南宫NG·28

什么是CDP

如果说快照是南宫NG·28照相机，那么CDP(Continuous Data Protection)就是南宫NG·28录像机。录像当然要为了回放，要回放，就当然可以任意快进快退，看到并提取每一个“帧”，甚至直接把当前系统南宫NG·28回滚到之前的某个历史时间点。大家接触最多的一个实例就是南宫NG·28库的redo和undo日志了。

　　南宫NG·28云的字节级CDP体验

块级CDP的底层机制需要在一个单独设备中，先将源卷镜像一份出来。如下图所示：

主机访问底层的卷，一定是以512Byte为对齐单位，也就是一个扇区，或者说一个块，对卷做CDP保护，其最小粒度也只能是一个块。而如果对文件来做CDP的话，难度着实就不小了，因为文件的最小更改粒度，是1Byte，而不是512Byte。而且针对文件的操作，远比针对块的操作要复杂，后者只有Write操作，而前者，则还有比如delete，truncate，setattr，setendoffile，write，mkdir，link，unlink等这些文件系统通用操作，这些页都是某种变更，如果要做到每一笔变更都不丢失，那么CDP系统就要将所有这些变更都记录并追踪管理下来，也像上图那样存储在日志中。

这便是“字节级”CDP，其记录的真的字节级别的更新。

为了求证此事，冬瓜哥向南宫NG·28软件申请了个试用DEMO环境，亲自操作了一把，用实际证明了字节级CDP，真的不是个鬼，而是个仙。

如图所示。进入云灾备的控制页面，首先看到的是一张全局Dashboard。

这些不重要，重要的是，冬瓜哥在某台远端机器上做了如下操作：

然后到控制台中尝试回放之前的历史时刻点，点击图中的“查看相关CDP日志”按钮之后，便跳出一个列出了针对目标文件所有细粒度操作的列表。

如下图所示，可以发现，其没有落下任何一个对该文件的变更操作，连link/unlink都抓取了下来，并复制到远端的日志中供后续回放。

然而，由于粒度过细，该文件并不能从日志中即刻虚拟出一个即刻可以访问的虚拟文件，而必须基于最近baseline，将增量读出，重新replay一下增量到baseline，然后将replay好的文件副本拷贝到某个地方，才能供用户访问。不能直接像块级CDP回放时那样指哪打哪，但是优点就是能够在文件粒度、字节粒度，提供更加贴近用户的细粒度恢复。而基于块的CDP，需要先将整个虚拟卷挂起，然后才能看到文件，进入对应目录做恢复。

可以从图片中看到，该CDP服务端是运行在腾讯云的某台主机上的，跨网络传输，需要精打细算，在这方面，块级CDP的确有劣势，因为上层文件更新了哪怕只有一个Byte的元南宫NG·28，底层其实也要更新至少4KB(之前读上来缓存住，更改后，刷盘)，因为文件系统一般格式化的时候也是最小4KB的块大小，元南宫NG·28也按照块来分配。所以，传这么多南宫NG·28块的话，时延会比较高。其还可以从腾讯云复制到阿里云跨云复制和CDP，目前未在其他产品上看到支持跨云实现CDP的。

　　字节级CDP的底层机制

对于字节级CDP，源端的IO抓取器，其实本质上是一个filter driver，其插入到系统的IO路径上，将自己的回调函数注册或者说hook挂接到系统内现存的其他驱动下方，比如挂接到VFS下方，那么它就可以抓取每一笔针对文件系统的操作请求。而块级CDP的IO抓取器实际上是挂接到了SCSI协议栈顶层的Device Driver下方，从而抓取到的是针对某个磁盘设备的IO操作。在Windows下，这些IO请求有个名称叫做“IRP”，IO Request Packet，Linux下针对块设备的IO则被称为bio，block IO。

字节级CDP的IO抓取Filter Driver嵌入到IO路径之后，抓取每一笔IO操作，判断其是否是变更操作，比如write，link，setattr等，如果是，则将这个请求下发到下游驱动的同时，复制一份，封装到网络包中，推送给CDP服务端从而保存在增量日志中供后续回放。

　　[网络协议栈中的Filter Driver]

Wireshark等抓包软件，大家也都用过，其底层就是用了一个FIlter Driver，插入到了网络协议栈里网卡驱动的上方，这样才能抓取到所有网卡上报的以太网帧，从而做分析。Filter Driver越处于下层，就越能够抓取更加底层的信息，但是缺点就是粒度不够细，因为上层的调用到了底层会大变样，比如，文件系统的调用，底层都会被转为块的传输，除非使用了NFS协议，因为NFS Client程序会将上层调用几乎透传到NFS Server端，但是此时抓取的是NFS封包，多了很多冗余信息，而如果在上层抓取，则直接抓取的是原始细粒度的IRP或者Linux下的file IO描述结构体。

　　[多路径软件本身就是个FIlter Driver]

多路径软件，就是插入到IO路径中，截获上方的IO，做判断，然后从对应路径转发出去;当路径故障时，向上层屏蔽其影响，自动切换路径。

多路径软件有多种不同实现，有些直接插入到Host Driver上方，有些则插入到Device Driver上方。越往上，兼容性越强，所以内核自带的多路径软件，都位于通用块层，这样可以屏蔽底层的差异，傲视群雄。

传统的复制技术需要考虑使用额外的南宫NG·28去重技术来减少对存储空间的需求，增加了系统资源和处理开销。而南宫NG·28的字节级南宫NG·28捕获与复制技术所传输和保存的都是 I/O 级别的增量南宫NG·28，为最精简的变化南宫NG·28，无重可去，从而大大节省了存储空间，提升了传输效率。