網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)講義(含DAS-NAS-SAN的對(duì)比與總結(jié)).ppt

2020 3 6SXTU INC YW 第1頁 知識(shí)要點(diǎn) 第一部分 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)介紹DAS 傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)NAS 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)SAN 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)iSCSI IPSAN存儲(chǔ)技術(shù)第二部分 備份與容災(zāi)LANFREE與SERVERFREE遠(yuǎn)程磁盤鏡像災(zāi)備與遠(yuǎn)程主機(jī)災(zāi)備第三部分 主要研究領(lǐng)域 第一部分網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù) 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 越來越多的企業(yè)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理日常業(yè)務(wù) 從最早的服務(wù)器 客戶機(jī) Server Clinet 模式 到今天的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 NetworkComputing 環(huán)境 今后的移動(dòng)計(jì)算 PervasiveComputing 環(huán)境 對(duì)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求不再受時(shí)間和空間的限制 隨著計(jì)算機(jī)的能力不斷提高 數(shù)據(jù)量也在不斷膨脹 一切的發(fā)展似乎已經(jīng)陷入了一個(gè)可怕的循環(huán) 數(shù)據(jù)膨脹 提高計(jì)算機(jī)性能 導(dǎo)致新一輪的數(shù)據(jù)膨脹 引來數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 利用 分析和管理都非常地復(fù)雜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)備份 第一部分網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù) 目前的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)有SAN NAS和iSCSI SAN NAS iSCSI SAN主要是基于光纖通道的 面向數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ) 可以看成是傳統(tǒng)總線的擴(kuò)展 NAS是在TCP IP協(xié)議基礎(chǔ)上提供文件的存取服務(wù) iSCSI則是前面兩種技術(shù)在TCP IP網(wǎng)絡(luò)上的融合 通過把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP IP包中 以便在TCP IP網(wǎng)絡(luò)上傳送 傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù) DAS特別適合于對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高 服務(wù)器的數(shù)量很少的中小型局域網(wǎng) 其主要的優(yōu)點(diǎn)在于存儲(chǔ)容量擴(kuò)展的實(shí)施非常簡(jiǎn)單 投入的成本少而見效快 具體地講 DAS問題主要有以下幾點(diǎn) 1 容易形成服務(wù)器到存儲(chǔ)設(shè)備的瓶頸 2 影響數(shù)據(jù)的可用性 3 存儲(chǔ)設(shè)備分散 不便于管理監(jiān)控 4 容易造成存儲(chǔ)空間浪費(fèi) 5 對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份時(shí)將會(huì)極大地占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)技術(shù) 什么是NAS NAS 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ) 即將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上 提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù) NAS服務(wù)器一般由存儲(chǔ)硬件 操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成 它基于TCP IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)文件級(jí)數(shù)據(jù)的存取服務(wù) NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接 可以無需服務(wù)器直接上網(wǎng) 不依賴通用的操作系統(tǒng) 而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的 專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng) 內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議 因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡(jiǎn)單 NAS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) NAS應(yīng)用場(chǎng)合 主要面向高效的文件共享任務(wù) 適用于那些需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大容量文件數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合 以IBM為代表的業(yè)界各大存儲(chǔ)廠商紛紛推出NAS解決方案 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)技術(shù) NAS的特性 1 易于安裝 2 易于部署 3 方便使用和管理 4 整體性能高 5 跨平臺(tái)使用 6 提高數(shù)據(jù)可用性 7 性能價(jià)格比優(yōu)異 NAS產(chǎn)品是真正即插即用的產(chǎn)品 內(nèi)置專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 可以直接掛接到網(wǎng)絡(luò)上 用戶可根據(jù)需要來確定NAS的物理位置 一般將其放置在訪問頻率最高的地方 以進(jìn)一步縮短用戶的訪問時(shí)間并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量 客戶不需安裝任何額外軟件 NAS服務(wù)器的設(shè)置 升級(jí)及管理均可通過Web瀏覽器遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn) NAS服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)直連 當(dāng)增加或移去NAS設(shè)備時(shí)不會(huì)中斷網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行 無需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù) NAS設(shè)備允許用戶在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù) 這樣既可減小CPU的開銷 也能顯著改善網(wǎng)絡(luò)的性能 NAS獨(dú)立于操作系統(tǒng)平臺(tái) 可以支持Windows UNIX Mac Linux和Netware等不同操作系統(tǒng) 采用磁盤陣列技術(shù) NAS可保證硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全與完整 通過網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù) 即使相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器不再工作了 仍然可以讀取數(shù)據(jù) 采用嵌入式操作系統(tǒng) 具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性 網(wǎng)絡(luò)管理員可方便地設(shè)置用戶或用戶組對(duì)NAS服務(wù)器的訪問權(quán)限 NAS是精簡(jiǎn)型服務(wù)器 在硬件架構(gòu)上只需CUP 內(nèi)存 硬盤 網(wǎng)卡和主機(jī)板等 在軟件方面 操作系統(tǒng)也是精簡(jiǎn)型系統(tǒng) 有些甚至是免費(fèi)的Linux 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)技術(shù) NAS的缺點(diǎn)在擁有以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí) 有些致命的弱點(diǎn) 1 只適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；蛘咻^低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份 因?yàn)镹AS仍使用應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備份和恢復(fù) LAN除了處理正常的最終用戶傳輸流外 還必須處理包括備份的存儲(chǔ)磁盤請(qǐng)求 2 投資成本較高 后期擴(kuò)容成本高 而可靠度不高 一般文件服務(wù)器沒有高可用配置 存在單點(diǎn)故障 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 什么是SAN SAN是英文StorageAreaNetwork的縮寫 通常譯為 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 它是一種在服務(wù)器和外部存儲(chǔ)資源或獨(dú)立的存儲(chǔ)資源之間實(shí)現(xiàn)高速可靠訪問的專用網(wǎng)絡(luò) SAN采用可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備 每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備不隸屬于任何一臺(tái)服務(wù)器 所有的存儲(chǔ)設(shè)備都可以在全部的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間作為對(duì)等資源共享 SAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)五大組成 Server 服務(wù)器 Storage 存儲(chǔ)設(shè)備 SANfabric 連接設(shè)備 Software 管理軟件 Service 服務(wù) SAN的特性SAN更適合網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 與其他存儲(chǔ)技術(shù)相比 SAN具有以下特性 1 高可用性 2 高性能 3 便于擴(kuò)展 4 可實(shí)現(xiàn)高效備份 5 適合于海量數(shù)據(jù) 關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)備份 7 支持服務(wù)器的異構(gòu)平臺(tái) 8 支持集中管理和遠(yuǎn)程管理 9 方案實(shí)施成本相對(duì)較高 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域 1 數(shù)據(jù)共享 由于存儲(chǔ)設(shè)備的中心化 大量的文件服務(wù)器可以低成本的存取和共享信息 而同時(shí)也不會(huì)使系統(tǒng)性能有明顯的下降 2 存儲(chǔ)共享 兩個(gè)或多個(gè)服務(wù)器可以共享一個(gè)存儲(chǔ)單元 這個(gè)存儲(chǔ)單元在邏輯上可以被分成多個(gè)部分 而每個(gè)部分又連接在特定的服務(wù)器上 3 數(shù)據(jù)備份 使用SAN 數(shù)據(jù)備份操作可以獨(dú)立于原來的網(wǎng)絡(luò) 對(duì)異構(gòu)平臺(tái)服務(wù)器和多數(shù)據(jù)形式進(jìn)行集中備份 從而能夠提高操作的性能和管理的集中 4 災(zāi)難恢復(fù) 使用SAN 可以采用多種手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份 而且這種備份是熱備份形式 也就是說 一旦數(shù)據(jù)出錯(cuò) 立即可以獲得該數(shù)據(jù)的鏡像內(nèi)容 SAN的應(yīng)用場(chǎng)合 SAN作為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)施 旨在提供靈活 高性能和擴(kuò)展的存儲(chǔ)環(huán)境 擅長(zhǎng)在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù) 特別適于以下應(yīng)用場(chǎng)合 1 對(duì)響應(yīng)時(shí)間 可用性和可擴(kuò)展性要求高的關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 2 對(duì)性能 數(shù)據(jù)完整性和可靠性要求高的集中存儲(chǔ)備份 以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全 可極大地提高企業(yè)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)操作可靠性和可擴(kuò)展性 3 海量存儲(chǔ)的應(yīng)用環(huán)境 例如 圖書館 銀行 證券 中大型企業(yè)或組織的數(shù)據(jù)中心 4 支持服務(wù)器及其連接設(shè)備之間提供光纖通道高性能和擴(kuò)展的距離 什么是iSCSI 在Internet協(xié)議 IP 統(tǒng)治著局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的今天 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要也在日益增長(zhǎng) 這兩股力量似乎不可避免地要匯聚在一點(diǎn) Internet小型機(jī)系統(tǒng)接口 iSCSI 協(xié)議整合了存儲(chǔ)和IP網(wǎng)絡(luò) 使通過IP網(wǎng)絡(luò)完成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊的傳輸成為現(xiàn)實(shí) 它建立在兩個(gè)已被廣泛應(yīng)用的技術(shù)之上 為存儲(chǔ)而建立的SCSI命令和為網(wǎng)絡(luò)化而建立的IP協(xié)議 iSCSI是一種端到端的協(xié)議 用于在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸存儲(chǔ)I O數(shù)據(jù)塊 該協(xié)議被使用于服務(wù)器 initiator 存儲(chǔ)設(shè)備 target 和協(xié)議傳輸網(wǎng)關(guān)設(shè)備 ISCSI使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)交換機(jī)和路由器 將數(shù)據(jù)從服務(wù)器轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)設(shè)備 它還使得IP和以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以被用于對(duì)SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展訪問 跨過任意距離完成對(duì)SAN的擴(kuò)展接入 ISCSI工作機(jī)制 iSCSI協(xié)議定義了在TCP IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 接收block 數(shù)據(jù)塊 級(jí)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)則和方法 發(fā)送端將SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP IP包中再通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā) 接收端收到TCP IP包之后 將其還原為SCSI命令和數(shù)據(jù)并執(zhí)行 完成之后將返回的SCSI命令和數(shù)據(jù)再封裝到TCP IP包中再傳送回發(fā)送端 而整個(gè)過程在用戶看來 使用遠(yuǎn)端的存儲(chǔ)設(shè)備就象訪問本地的SCSI設(shè)備一樣簡(jiǎn)單 支持iSCSI技術(shù)的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備能夠直接連接到現(xiàn)有的IP交換機(jī)和路由器上 iSCSI產(chǎn)品從功能上可以分為3個(gè)類別 起始端產(chǎn)品 連接件產(chǎn)品和目標(biāo)端產(chǎn)品 ISCSI技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)勢(shì)1 連接距離更長(zhǎng) 突破FCSAN目前10公里的局限2 利用現(xiàn)有的TCP IP基礎(chǔ)設(shè)施來構(gòu)筑SAN 網(wǎng)絡(luò)部署成本相對(duì)較低3 相對(duì)其他大多數(shù)協(xié)議而言 帶寬高 功能強(qiáng) 特別是遠(yuǎn)程復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù) 可用性強(qiáng)不足1 與其他存儲(chǔ)協(xié)議兼容性不好 例如FCSAN融合不能解決2 從廣域網(wǎng)角度說 速度仍不理想3 相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品正處于發(fā)展階段 用戶可以選擇的余地較小 DAS NAS SAN與ISCSI的性能特點(diǎn)比較 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)解決方案 中小型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)選擇1 與現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的兼容性2 存儲(chǔ)系統(tǒng)未來升級(jí)和擴(kuò)展3 選用DAS的場(chǎng)合4 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)首選NAS5 慎選SAN和iSCSI 適合于中大型企業(yè) 相關(guān)技術(shù) RAID技術(shù)HSM分層存儲(chǔ)管理ILM信息生命周期存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)統(tǒng)一存儲(chǔ)網(wǎng)InfiniBand接口技術(shù)IPSAN iSCSI FCIP iFCP 第二部分備份與容災(zāi) 備份的三個(gè)層次硬件級(jí)備份軟件級(jí)備份人工級(jí)備份 硬件級(jí)備份 硬件級(jí)的備份是指用冗余的硬件來保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行 比如磁盤鏡像 雙機(jī)容錯(cuò)等方式 如果主硬件損壞 后備硬件馬上能夠接替其工作 這種方式可以有效地防止硬件故障 但無法防止數(shù)據(jù)的邏輯損壞 當(dāng)邏輯損壞發(fā)生時(shí) 硬件備份只會(huì)將錯(cuò)誤復(fù)制一遍 無法真正保護(hù)數(shù)據(jù) 硬件備份的作用實(shí)際上是保證系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能夠連續(xù)運(yùn)行 更應(yīng)稱為硬件容錯(cuò) 軟件級(jí)備份 軟件級(jí)的備份是指將系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存到其他介質(zhì)上 當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)可以將系統(tǒng)恢復(fù)到備份時(shí)的狀態(tài) 由于這種備份是由軟件來完成的 所以稱為軟件備份 當(dāng)然 用這種方法備份和恢復(fù)都要花費(fèi)一定時(shí)間 但這種方法可以完全防止邏輯損壞 因?yàn)閭浞萁橘|(zhì)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是分開的 錯(cuò)誤不會(huì)復(fù)寫到介質(zhì)上 這就意味著 只要保存足夠長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù) 就能夠恢復(fù)正確的數(shù)據(jù) 人工級(jí)備份 人工級(jí)的備份最為原始 也最簡(jiǎn)單和有效 但如果要用手工方式從頭恢復(fù)所有數(shù)據(jù) 耗費(fèi)的時(shí)間恐怕會(huì)令人難以忍受 現(xiàn)有備份手段1 磁盤鏡像 Mirroring 可以防止單個(gè)硬盤的物理損壞 但無法防止邏輯損壞 硬件級(jí) 磁盤陣列 DiskArray 磁盤陣列一般采用RAID5技術(shù) 可以防止多個(gè)硬盤的物理損壞 但無法防止邏輯損壞 硬件級(jí) 雙機(jī)容錯(cuò) SFTIII Standby Cluster都屬于雙機(jī)容錯(cuò)的范疇 雙機(jī)容錯(cuò)可以防止單臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理損壞 但無法防止邏輯損壞 硬件級(jí) 數(shù)據(jù)拷貝 可以防止系統(tǒng)的物理損壞 可以在一定程度上防止邏輯損壞 軟件級(jí) 現(xiàn)有備份手段2 理想的備份系統(tǒng)是全方位 多層次的 首先 要使用硬件備份來防止硬件故障 如果由于軟件故障或人為誤操作造成了數(shù)據(jù)的邏輯損壞 則使用軟件方式和手工方式結(jié)合的方法恢復(fù)系統(tǒng) 這種結(jié)合方式構(gòu)成了對(duì)系統(tǒng)的多級(jí)防護(hù) 不僅能夠有效地防止物理損壞 還能夠徹底防止邏輯損壞 系統(tǒng)級(jí)備份1 系統(tǒng)備份與普通數(shù)據(jù)備份的不同在于 它不僅備份系統(tǒng)中的數(shù)據(jù) 還備份系統(tǒng)中安裝的應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 用戶設(shè)置 系統(tǒng)參數(shù)等信息 以便迅速恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng) 與系統(tǒng)備份對(duì)應(yīng)的概念是災(zāi)難恢復(fù) 災(zāi)難恢復(fù)同普通數(shù)據(jù)恢復(fù)的最大區(qū)別在于 在整個(gè)系統(tǒng)都失效時(shí) 用災(zāi)難恢復(fù)措施能夠迅速恢復(fù)系統(tǒng) 而普通數(shù)據(jù)恢復(fù)則不行 如果系統(tǒng)也發(fā)生了失效 在開始數(shù)據(jù)恢復(fù)之前 必須重新裝入系統(tǒng) 也就是說 數(shù)據(jù)恢復(fù)只能處理狹義的數(shù)據(jù)失效 而災(zāi)難恢復(fù)則可以處理廣義的數(shù)據(jù)失效 系統(tǒng)級(jí)備份2 Vs拷貝備份不等于單純的拷貝 因?yàn)橄到y(tǒng)的重要信息無法用拷貝的方式備份下來 而且管理也是備份的重要組成部分 Vs硬件備份對(duì)于那些由于人為錯(cuò)誤或故意破壞而引起的數(shù)據(jù)丟失 硬件備份無能為力 Vs數(shù)據(jù)文件備份除數(shù)據(jù)文件備份外 還需備份系統(tǒng)文件與應(yīng)用程序 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中 系統(tǒng)和應(yīng)用程序安裝和配置相對(duì)較復(fù)雜 因此 最有效的方法是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行備份 SAN備份方式 就數(shù)據(jù)移動(dòng)方式而言 LAN Based備份方式LAN Free備份方式Server Free備份方式 LAN Based備份方式 LAN Based備份 在該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的 其中配置一臺(tái)服務(wù)器作為備份服務(wù)器 由它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的備份操作 磁帶庫則接在某臺(tái)服務(wù)器上 在數(shù)據(jù)備份時(shí)備份對(duì)象把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱艓熘袑?shí)現(xiàn)備份的 LAN Based備份結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省投資 磁帶庫共享 集中備份管理 它的缺點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力大 NetworkBackupToday DiskStorage DiskStorage DiskStorage Tape NetworkServer BackupServer NetworkServer NetworkServer LAN Client Client Client LAN Free備份方式 由于數(shù)據(jù)通過LAN傳播 當(dāng)需要備份的數(shù)據(jù)量較大 備份時(shí)間窗口緊張時(shí) 網(wǎng)絡(luò)容易發(fā)生堵塞 在SAN環(huán)境下 可采用存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的LAN Free備份 需要備份的服務(wù)器通過SAN連接到磁帶機(jī)上 在LAN Free備份客戶端軟件的觸發(fā)下 讀取需要備份的數(shù)據(jù) 通過SAN備份到共享的磁帶機(jī) 這種獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)不僅可以使LAN流量得以轉(zhuǎn)移 而且它的運(yùn)轉(zhuǎn)所需的CPU資源低于LAN方式 這是因?yàn)楣饫w通道連接不需要經(jīng)過服務(wù)器的TCP IP棧 而且某些層的錯(cuò)誤檢查可以由光纖通道內(nèi)部的硬件完成 在許多解決方案中需要一臺(tái)主機(jī)來管理共享的存儲(chǔ)設(shè)備以及用于查找和恢復(fù)數(shù)據(jù)的備份數(shù)據(jù)庫 有別于傳統(tǒng)通過LAN鏈路的備份方式 這樣可以不占用以太網(wǎng)絡(luò)的帶寬 LAN FreeBackup LAN free備份不足之處 首先 它仍舊讓服務(wù)器參與了將備份數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的過程 在一定程度上占用了寶貴的CPU處理時(shí)間和服務(wù)器內(nèi)存 還有一個(gè)問題是 LAN free技術(shù)的恢復(fù)能力差強(qiáng)人意 它非常依賴用戶的應(yīng)用 許多產(chǎn)品并不支持文件級(jí)或目錄級(jí)恢復(fù) 映像級(jí)恢復(fù)就變得較為常見 映像級(jí)恢復(fù)就是把整個(gè)映像從磁帶拷回到磁盤上 如果您需要快速恢復(fù)某一個(gè)文件 整個(gè)操作將變得非常麻煩 此外 不同廠商實(shí)施的LAN free機(jī)制各不相同 這還會(huì)導(dǎo)致備份過程所需的系統(tǒng)之間出現(xiàn)兼容性問題 SANServer Free備份 免服務(wù)器的備份和恢復(fù)是數(shù)據(jù)直接在存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸 備份過程能夠在SAN內(nèi)部完成 無需服務(wù)器干預(yù) 從而提高了備份和恢復(fù)速度 縮短了應(yīng)用主機(jī)的CPU周期 釋放出的寶貴的CPU周期可用來提高操作的效率并增加工作量 這種方式是在LAN free的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn) 克服了LAN free備份需要服務(wù)器參與的問題 從而全面釋放網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器資源 ServerlessBackup 無服務(wù)器備份的優(yōu)勢(shì) 無服務(wù)器備份與LAN free備份有著諸多相似的優(yōu)點(diǎn) 如果是無服務(wù)器備份 源設(shè)備 目的設(shè)備以及SAN設(shè)備是數(shù)據(jù)通道的主要部件 雖然服務(wù)器仍參與備份過程 但負(fù)擔(dān)大大減輕 因?yàn)樗淖饔没旧项愃平痪?只用于指揮 不用于裝載和運(yùn)輸 不是主要的備份數(shù)據(jù)通道 無服務(wù)器備份技術(shù)具有縮短備份及恢復(fù)所用時(shí)間的優(yōu)點(diǎn) 因?yàn)閭浞葸^程在專用高速存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行 而且決定吞吐量的是存儲(chǔ)設(shè)備的速度 而不是服務(wù)器的處理能力 所以系統(tǒng)性能將大為提升 此外 如果采用無服務(wù)器備份技術(shù) 數(shù)據(jù)可以數(shù)據(jù)流的形式傳輸給多個(gè)磁帶庫或磁盤陣列 無服務(wù)器備份的缺點(diǎn) 雖然服務(wù)器的負(fù)擔(dān)大為減輕 但仍需要備份應(yīng)用軟件 以及其主機(jī)服務(wù)器 來控制備份過程 元數(shù)據(jù)必須記錄在備份軟件的數(shù)據(jù)庫上 這仍需要占用CPU資源 與LAN free一樣 無服務(wù)器備份可能會(huì)導(dǎo)致上面提到的同樣類型的兼容性問題 而且 無服務(wù)器備份可能難度大 成本高 最后 如果無服務(wù)器備份的應(yīng)用要更廣泛 恢復(fù)功能方面還有待更大改進(jìn) 目前主流的備份軟件 如IBMTivoli Veritas 均支持上述三種備份方案 三種方案中LAN備份數(shù)據(jù)量最小 對(duì)服務(wù)器資源占用最多 成本最低 LANfree備份數(shù)據(jù)量大一些 對(duì)服務(wù)器資源占用小一些 成本高一些 SANServer free備份方案能夠在短時(shí)間備份大量數(shù)據(jù) 對(duì)服務(wù)器資源占用最少 但成本最高 中小客戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇 災(zāi)難備份 災(zāi)難備份常用的技術(shù)有磁帶備份 磁盤鏡像和雙工 RAID技術(shù) HotSpare技術(shù) 雙機(jī)熱備 服務(wù)器雙工 網(wǎng)絡(luò)冗余和遠(yuǎn)程磁盤鏡像等 針對(duì)災(zāi)難級(jí)的災(zāi)難備份技術(shù) 通常在多種常用技術(shù)應(yīng)用疊加的基礎(chǔ)上 還需要實(shí)施遠(yuǎn)程備份技術(shù) 下面從技術(shù)的角度分析遠(yuǎn)程災(zāi)難備份的實(shí)現(xiàn)原理 鏡像技術(shù) 鏡像是在兩個(gè)或多個(gè)磁盤或磁盤子系統(tǒng)上生成同一個(gè)數(shù)據(jù)的鏡像視圖的信息存儲(chǔ)過程 一個(gè)叫主鏡像系統(tǒng) 另一個(gè)叫從鏡像系統(tǒng) 按主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)所處的位置可分為本地鏡像和遠(yuǎn)程鏡像 本地鏡像的主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)是處于同一個(gè)RAID陣列內(nèi) 而遠(yuǎn)程鏡像的主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)通常是分布在跨城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的不同節(jié)點(diǎn)上 遠(yuǎn)程鏡像 遠(yuǎn)程鏡像又叫遠(yuǎn)程復(fù)制 是容災(zāi)備份的核心技術(shù) 同時(shí)也是保持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)同步和實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)的基礎(chǔ) 它利用物理位置上分離的存儲(chǔ)設(shè)備所具備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)連接功能 在遠(yuǎn)程維護(hù)一套數(shù)據(jù)鏡像 一旦災(zāi)難發(fā)生時(shí) 分布在異地存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)備份并不會(huì)受到波及 遠(yuǎn)程鏡像按請(qǐng)求鏡像的主機(jī)是否需要遠(yuǎn)程鏡像站點(diǎn)的確認(rèn)信息 又可分為同步遠(yuǎn)程鏡像和異步遠(yuǎn)程鏡像 優(yōu)點(diǎn) 將因?yàn)?zāi)難引發(fā)的數(shù)據(jù)損耗風(fēng)險(xiǎn)降低到最低 異步 甚至為零 同步 一旦發(fā)生災(zāi)難 恢復(fù)進(jìn)程所耗費(fèi)的時(shí)間比較短 這是因?yàn)榻⑦h(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏡像 是不需要經(jīng)由代理服務(wù)器的 它可以支持異構(gòu)服務(wù)器和應(yīng)用程序 同步遠(yuǎn)程鏡像 同步遠(yuǎn)程鏡像 同步復(fù)制技術(shù) 是指通過遠(yuǎn)程鏡像軟件 將本地?cái)?shù)據(jù)以完全同步的方式復(fù)制到異地 每一個(gè)本地的I O事務(wù)均需等待遠(yuǎn)程復(fù)制的完成確認(rèn)信息 方予以釋放 同步鏡像使遠(yuǎn)程拷貝總能與本地機(jī)要求復(fù)制的內(nèi)容相匹配 當(dāng)主站點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí) 用戶的應(yīng)用程序切換到備份的替代站點(diǎn)后 被鏡像的遠(yuǎn)程副本可以保證業(yè)務(wù)繼續(xù)執(zhí)行而沒有數(shù)據(jù)的丟失 異步遠(yuǎn)程鏡像 異步遠(yuǎn)程鏡像 異步復(fù)制技術(shù) 則由本地存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給請(qǐng)求鏡像主機(jī)的I O操作完成確認(rèn)信息 保證在更新遠(yuǎn)程存儲(chǔ)視圖前完成向本地存儲(chǔ)系統(tǒng)輸出 輸入數(shù)據(jù)的基本操作 它采用了 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化 store and forward 技術(shù) 所有的I O操作是在后臺(tái)同步進(jìn)行的 這使得本地系統(tǒng)性能受到的影響很小 大大縮短了數(shù)據(jù)處理時(shí)的等待時(shí)間 異步遠(yuǎn)程鏡像具有 對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求小 傳輸距離長(zhǎng) 可達(dá)到1000公里以上 的優(yōu)點(diǎn) 不過 由于許多遠(yuǎn)程的從鏡像系統(tǒng) 寫 操作是沒有得到確認(rèn)的 當(dāng)由于某種原因?qū)е聰?shù)據(jù)傳輸失敗時(shí) 極有可能會(huì)破壞主從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性 遠(yuǎn)程災(zāi)難備份技術(shù) 可以按照實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程備份功能的主體對(duì)象分為兩類 遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)和遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù) 兩種技術(shù)都是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程盤機(jī)鏡像數(shù)據(jù)的同步 異步拷貝 遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)是通過主機(jī)系統(tǒng)控制和完成數(shù)據(jù)的拷貝 遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)則是由盤機(jī)本身的控制軟件完成盤機(jī)之間的數(shù)據(jù)的同步 異步拷貝 完成的過程不需要主機(jī)參入 遠(yuǎn)程盤機(jī)鏡像技術(shù) 遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)是實(shí)現(xiàn)盤機(jī)之間的直接鏡像 其控制過程直接由盤機(jī)控制軟件完成 主機(jī)不需參與控制 遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)實(shí)現(xiàn)盤機(jī)鏡像有幾種方式 其中包括同步 異步 半同步和自適應(yīng)等不同方式 同步遠(yuǎn)程磁盤鏡像數(shù)據(jù)流 同步方式的完成過程如圖 對(duì)于盤機(jī)數(shù)據(jù)的每一個(gè)I O的寫過程都經(jīng)過 主機(jī)寫I O一主端盤機(jī)寫數(shù)據(jù) 同時(shí)發(fā)送寫I O于遠(yuǎn)端盤機(jī) 從端盤機(jī)完成寫I O并發(fā)送寫完成信號(hào) 主端盤機(jī)收到從端盤機(jī)寫完成信號(hào)并發(fā)送寫I O全部完成信號(hào)給主機(jī) 其中盤機(jī)寫過程不一定是真的寫完成 而是I O到達(dá)盤機(jī) 盤機(jī)就發(fā)送寫完成 以此來提高整個(gè)寫的效率 異步遠(yuǎn)程磁盤鏡像數(shù)據(jù)流 異步方式的完成過程如圖 主機(jī)的一連串寫I O到達(dá)主端盤機(jī) 主端盤機(jī)完成寫I O后 很多實(shí)際處理中是收到寫I O后即回復(fù)主機(jī)完成 實(shí)際需要寫I O放到了高速緩存中 在有盤機(jī)控制部件完成卷的寫入 以此提高整個(gè)寫的效率 即刻回復(fù)主機(jī)寫I O完成 主盤機(jī)將接收的一系列寫I O發(fā)給遠(yuǎn)端從盤機(jī) 從盤機(jī)在接收寫I O后 完成數(shù)據(jù)卷的寫過程 對(duì)于主盤機(jī)到從盤機(jī)的I O序列的序號(hào)可能與主機(jī)發(fā)送的I O序號(hào)不一致 但可以通過其它一些方法來重新排序 例如給每個(gè)I O添加時(shí)間戳或序號(hào) 遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù) 在遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)中 整個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制的過程都由主機(jī)控制完成 其磁盤鏡像軟件作為系統(tǒng)應(yīng)用軟件的一部分 在遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)中 其完成遠(yuǎn)程磁盤鏡像的過程從實(shí)現(xiàn)方式上也主要分為同步和異步兩種方式 還有同步 異步自適應(yīng)方式 同步方式數(shù)據(jù)流 同步的實(shí)現(xiàn)過程如圖 應(yīng)用程序提出寫數(shù)據(jù)要求 并將數(shù)據(jù)提交磁盤鏡像控制軟件 磁盤鏡像控制軟件將數(shù)據(jù)寫到生產(chǎn)系統(tǒng)的磁盤 生產(chǎn)系統(tǒng)中的磁盤數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺浞莸拇疟P對(duì)每個(gè)在生產(chǎn)系統(tǒng)的寫操作都要將這個(gè)寫操作送到備份磁盤 備份機(jī)磁盤數(shù)據(jù)復(fù)制 備份磁盤復(fù)制生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù) 將寫完操作信息返給生產(chǎn)磁盤 當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)收到備份系統(tǒng)傳回的已寫信息之后 生產(chǎn)機(jī)的磁盤鏡像控制軟件通知主機(jī)應(yīng)用程序該寫操作己完畢 在此之后生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用繼續(xù)執(zhí)行 同步方式的特點(diǎn) 在主備機(jī)房之間數(shù)據(jù)鏈路帶寬成為瓶頸時(shí) 采用同步方式對(duì)主機(jī)房生產(chǎn)系統(tǒng)的性能影響很大 數(shù)據(jù)不會(huì)丟失 數(shù)據(jù)的一致性能得到完全保證 異步方式數(shù)據(jù)流 異步的實(shí)現(xiàn)過程如圖 用程序提出寫數(shù)據(jù)要求 將數(shù)據(jù)提交磁盤鏡像控制軟件 磁盤鏡像控制軟件將數(shù)據(jù)寫到生產(chǎn)系統(tǒng)的磁盤 生產(chǎn)系統(tǒng)的磁盤寫動(dòng)作完成 磁盤鏡像控制軟件通知主機(jī)應(yīng)用程序該寫操作已完畢 在此之后生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用繼續(xù)執(zhí)行 生產(chǎn)系統(tǒng)中的磁盤鏡像控制軟件將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺浞莸拇疟P 備份磁盤復(fù)制生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù) 備份磁盤將寫完操作信息返給生產(chǎn)磁盤鏡像控制軟件 異步方式的特點(diǎn) 在主備機(jī)房之間數(shù)據(jù)鏈路帶寬成為瓶頸時(shí) 采用異步方式可以不影響主機(jī)房生產(chǎn)系統(tǒng)的性能 數(shù)據(jù)將有可能丟失 當(dāng)異步同步不能最終成功完成的情況下 數(shù)據(jù)的一致性無法得到保證 兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)比較 基于遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)不適合同步復(fù)制需求 適用于異步數(shù)據(jù)復(fù)制的場(chǎng)合 基于遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)軟件作為主機(jī)操作系統(tǒng)的一部分 是針對(duì)專用的平臺(tái) 不適用于所有的系統(tǒng)平臺(tái) 存儲(chǔ)系統(tǒng)供應(yīng)商提供的遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)是由存儲(chǔ)系統(tǒng)本身提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制功能 這種技術(shù)的好處是能提供更有效的I O協(xié)議和獨(dú)立于平臺(tái)的特性 但實(shí)現(xiàn)的成本比基于主機(jī)技術(shù)要高得多 同時(shí) 基于遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于主機(jī)系統(tǒng)的控制 主備端的主機(jī)系統(tǒng)都要參入整個(gè)過程 其控制的復(fù)雜度相對(duì)較大 在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)管理和控制的難度較大 與遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)相比