencing保護，僅允許對vg進行有限的只讀操作。
當一個節點在Active模式下激活某個ECM vg時，可進行以下操作：
l 對文件系統（fs）進行操作，如mount fs；
l 啓動應用程序，訪問存儲數據；
l 對邏輯卷（lv）進行操作，如創建lv；
l 同步vg
當一個節點在Passive模式下激活某個ECM vg時，僅可進行以下操作：
l 通過LVM對vg的特性文件進行只讀訪問；
l 通過LVM對vg下的所有lv的頭4k信息進行只讀訪問。
當一個節點在Passive模式下激活某個ECM vg時，無權進行以下操作：
l 對文件系統（fs）進行操作，如mount fs；
l 對lv進行操作，如使lv處於open狀態；
l 同步vg
方案示例：
節點硬件規劃
如上圖，此設計中，PowerHA採取雙節點結構。兩臺小型機分別作爲兩個節點Server A和Server B。
l 每個節點配置網卡數量： 2塊
l 每個節點配置HBA卡數量： 2塊
l 非IP心跳類型： 磁盤心跳
l 小型機通過SAN連接到存儲設備共享大量LUN。
磁盤快速切換規劃：
如上圖，本方案中採用的是非併發模式。PowerHA啓動時，所有ECM vg都在相應資源組的主節點上以Active模式進行激活。對於其他節點，PowerHA控制這些共享vg在passive模式下進行激活。需要強調的是，任何時候PowerHA都會控制vg只在一個節點上以Active模式激活，避免併發數據訪問。
故障切換場景：
如上圖，當Server A節點發生故障或由於計劃內停機不可用時，該節點擁有的資源組即會發生切換。PowerHA確保ECM VG已被Server A釋放後，將已經在Server B上以Passive模式激活的ECM VG變更爲Active模式。如果有更多節點，其他節點上該vg的狀態不變，仍然是Passive模式，保證任何時間只有一個節點對該vg上的數據擁有訪問權限。
當故障排除或計劃內停機完成後，重新啓動Server A，PowerHA會根據預設的fallback切換策略自動恢復到原來的active/passive激活狀態。
這項功能已經有11年的歷史了，非常好的功能，而且基本沒有限制（災備環境下除外）。但是以前用得並不普遍。在PowerHA V7.1採用CAA後，這項功能在配置中有了單獨提示，相信會被越來越多的用戶採用。
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