[精華]細說容災(zāi)備份的等級和技術(shù).doc

1、精華 細說容災(zāi)備份的等級和技術(shù)容災(zāi)備份的等級容災(zāi)備份是通過在異地建立和維護一個備份存儲系統(tǒng)，利用地理上的分離來保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)對災(zāi)難性事件的抵御能力。根據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)對災(zāi)難的抵抗程度，可分為數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)。數(shù)據(jù)容災(zāi)是指建立一個異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是對本地系統(tǒng)關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù)實時復(fù)制。當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難時，可由異地系統(tǒng)迅速接替本地系統(tǒng)而保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。應(yīng)用容災(zāi)比數(shù)據(jù)容災(zāi)層次更高，即在異地建立一套完整的、與本地數(shù)據(jù)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膫浞輵?yīng)用系統(tǒng)（可以同本地應(yīng)用系統(tǒng)互為備份，也可與本地應(yīng)用系統(tǒng)共同工作） 。在災(zāi)難出現(xiàn)后，遠程應(yīng)用系統(tǒng)迅速接管或承擔(dān)本地應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運行。設(shè)計一個容災(zāi)備份系統(tǒng)，需要考慮多方面的因素，如備

2、份/ 恢復(fù)數(shù)據(jù)量大小、應(yīng)用數(shù)據(jù)中心和備援?dāng)?shù)據(jù)中心之間的距離和數(shù)據(jù)傳輸方式、災(zāi)難發(fā)生時所要求的恢復(fù)速度、備援中心的管理及投入資金等。 根據(jù)這些因素和不同的應(yīng)用場合，通?？蓪⑷轂?zāi)備份分為四個等級。第 0 級：沒有備援中心這一級容災(zāi)備份，實際上沒有災(zāi)難恢復(fù)能力，它只在本地進行數(shù)據(jù)備份，并且被備份的數(shù)據(jù)只在本地保存，沒有送往異地。第 1 級：本地磁帶備份，異地保存在本地將關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，然后送到異地保存。災(zāi)難發(fā)生后，按預(yù)定數(shù)據(jù)恢復(fù)程序恢復(fù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。這種方案成本低、易于配置。但當(dāng)數(shù)據(jù)量增大時，存在存儲介質(zhì)難管理的問題，并且當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時存在大量數(shù)據(jù)難以及時恢復(fù)的問題。為了解決此問題， 災(zāi)難發(fā)生時，先恢復(fù)關(guān)

3、鍵數(shù)據(jù)，后恢復(fù)非關(guān)鍵數(shù)據(jù)。第 2 級：熱備份站點備份在異地建立一個熱備份點，通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)備份。 也就是通過網(wǎng)絡(luò)以同步或異步方式，把主站點的數(shù)據(jù)備份到備份站點，備份站點一般只備份數(shù)據(jù)，不承擔(dān)業(yè)務(wù)。當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難時，備份站點接替主站點的業(yè)務(wù)，從而維護業(yè)務(wù)運行的連續(xù)性。第 3 級：活動備援中心在相隔較遠的地方分別建立兩個數(shù)據(jù)中心，它們都處于工作狀態(tài)， 并進行相互數(shù)據(jù)備份。當(dāng)某個數(shù)據(jù)中心發(fā)生災(zāi)難時，另一個數(shù)據(jù)中心接替其工作任務(wù)。這種級別的備份根據(jù)實際要求和投入資金的多少，又可分為兩種： 兩個數(shù)據(jù)中心之間只限于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的相互備份； 兩個數(shù)據(jù)中心之間互為鏡像，即零數(shù)據(jù)丟失等。零數(shù)據(jù)丟失是目前要求最高的一種

4、容災(zāi)備份方式，它要求不管什么災(zāi)難發(fā)生，系統(tǒng)都能保證數(shù)據(jù)的安全。所以，它需要配置復(fù)雜的管理軟件和專用的硬件設(shè)備，需要投資相對而言是最大的，但恢復(fù)速度也是最快的。容災(zāi)備份的關(guān)鍵技術(shù)在建立容災(zāi)備份系統(tǒng)時會涉及到多種技術(shù)，如：SAN 或 NAS 技術(shù)、遠程鏡像技術(shù)、基于 IP 的 SAN 的互連技術(shù)、快照技術(shù)等。這里重點介紹遠程鏡像、快照和互連技術(shù)。1. 遠程鏡像技術(shù)遠程鏡像技術(shù)是在主數(shù)據(jù)中心和備援中心之間的數(shù)據(jù)備份時用到。鏡像是在兩個或多個磁盤或磁盤子系統(tǒng)上產(chǎn)生同一個數(shù)據(jù)的鏡像視圖的信息存儲過程，一個叫主鏡像系統(tǒng)，另一個叫從鏡像系統(tǒng)。 按主從鏡像存儲系統(tǒng)所處的位置可分為本地鏡像和遠程鏡像。遠程鏡像又

5、叫遠程復(fù)制， 是容災(zāi)備份的核心技術(shù)， 同時也是保持遠程數(shù)據(jù)同步和實現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)的基礎(chǔ)。遠程鏡像按請求鏡像的主機是否需要遠程鏡像站點的確認信息，又可分為同步遠程鏡像和異步遠程鏡像。同步遠程鏡像（同步復(fù)制技術(shù)）是指通過遠程鏡像軟件，將本地數(shù)據(jù)以完全同步的方式復(fù)制到異地， 每一本地的 I/O事務(wù)均需等待遠程復(fù)制的完成確認信息，方予以釋放。 同步鏡像使遠程拷貝總能與本地機要求復(fù)制的內(nèi)容相匹配。當(dāng)主站點出現(xiàn)故障時， 用戶的應(yīng)用程序切換到備份的替代站點后，被鏡像的遠程副本可以保證業(yè)務(wù)繼續(xù)執(zhí)行而沒有數(shù)據(jù)的丟失。但它存在往返傳播造成延時較長的缺點，只限于在相對較近的距離上應(yīng)用。異步遠程鏡像 （異步復(fù)制技術(shù)） 保

6、證在更新遠程存儲視圖前完成向本地存儲系統(tǒng)的基本 I/O 操作，而由本地存儲系統(tǒng)提供給請求鏡像主機的 I/O 操作完成確認信息。遠程的數(shù)據(jù)復(fù)制是以后臺同步的方式進行的， 這使本地系統(tǒng)性能受到的影響很小， 傳輸距離長（可達 1000 公里以上），對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求小。但是，許多遠程的從屬存儲子系統(tǒng)的寫沒有得到確認，當(dāng)某種因素造成數(shù)據(jù)傳輸失敗，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性問題。為了解決這個問題，目前大多采用延遲復(fù)制的技術(shù)（本地數(shù)據(jù)復(fù)制均在后臺日志區(qū)進行） ，即在確保本地數(shù)據(jù)完好無損后進行遠程數(shù)據(jù)更新。2 快照技術(shù)遠程鏡像技術(shù)往往同快照技術(shù)結(jié)合起來實現(xiàn)遠程備份，即通過鏡像把數(shù)據(jù)備份到遠程存儲系統(tǒng)中，再用快照技術(shù)把遠

7、程存儲系統(tǒng)中的信息備份到遠程的磁帶庫、光盤庫中。快照是通過軟件對要備份的磁盤子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速掃描，建立一個要備份數(shù)據(jù)的快照邏輯單元號 LUN 和快照 cache 。在快速掃描時，把備份過程中即將要修改的數(shù)據(jù)塊同時快速拷貝到快照cache中?？煺?LUN 是一組指針，它指向快照cache和磁盤子系統(tǒng)中不變的數(shù)據(jù)塊（在備份過程中） 。在正常業(yè)務(wù)進行的同時，利用快照LUN 實現(xiàn)對原數(shù)據(jù)的一個完全的備份。它可使用戶在正常業(yè)務(wù)不受影響的情況下（主要指容災(zāi)備份系統(tǒng)），實時提取當(dāng)前在線業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。其“備份窗口 ”接近于零，可大大增加系統(tǒng)業(yè)務(wù)的連續(xù)性，為實現(xiàn)系統(tǒng)真正的 724 運轉(zhuǎn)提供了保證?？煺帐峭ㄟ^內(nèi)存作為

8、緩沖區(qū)（快照cache ），由快照軟件提供系統(tǒng)磁盤存儲的即時數(shù)據(jù)映像，它存在緩沖區(qū)調(diào)度的問題。3 互連技術(shù)早期的主數(shù)據(jù)中心和備援?dāng)?shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)備份，主要是基于 SAN 的遠程復(fù)制（鏡像），即通過光纖通道FC，把兩個 SAN 連接起來，進行遠程鏡像（復(fù)制）。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時，由備援?dāng)?shù)據(jù)中心替代主數(shù)據(jù)中心保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性。這種遠程容災(zāi)備份方式存在一些缺陷，如：實現(xiàn)成本高、設(shè)備的互操作性差、跨越的地理距離短（10公里）等，這些因素阻礙了它的進一步推廣和應(yīng)用。目前，出現(xiàn)了多種基于IP 的 SAN 的遠程數(shù)據(jù)容災(zāi)備份技術(shù)。它們是利用基于IP 的SAN 的互連協(xié)議，將主數(shù)據(jù)中心SAN 中的信息通過現(xiàn)有

9、的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)，遠程復(fù)制到備援中心 SAN 中。當(dāng)備援中心存儲的數(shù)據(jù)量過大時，可利用快照技術(shù)將其備份到磁帶庫或光盤庫中。這種基于IP 的 SAN 的遠程容災(zāi)備份，可以跨越LAN 、MAN 和 WAN ，成本低、可擴展性好，具有廣闊的發(fā)展前景。基于 IP 的互連協(xié)議包括：FCIP 、iFCP、Infiniband、iSCSI 等?！拘≈R】衡量容災(zāi)備份的兩個技術(shù)指標RPO（Recovery Point Objective）：即數(shù)據(jù)恢復(fù)點目標，主要指的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。RTO（Recovery Time Objective）：即恢復(fù)時間目標，主要指的是所能容忍的業(yè)務(wù)停止服務(wù)的最長時間，也