信息伴隨互聯網的快速發展，無論是企業還是個人的數據量都呈現幾何增長，數據的價值也越來越凸顯。隨著備份的數據量越來越大、數據類型越來越復雜，在這個大背景下，CDP（Continuous Data Protection，持續數據保護）技術開始誕生并刮起了一股數據保護的熱潮。與傳統的備份與恢復方式不同，CDP技術通過記錄每一個IO變化，將數據所有變化以實時、“錄像”的方式進行保存，這種方式對用戶最有價值的部分就是其快速恢復性，當災難發生之后，通過CDP的I/O記錄回滾技術，可以回滾到過去任意指定時間點的數據狀態，而且恢復速度極為快速，遠非傳統的磁帶備份或者VTL所能比擬。
這個時候人們可能產生一個疑問，如果要實現任意時間點的歷史數據回滾支持，為每個IO變化進行記錄，IT系統硬件軟件是否能滿足其性能，或者說起存儲系統性能是否受到影響？本篇文章以火星艙為例，說明火星艙寫入隊列緩沖是如何解決IO級CDP對系統性能影響的。
我們曾經介紹過，火星艙CDP（持續數據保護）的一大優勢特色是數據塊級I/O記錄技術。也就是對鏡像寫入到火星艙中的數據，為每個I/O打上時間戳，在需要的時候可以回滾到任意歷史數據狀態，甚至1毫秒（ms）內的多次寫操作都會被標記下來。
火星艙CDP無限IO記錄技術
熟悉存儲的朋友可能會問，這樣的I/O級CDP是否會對性能產生不利影響呢？從常理來看，可回滾的顆粒精細度，和應用存儲訪問性能之間是魚與熊掌難以兼顧。那火星艙是如何解決這一問題的？
首先，火星艙CDP可選分鐘級快照，以及I/O記錄兩種保護方式。對于回滾精度和一致性要求相對不高的用戶，可以選擇快照方式以降低處理開銷。
至于I/O記錄方面，火星艙專門打造了被稱為“多級緩存隊列”的技術來優化性能。
SSD緩存加快讀寫速度
把固態硬盤當作讀/寫緩存，能夠為 I/O 密集型應用優化，從而提升存儲系統的性能。可以自動將“熱數據”工作負載分擔到SSD上，如隨機讀寫，從而獲得更高的性能。
首先，每一臺火星艙（不只是CDP）都支持SSD讀/寫緩存功能，針對同步數據寫入可以先寫到高速的SSD日志緩存中，再選擇時機刷新至硬盤。該選項可對CDP等I/O密集型應用的性能帶來幫助。
為了進一步應對業務數據的集中突發寫入，火星艙CDP在SSD寫緩存之上又增加了一層--那就是內存緩沖。我們知道傳統磁盤陣列都是有DRAM寫緩存來改善性能的，而且這個容量隨著存儲系統檔次的提高而增加。內存在寫入性能特別是延時表現方面是閃存無法相比的。火星艙CDP配置的32GB-256GB甚至更大的內存，在這里派上了用武之地。
火星艙CDP數據復制流程
火星艙采用基于數據塊的CDP功能，直接運行在邏輯卷管理器層面上，提供了系統內核 I/O 級別的保護。當數據塊寫入生產存儲設備時，CDP分流器實時捕獲數據并將其同時寫入到火星艙中。
對于DRAM存儲介質的斷電易失性，火星高科持有這樣的觀點：首先火星艙在這里是作為后備存儲設備出現；其次，CDP設備應對的漸進式數據破壞不包括停電，即使停電火星艙丟失的也只是緩存中有限的臨時寫入數據；在有更高要求的場合，可以選配UPS。
Kernel Mode（內核態）vs. User Mode（用戶態）
筆者不是程序設計方面的專家，這里簡單談下。代碼在操作系統的內核態執行，不會像基于用戶態那樣要做反復的地址空間映射，因此效率會高出很多。
但是有許多廠商的CDP產品，其代碼都是執行在用戶態的。這是由于Linux的GPL開源協議，如果編程時對內核模塊做了改動，就必須公開所有源代碼。火星艙存儲及CDP能做到內核態，且擁有完全自主知識產權的原因是，其底層操作系統基于CDDL開源協議的Unix定制開發而來。這樣就能更高效地優化數據讀寫性能。
可以看出通過對SSD、內存緩存的合理應用以及操作系統內核態執行，火星艙CDP（持續數據保護）數據塊級I/O記錄技術，在最大限度保護用戶數據的同時，還充分考慮優化了應用存儲性能。
