系統(tǒng)災(zāi)難備份

1、   第七章 系統(tǒng)災(zāi)難備份     7.1 容災(zāi)技術(shù)的意義     當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)完整環(huán)境因?yàn)?zāi)難性事件(如火災(zāi)、地震等)遭到破壞時(shí)，為了迅速恢復(fù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、環(huán)境，立即恢復(fù)應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行，保證系統(tǒng)的可用性，這就需要異地災(zāi)難備份系統(tǒng)(也稱容災(zāi)系統(tǒng))。可以說(shuō)，對(duì)于關(guān)鍵事物的處理系統(tǒng),如聯(lián)通的各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（客戶服務(wù)、計(jì)費(fèi)、IDC 等），建立最高級(jí)別的安全體系，也是提高服務(wù)質(zhì)量、在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地的重要舉措。     長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)企業(yè)而言,建立一套

2、可行的容災(zāi)系統(tǒng)相當(dāng)困難,主要是高昂的成本和技術(shù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。鑒于此,從可行性而言,必須具有良好的性能價(jià)格比。     建立異地容災(zāi)系統(tǒng)，即指建立遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心，通過(guò)配置遠(yuǎn)程容災(zāi)系統(tǒng)將本地?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本地系統(tǒng)故障時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)，確保系統(tǒng)的不中斷運(yùn)行。     建立異地容災(zāi)中心的優(yōu)勢(shì)在于： · 強(qiáng)大的一級(jí)災(zāi)難抗御能力。 · 有效防止物理設(shè)備損傷產(chǎn)生的災(zāi)難后果。 · 提供99.9999%的安全機(jī)制。 · 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)復(fù)制提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換能力。 

3、60;  隨著數(shù)據(jù)安全技術(shù)的發(fā)展，Cluster（HA）的技術(shù)越來(lái)越成熟，Cluster 的部署越來(lái)越普及，Cluster 技術(shù)確實(shí)解決了用戶系統(tǒng)的高可用性問(wèn)題，為業(yè)務(wù)的良性發(fā)展提供了穩(wěn)定的基石。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，商業(yè)環(huán)境對(duì)服務(wù)供應(yīng)商提出的要求也越來(lái)越苛刻，這必將使應(yīng)用系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)對(duì)高可用性的要求走上一個(gè)新的臺(tái)階。     一個(gè)本地Cluster 系統(tǒng)理論上可以提供99.99%以上的系統(tǒng)高可用性，但一旦發(fā)生火災(zāi)、自然災(zāi)害、人為破壞等意外事件，服務(wù)商將如何應(yīng)對(duì)呢？如果沒(méi)有必要的準(zhǔn)備和應(yīng)對(duì)手段，這樣的一次意外對(duì)服務(wù)上來(lái)說(shuō)將是災(zāi)難性的。對(duì)于I

4、T 部門(mén)來(lái)講，要提高自己的抗災(zāi)能力，其必要的技術(shù)就是建立起一個(gè)容災(zāi)系統(tǒng)。     7.2 容災(zāi)技術(shù)的分類     一個(gè)容災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以采用不同的技術(shù)，一種技術(shù)是：采用硬件進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制，存儲(chǔ)工程師稱為硬件復(fù)制技術(shù)。這種技術(shù)的提供者是一些存儲(chǔ)設(shè)備廠商。數(shù)據(jù)的復(fù)制完全通過(guò)專用線路實(shí)現(xiàn)物理存儲(chǔ)設(shè)備之間的交換。另一種技術(shù)是：采用軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)復(fù)制，并且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的全程高可用體系（遠(yuǎn)程監(jiān)控和切換）。這種技術(shù)的代表如VERITAS 等一些著名存儲(chǔ)軟件廠商。存儲(chǔ)工程師在下面的章節(jié)會(huì)對(duì)以上兩種技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的論述。 &

5、#160;   容災(zāi)系統(tǒng)的歸類在另一個(gè)方面要由其最終達(dá)到的效果來(lái)決定。從其對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)程度來(lái)分，存儲(chǔ)工程師可以將容災(zāi)系統(tǒng)分為：數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)。     所謂數(shù)據(jù)容災(zāi)，就是指建立一個(gè)異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是本地關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)時(shí)復(fù)制。在本地?cái)?shù)據(jù)及整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，系統(tǒng)至少在異地保存有一份可用的關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以是與本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)的完全實(shí)時(shí)復(fù)制，也可以比本地?cái)?shù)據(jù)略微落后，但一定是可用的。     所謂應(yīng)用容災(zāi)，是在數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)上，在異地建立一套完整的與本地生產(chǎn)系統(tǒng)相當(dāng)

6、的備份應(yīng)用系統(tǒng)（可以是互為備份）。建立這樣一個(gè)系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，不僅需要一份可用的數(shù)據(jù)復(fù)制，還要有包括網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、應(yīng)用、甚至IP 等資源，以及各資源之間的良好協(xié)調(diào)。應(yīng)用容災(zāi)應(yīng)該說(shuō)是真正意義上的容災(zāi)系統(tǒng)。     存儲(chǔ)工程師先討論一下數(shù)據(jù)容災(zāi)。     數(shù)據(jù)容災(zāi)（硬件容災(zāi)方案和軟件容災(zāi)方案均包括），又稱為異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)，按照其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方式來(lái)說(shuō)，主要可以分為同步傳輸方式和異步傳輸方式（各廠商在技術(shù)用語(yǔ)上可能有所不同。而根據(jù)容災(zāi)的距離，數(shù)據(jù)容災(zāi)又可以分成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)和近程數(shù)據(jù)容災(zāi)方式。下面，存儲(chǔ)工程師將主要按同步傳輸

7、方式和異步傳輸方式對(duì)數(shù)據(jù)容災(zāi)展開(kāi)討論，其中也會(huì)涉及到遠(yuǎn)程容災(zāi)和近程容災(zāi)的概念，并作相應(yīng)的分析。 7.2.1 同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)復(fù)制     有關(guān)同步數(shù)據(jù)容災(zāi)，在傳統(tǒng)意義上講，就是通過(guò)容災(zāi)軟件（可以含在硬件系統(tǒng)內(nèi)），將本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)某種機(jī)制復(fù)制到異地。從廣義上講，同步數(shù)據(jù)容災(zāi)是指在異地建立起一套與本地?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步的異地?cái)?shù)據(jù)。       從圖7-1可以看出，采用同步傳輸方式進(jìn)行異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)的過(guò)程包括：     1. 本地主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出第一個(gè)I/O 請(qǐng)求

8、A；     2. 主機(jī)會(huì)對(duì)本地磁盤(pán)系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求；     3. 本地磁盤(pán)系統(tǒng)完成I/O 操作，并通知本地主機(jī)“I/O 完成”；     4. 在往本地I/O 的同時(shí)，本地系統(tǒng)（主機(jī)或磁盤(pán)系統(tǒng)）會(huì)向異地系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求A；     5. 異地系統(tǒng)完全I(xiàn)/O 操作，并通知本地系統(tǒng)“I/O 完成” 6. 本地主機(jī)系統(tǒng)得到“I/O 完成”的確認(rèn)，然后，發(fā)出第二個(gè)I/O 請(qǐng)求B。 圖 7-1 同步數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)例  

9、;  不同的異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是不同的，包括：       基于主機(jī)邏輯卷層的同步數(shù)據(jù)復(fù)制方式（軟件復(fù)制方式）；       基于磁盤(pán)系統(tǒng)I/O 控制器的同步數(shù)據(jù)復(fù)制方式（硬件復(fù)制方式）；     首先，描述基于主機(jī)邏輯卷的同步數(shù)據(jù)復(fù)制方式?；谥鳈C(jī)邏輯卷的同步數(shù)據(jù)復(fù)制方式以VERITAS Volume Replicator（VVR）為代表，VVR是集成于VERITAS Volume Manager（邏輯卷管

10、理）的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制軟件，它可以運(yùn)行于同步模式和異步模式。在同步模式下，其實(shí)現(xiàn)原理如下圖： 圖7-2 基于邏輯卷的數(shù)據(jù)復(fù)制實(shí)例     當(dāng)主機(jī)發(fā)起一個(gè)I/O 請(qǐng)求A 之后,必然通過(guò)邏輯卷層，邏輯卷管理層在向本地硬盤(pán)發(fā)出I/O請(qǐng)求的同時(shí)，將同時(shí)通過(guò)TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)向異地系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：     1. 本地主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出第一個(gè)I/O 請(qǐng)求A；     2. 主機(jī)邏輯卷層會(huì)對(duì)本地磁盤(pán)系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求；     3. 本

11、地磁盤(pán)系統(tǒng)完成I/O 操作，并通知本地邏輯卷“I/O 完成”；     4. 在往本地磁盤(pán)系統(tǒng)I/O 的同時(shí)，本地主機(jī)系統(tǒng)邏輯卷會(huì)向異地系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求A；     5. 異地系統(tǒng)完成I/O 操作，并通知本地主機(jī)系統(tǒng)“I/O 完成”     6. 本地主機(jī)系統(tǒng)得到“I/O 完成”的確認(rèn)，然后，發(fā)出第二個(gè)I/O 請(qǐng)求B。     其次，考察基于磁盤(pán)系統(tǒng)的同步數(shù)據(jù)復(fù)制功能     基于磁盤(pán)系統(tǒng)的同

12、步數(shù)據(jù)復(fù)制功能實(shí)現(xiàn)異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)，如SRDF 和PPRC。這兩個(gè)軟件運(yùn)行的平臺(tái)是磁盤(pán)系統(tǒng)，部署這樣的系統(tǒng)必須要求在兩端采用相同種類的磁盤(pán)系統(tǒng)。其同步數(shù)據(jù)復(fù)制的實(shí)現(xiàn)原理如下圖：     當(dāng)主機(jī)發(fā)出一個(gè)I/O 請(qǐng)求A 之后，I/O 進(jìn)入磁盤(pán)控制器。該控制器在接到I/O 請(qǐng)求后，一方面會(huì)寫(xiě)入本地磁盤(pán)，同時(shí)利用另一個(gè)控制器（或稱通道），通過(guò)專用通道（如：ESCON）、FC光纖通道（IP over FC）或者租用線路，將數(shù)據(jù)從本地磁盤(pán)系統(tǒng)同步的復(fù)制到異地磁盤(pán)系統(tǒng)。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：     1. 本地主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出第一個(gè)I/O 請(qǐng)

13、求A；     2. 主機(jī)對(duì)本地磁盤(pán)系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求；     3. 在往本地磁盤(pán)系統(tǒng)I/O 的同時(shí)，本地磁盤(pán)系統(tǒng)會(huì)向異地磁盤(pán)系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求A；     4. 本地磁盤(pán)系統(tǒng)完成I/O 操作；     5. 異地系統(tǒng)完成I/O 操作，并通知本地磁盤(pán)系統(tǒng)“I/O 完成”     6. 本地次盤(pán)系統(tǒng)向主機(jī)確認(rèn)“I/O 完成”，然后，主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出第二個(gè)I/O 請(qǐng)求B。7.2.2 同步數(shù)據(jù)容災(zāi)的性

14、能分析     利用同步傳輸方式建立異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)，可以保證在本地系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，異地存在一份與本地?cái)?shù)據(jù)完全一致的數(shù)據(jù)備份（具有完整的一致性）。但利用同步傳輸方式建立這樣一個(gè)系統(tǒng)，必須考慮“性能”這個(gè)因素。     采用同步數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí)，從前面的描述來(lái)看，本地系統(tǒng)必須等到數(shù)據(jù)成功的寫(xiě)到異地系統(tǒng)，才能進(jìn)行下一個(gè)I/O 操作。一個(gè)I/O 通過(guò)遠(yuǎn)程鏈路寫(xiě)到異地系統(tǒng)，涉及到3 個(gè)技術(shù)參數(shù)：帶寬、距離和中間設(shè)備及協(xié)議轉(zhuǎn)換的時(shí)延。       帶寬  

15、60;  本地I/O 的帶寬是100MB/秒（SAN 網(wǎng)絡(luò)中），在I/O 流量很大的情況下，如果與遠(yuǎn)程的I/O帶寬相對(duì)“100MB/秒 = 800Mbit/秒”窄得多的話，如E1：2Mbit/秒；E3：45Mbit/秒，將會(huì)明顯拖慢生產(chǎn)系統(tǒng)的I/O，從而影響系統(tǒng)性能。        距離     光和電波在線路上傳輸?shù)乃俣仁?0 萬(wàn)公里/秒，當(dāng)距離很長(zhǎng)時(shí)，這種線路上的延時(shí)將會(huì)變得很明顯。例如：一個(gè)異地容災(zāi)系統(tǒng)的距離是1000KM，其數(shù)據(jù)庫(kù)寫(xiě)盤(pán)的數(shù)據(jù)塊大小是10KB（一次I/O

16、 的數(shù)據(jù)量），那么： 本地I/O 時(shí)（100 米距離內(nèi)）：     此數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)光纖通道帶寬本身，也就是說(shuō)，光電在100 米距離的線路上的延時(shí)對(duì)性能的影響可以忽略不計(jì)。 異地I/O 的（1000 公里）：     此數(shù)據(jù)表明，在1000 公里距離上，允許的最大I/O 量在不存在帶寬限制時(shí)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本地I/O 的能力。（注：上面分析還未考慮中間設(shè)備及協(xié)議轉(zhuǎn)換的延時(shí)）。       中間鏈路設(shè)備和協(xié)議轉(zhuǎn)換的時(shí)延    

17、60;中間鏈路設(shè)備和協(xié)議轉(zhuǎn)換的方式的不同，時(shí)延不同，對(duì)性能的影響也不同。在對(duì)性能影響的分析中，這個(gè)因數(shù)也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)。目前不同異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)所依賴的介質(zhì)和協(xié)議不同，存儲(chǔ)工程師將介質(zhì)、協(xié)議和大概時(shí)延例表如下，這里提供的數(shù)據(jù)只精確到數(shù)量級(jí)，僅供參考，實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)該向設(shè)備供應(yīng)商索取。 表 7-1 數(shù)據(jù)線路處理時(shí)延估計(jì)     下面是一個(gè)線路時(shí)延分析對(duì)照表，供參考。 表 7-2 數(shù)據(jù)傳輸距離時(shí)延     在1000 公里和100 公里距離上，采用租用線路和ATM，允許的最大I/O 能力（假定帶寬足夠，數(shù)據(jù)塊大小以10KB 為

18、例）： 表 7-3 線路系統(tǒng)考察     在10 公里距離上，采用各種傳輸協(xié)議允許的最大I/O 能力，數(shù)據(jù)塊大小以10KB 為例（假定帶寬足夠）： 表7-4 等距離條件下的時(shí)間延時(shí)   7.2.3 異步數(shù)據(jù)復(fù)制方式     從前面的分析來(lái)看，同步數(shù)據(jù)容災(zāi)一般只能在較短距離內(nèi)部署（10KM-100KM），大于這個(gè)距離，就沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值了。因?yàn)榧词乖?000KM 距離上，4.5MB 的速率即使將數(shù)據(jù)復(fù)制到異地，每個(gè)I/O 的響應(yīng)時(shí)間也會(huì)超過(guò)10ms，這種響應(yīng)速度太慢。   &#

19、160; 異步數(shù)據(jù)容災(zāi)是在“線路帶寬和距離能保證完成數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程，同時(shí)，異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制不影響生產(chǎn)系統(tǒng)的性能”這樣的要求下提出來(lái)的?？紤]異步數(shù)據(jù)容災(zāi)，應(yīng)該注意到以下幾個(gè)技術(shù)條件和事實(shí)。 · 帶寬必須能保證將本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本上完全復(fù)制到異地容災(zāi)端，還要考慮距離對(duì)傳輸能力的影響。 · 按照前面的估算：在1000 公里范圍內(nèi)，一條帶寬足夠的線路能支持的I/O 流量最大為（數(shù)據(jù)塊大小10KM ）：1.4MB×3600 秒×24 小時(shí)=120GB/天 · 異地容災(zāi)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)會(huì)比本地生產(chǎn)端數(shù)據(jù)落后一定時(shí)間,這個(gè)時(shí)間隨采用的技術(shù)，帶寬、距離、數(shù)據(jù)流特點(diǎn)的

20、不同而不同。一般而言，軟件方式的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)具有完整的數(shù)據(jù)包的排隊(duì)和斷點(diǎn)重發(fā)機(jī)制，在災(zāi)難情況下可以保證災(zāi)難時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性。 · 異步容災(zāi)基本不影響本地系統(tǒng)性能。    與同步傳輸方式相比，異步傳輸方式對(duì)帶寬和距離的要求低很多，它只要求在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)能將數(shù)據(jù)全部復(fù)制到異地即可，同時(shí)異步傳輸方式也不會(huì)明顯影響應(yīng)用系統(tǒng)的性能。其缺點(diǎn)是在本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，異地系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)可能會(huì)短暫損失（如果廣域網(wǎng)速率較低，交易未完整發(fā)送的話），但不影響一致性（類似本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)的異常關(guān)機(jī)）。     通過(guò)異步傳輸模式進(jìn)

21、行異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制的技術(shù)，包括： · 基于主機(jī)邏輯卷的數(shù)據(jù)復(fù)制方式 · 基于磁盤(pán)系統(tǒng)I/O 控制器的數(shù)據(jù)復(fù)制方式    基于主機(jī)邏輯卷（Volume）的數(shù)據(jù)復(fù)制方式     首先申明：針對(duì)這種方式，這以VERITAS VVR 為例，但并不表示所有基于主機(jī)進(jìn)行復(fù)制的其它軟件采用同樣方式，也不保證其它軟件是有應(yīng)用價(jià)值的。     VERITAS VVR （Volume Replicator）通過(guò)基于Volume 和Log 的復(fù)制技術(shù)，保證在任何時(shí)刻本地系統(tǒng)發(fā)生自然

22、災(zāi)難時(shí)，在異地的數(shù)據(jù)仍是可用的。     VERITAS VVR 在異步模式下采用了Log 技術(shù)來(lái)跟蹤未及時(shí)復(fù)制的數(shù)據(jù)塊，這個(gè)Log 是一個(gè)先到先服務(wù)的堆棧，每一筆I/O 處理都會(huì)首先被放進(jìn)這個(gè)Log，并按到達(dá)先后順序被復(fù)制到異地服務(wù)器系統(tǒng)。 下圖是其工作的結(jié)構(gòu)原理。 圖7-4 基于邏輯卷的異步數(shù)據(jù)復(fù)制     從上圖，存儲(chǔ)工程師可以看到整個(gè)I/O 和復(fù)制的過(guò)程如下： · 本地主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出第一個(gè)I/O 請(qǐng)求A 到邏輯卷； · 邏輯卷對(duì)本地磁盤(pán)系統(tǒng)發(fā)出I/O 請(qǐng)求； · 在往本地磁盤(pán)系統(tǒng)

23、I/O 的同時(shí)，邏輯卷向本地磁盤(pán)系統(tǒng)上的VVR Log 發(fā)出相同的寫(xiě)請(qǐng)求； · 本地磁盤(pán)系統(tǒng)完成I/O 操作；并通知邏輯卷“I/O 完成”； · VVR 完成針對(duì)這個(gè)I/O 的遠(yuǎn)程操作，并通知邏輯卷； · 邏輯卷向主機(jī)確認(rèn)“I/O 完成”。    服務(wù)器的另一個(gè)進(jìn)程：VVR 的進(jìn)程，負(fù)責(zé)將Log 隊(duì)列中的I/O 復(fù)制到異地服務(wù)器。這個(gè)過(guò)程和上面的I/O 過(guò)程在時(shí)間上無(wú)關(guān)。如上圖中的標(biāo)記：“I”和“II”。     I: 本地VVR 進(jìn)程從Log 隊(duì)列中取出最先到達(dá)的I/O，復(fù)制到異地服

24、務(wù)器     II: 異地服務(wù)器接收到本地服務(wù)器VVR 發(fā)出的I/O 請(qǐng)求，將相應(yīng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到異地磁盤(pán)系統(tǒng)，然后，通知本地系統(tǒng)VVR 進(jìn)程，要求下一個(gè)I/O。     這里，跟蹤未及時(shí)復(fù)制的數(shù)據(jù)塊的Log 技術(shù)是保證異地?cái)?shù)據(jù)可用的必要條件。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的I/O 是有嚴(yán)格順序的，這個(gè)順序是保證數(shù)據(jù)庫(kù)完整性的必要條件，一個(gè)完整性被破壞的數(shù)據(jù)庫(kù)一般是不可用的，比如根本無(wú)法啟動(dòng)、打開(kāi)該數(shù)據(jù)庫(kù)，且是無(wú)法修復(fù)的。本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的完整性是由數(shù)據(jù)庫(kù)本身來(lái)維護(hù)的。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)被實(shí)時(shí)復(fù)制到異地時(shí)，要保證異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的完整性，必然保證在異地磁盤(pán)I/

25、O 上的I/O 順序和本地I/O 順序完全相同，否則，異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的完整性就無(wú)法保證。     VERITAS VVR 采用的I/O 控制機(jī)制是支持先到先服務(wù)的Log 技術(shù)，因此，不管異地?cái)?shù)據(jù)比本地?cái)?shù)據(jù)落后多少時(shí)間，都能保證異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的一致性。比如：本地系統(tǒng)在12：00 時(shí)發(fā)生自然災(zāi)難，由于部分?jǐn)?shù)據(jù)未被及時(shí)復(fù)制到異地，如有10 分鐘的數(shù)據(jù)未完成復(fù)制，那么在異地系統(tǒng)上存在11：50 分鐘以前的所有數(shù)據(jù)，且這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)是可用的。     目前的基于磁盤(pán)系統(tǒng)的異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)采用Bitmap 技術(shù)和Timestamp 技

26、術(shù)，這兩種技術(shù)都不能保證本地向異地復(fù)制數(shù)據(jù)的順序嚴(yán)格和本地I/O 的順序相同，所以，這兩種方式都不能保證異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的完整性。     Bitmap（位圖）技術(shù)記錄未被及時(shí)復(fù)制的數(shù)據(jù)塊的方法是：對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)塊（如32KB）用一個(gè)Bit 來(lái)對(duì)應(yīng)，某一個(gè)Bit 被置為“1”時(shí)，表示其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊已被修改過(guò)，正在等待處理（這里是等待被復(fù)制）。由此可以看出，當(dāng)有一塊以上的數(shù)據(jù)塊未被及時(shí)復(fù)制時(shí)，系統(tǒng)并無(wú)法確認(rèn)哪一塊數(shù)據(jù)塊應(yīng)該先復(fù)制到異地，所以，系統(tǒng)將任選一塊，即不按到達(dá)的時(shí)間先后進(jìn)行復(fù)制。     可以看出，這種方式不能根本保

27、證異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的完整性、一致性。     Timestamp 方式是對(duì)每個(gè)未及時(shí)傳送的數(shù)據(jù)塊蓋上一個(gè)時(shí)間戳。從表面上看，由于時(shí)間戳的關(guān)系，好像能確定一個(gè)數(shù)據(jù)塊被修改的時(shí)間順序了。其實(shí)不然：當(dāng)一個(gè)未被及時(shí)復(fù)制的數(shù)據(jù)塊被第2 次修改，并蓋上新的時(shí)間戳?xí)r，數(shù)據(jù)復(fù)制的順序就被破壞了。例如：     現(xiàn)在有10 塊數(shù)據(jù)塊未被復(fù)制，編號(hào)“1、2、3、4、5、6、7、8、9、10”；這時(shí)，第3 塊數(shù)據(jù)被再次修改，并被蓋上一個(gè)新的時(shí)間戳“11”；這時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按這樣的次序進(jìn)行復(fù)制：“1、2、（沒(méi)有3）、4、5、6、7、8、9、10

28、、11”。存儲(chǔ)工程師可以看到，在復(fù)制進(jìn)行到“410”之間時(shí)，異地?cái)?shù)據(jù)的完整性被破壞。     事實(shí)上，在一個(gè)運(yùn)行繁忙的系統(tǒng)中，出現(xiàn)這種情況機(jī)率極高，甚至每時(shí)每刻都處在這種狀態(tài)之下。所以，本著嚴(yán)格的，對(duì)系統(tǒng)可用性負(fù)責(zé)任的態(tài)度，可以認(rèn)為“Timestamp”的技術(shù)雖然比Bitmap 技術(shù)有一定優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際上也無(wú)法保證異地?cái)?shù)據(jù)的完整性和可用性。     Bitmap 和Timestamp 方式的技術(shù)弱點(diǎn)：沒(méi)有l(wèi)og；     作為磁盤(pán)系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)復(fù)制功能，傳統(tǒng)的磁盤(pán)管理模式?jīng)]有考

29、慮在磁盤(pán)系統(tǒng)內(nèi)部開(kāi)辟出一個(gè)磁盤(pán)塊給磁盤(pán)系統(tǒng)控制器本身使用，所以，磁盤(pán)系統(tǒng)無(wú)法采用log 模式進(jìn)行異步數(shù)據(jù)復(fù)制。     磁盤(pán)系統(tǒng)保留異步傳輸模式的目的：復(fù)制，但不是容災(zāi)復(fù)制；     數(shù)據(jù)復(fù)制的目的不僅僅是容災(zāi)。數(shù)據(jù)容災(zāi)要求兩地時(shí)時(shí)保持連接，數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程在任一時(shí)間都在進(jìn)行（除非有線路或設(shè)備故障）。而非容災(zāi)性復(fù)制只要求在某一個(gè)時(shí)間段里將數(shù)據(jù)復(fù)制到異地，復(fù)制告一段落后（在某一時(shí)刻完全同步），復(fù)制工作會(huì)暫停。這種復(fù)制可能是為一個(gè)特殊目的只做一次，如在線業(yè)務(wù)遷移；也可能每天或每月追加一次。這樣，在異地就會(huì)存在一份最大損失數(shù)

30、據(jù)量為1 天或1 個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制品，其對(duì)數(shù)據(jù)的保障能力，如同磁盤(pán)備份。這種方式復(fù)制數(shù)據(jù)的目的包括：1）在異地保存一份備份數(shù)據(jù)（如同磁帶備份異地保存）。2）在線業(yè)務(wù)遷移，當(dāng)信息中心或其中的一個(gè)服務(wù)要遷移到另一個(gè)地方，又希望少停機(jī)（實(shí)際上也可用磁帶備份和恢復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)）。3）利用與磁盤(pán)快照技術(shù)結(jié)合，為異地開(kāi)發(fā)中心提供一個(gè)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)盡量相同的測(cè)試數(shù)據(jù)源。當(dāng)然，也可用于其它可能的目的。     綜上所述，可以看出，雖然基于磁盤(pán)系統(tǒng)的異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制功能有異步傳輸模式，但實(shí)際上并不支持異步數(shù)據(jù)容災(zāi)，只有像VERITAS Volume Replicator 這樣基于先進(jìn)

31、先出的Log 技術(shù)的解決方案才真正支持異步數(shù)據(jù)容災(zāi)7.3.1 災(zāi)難備份需求的衡量指標(biāo)  對(duì)于大多數(shù)企業(yè)而言，提到災(zāi)難備份，最直接的反映就是增加預(yù)算，購(gòu)買(mǎi)更多的主機(jī)，存儲(chǔ)設(shè)備以及相應(yīng)軟件。雖然這是實(shí)施災(zāi)難備份項(xiàng)目的一個(gè)必要步驟，但是，從“災(zāi)備方案應(yīng)是風(fēng)險(xiǎn)和成本相應(yīng)平衡”的出發(fā)點(diǎn)來(lái)綜合考慮，實(shí)施災(zāi)難備份項(xiàng)目的第一步應(yīng)該從“分析評(píng)估以確定災(zāi)難災(zāi)難備份需求目標(biāo)”開(kāi)始。  􀁺 RTO (Recovery Time Objective)  RTO，Recovery Time Objective，是指災(zāi)難發(fā)生后，從I/T 系統(tǒng)當(dāng)機(jī)

32、導(dǎo)致業(yè)務(wù)停頓之刻開(kāi)始，到IT 系統(tǒng)恢復(fù)至可以支持各部門(mén)運(yùn)作，業(yè)務(wù)恢復(fù)運(yùn)營(yíng)之時(shí)，此兩點(diǎn)之間的時(shí)間段稱為RTO。  一般而言，RTO 時(shí)間越短，即意味要求在更短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)至可使用狀態(tài)。雖然從管理的角度而言，RTO 時(shí)間越短越好，但是，這同時(shí)也意味著更多成本的投入，即可能需要購(gòu)買(mǎi)更快的存儲(chǔ)設(shè)備或高可用性軟件。  對(duì)于不同行業(yè)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，其RTO 目標(biāo)一般是不相同的。即使是在同一行業(yè)，各企業(yè)因業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)模的不同，其RTO 目標(biāo)也會(huì)不盡相同。  RTO 目標(biāo)的確定可以用下圖來(lái)說(shuō)明：  7-5 投入/收益示意圖 &

33、#160;  如上所說(shuō)，RTO 目標(biāo)越短，成本投入也越大。另一方面，各企業(yè)都有其在該發(fā)展階段的單位時(shí)間贏利指數(shù)，該指數(shù)是通過(guò)業(yè)務(wù)沖擊分析（BIA-Business Impact Analysis）咨詢服務(wù)，以交談、問(wèn)答和咨詢的方式得到確定的。在確定了企業(yè)的單位時(shí)間贏利指數(shù)后，就可以計(jì)算出業(yè)務(wù)停頓隨時(shí)間而造成的損失大小。如上圖，結(jié)合這兩條曲線關(guān)系，存儲(chǔ)工程師將可以找到對(duì)該企業(yè)而言比較適合的RTO 目標(biāo)，即在該目標(biāo)定義下，用于災(zāi)難備份的投入應(yīng)不大與對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)損失。  􀁺 RPO (Recovery Point Objective) 

34、; RPO，Recovery Point Objective，是指從系統(tǒng)和應(yīng)用數(shù)據(jù)而言，要實(shí)現(xiàn)能夠恢復(fù)至可以支持各部門(mén)業(yè)務(wù)運(yùn)作，系統(tǒng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)恢復(fù)到怎樣的更新程度。這種更新程度可以是上一周的備份數(shù)據(jù)，也可以是上一次交易的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。  與RTO 目標(biāo)不同，RPO 目標(biāo)的確定不是依賴于企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)模，而是決定于企業(yè)業(yè)務(wù)的性質(zhì)和業(yè)務(wù)操作依賴于數(shù)據(jù)的程度。因此，RPO 目標(biāo)對(duì)相同行業(yè)的企業(yè)而言會(huì)有些接近，而對(duì)于不同行業(yè)的企業(yè)來(lái)說(shuō)仍可能會(huì)有較大差距。  RPO 目標(biāo)仍是以咨詢的方式，通過(guò)與各業(yè)務(wù)部門(mén)主管的交流，了解業(yè)務(wù)流程和IT 應(yīng)用的關(guān)系，以及通過(guò)回答

35、問(wèn)卷的方式，確定能夠支持該企業(yè)核心業(yè)務(wù)的RPO 目標(biāo)。7.3.2 重要系統(tǒng)災(zāi)難備份主要的實(shí)現(xiàn)方法 在目前的技術(shù)條件下，重要系統(tǒng)災(zāi)難備份主要的實(shí)現(xiàn)方法主要有一下幾種： 1. 基于應(yīng)用本身的容災(zāi)-應(yīng)用直接指向2 個(gè)同時(shí)運(yùn)作的數(shù)據(jù)中心，在任意一個(gè)中心活動(dòng)情況下繼續(xù)工作 2. 基于文件/數(shù)據(jù)庫(kù)日志-通過(guò)復(fù)制數(shù)據(jù)庫(kù)日志和數(shù)據(jù)文件方式，從生產(chǎn)中心向容災(zāi)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)容災(zāi) 3. 基于復(fù)制磁盤(pán)容災(zāi)-通過(guò)復(fù)制磁盤(pán)IO 的方式，從生產(chǎn)中心向容災(zāi)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)容災(zāi)，根據(jù)復(fù)制設(shè)備的不同，有可以分為： o 基于主機(jī) o 基于磁盤(pán)陣列 o 基于智能SAN 虛擬存儲(chǔ)設(shè)備    下面對(duì)各種

36、方式進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單比較： 表7-5 容災(zāi)方式比較     7.3.3 災(zāi)難備份方式比較的分析     各種容災(zāi)方式下，只有基于應(yīng)用本身的方式可以做到RTO為0；其它方式一般需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換、存儲(chǔ)切換和數(shù)據(jù)庫(kù)重啟等工作，RTO一般從幾十分鐘到數(shù)小時(shí)不等。各種容災(zāi)方式下，一般都要求主機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)同步，雖然存在理論上的異構(gòu)可能，但是在具體實(shí)施時(shí)會(huì)給開(kāi)發(fā)/測(cè)試帶來(lái)巨大的難度，并大大降低容災(zāi)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，一般不會(huì)采用基于應(yīng)用本身的方式雖然可以做到RTO為0，但是對(duì)應(yīng)用要求極高，并且需要極其復(fù)雜的機(jī)制處理雙中心的數(shù)據(jù)同步問(wèn)題；目

37、前浙江系統(tǒng)眾多，應(yīng)用復(fù)雜，如果采用這種方案，需要對(duì)所有應(yīng)用進(jìn)行更改，實(shí)施難度極大，顧不予推薦?；诨谖募?數(shù)據(jù)庫(kù)日志的方式，只能以文件方式傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)丟失單位至少一個(gè)文件，無(wú)法做到RTO=0，在不允許丟失數(shù)據(jù)的關(guān)鍵應(yīng)用上也不適合，顧不予推薦。     基于復(fù)制磁盤(pán)容災(zāi)主要有同步和異步2種方式，異步方式無(wú)法做到RTO=0，在不允許丟失數(shù)據(jù)的關(guān)鍵應(yīng)用上也不適合，顧不予推薦；同步方式的情況下，以復(fù)制主題不同進(jìn)行分類。     基于主機(jī)復(fù)制磁盤(pán)數(shù)據(jù)：磁盤(pán)陣列可以異構(gòu)是最大的優(yōu)點(diǎn)；但是，這種方式容災(zāi)時(shí)對(duì)主機(jī)性能有一定影響

38、，針對(duì)不同的主機(jī)需要采用不同的實(shí)現(xiàn)方式，目前浙江系統(tǒng)眾多，應(yīng)用復(fù)雜，如果采用這種方案，需要對(duì)所有主機(jī)進(jìn)行論證和實(shí)施，實(shí)施難度較大，顧不予推薦基于磁盤(pán)陣列復(fù)制磁盤(pán)數(shù)據(jù)：實(shí)施簡(jiǎn)單是最大的優(yōu)點(diǎn)，不影響主機(jī)，只鏡像數(shù)據(jù)，是目前較主流的一種容災(zāi)方案；但是，這種方式容災(zāi)時(shí)，需要磁盤(pán)陣列高度同構(gòu)，不但要求磁盤(pán)陣列是一個(gè)廠商的，還必須是同一廠商同一系列的陣列，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)制，所以，這種方案多用于已經(jīng)進(jìn)行存儲(chǔ)整合的大型系統(tǒng)；目前浙江的現(xiàn)實(shí)情況是系統(tǒng)非常多，不同系統(tǒng)采用不同磁盤(pán)陣列，很多目前的系統(tǒng)還不支持磁盤(pán)陣列的遠(yuǎn)程鏡像功能；如果實(shí)施這種方案，首先需要升級(jí)/替換很多磁盤(pán)陣列，然后為每一種陣列在容災(zāi)中心配置

39、相應(yīng)的同構(gòu)磁盤(pán)陣列，投資巨大，每一種不同的陣列采用不同的軟件，維護(hù)不便，而且，中心的各個(gè)存儲(chǔ)各自工作，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)池能夠靈活調(diào)配資源，資源使用也狠浪費(fèi)     基于智能SAN虛擬存儲(chǔ)設(shè)備復(fù)制磁盤(pán)數(shù)據(jù)：這種方式擁有所有基于磁盤(pán)陣列復(fù)制磁盤(pán)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)這種方式可以解決許多基于磁盤(pán)陣列無(wú)法解決的問(wèn)題： · 磁盤(pán)陣列可以完全異構(gòu)，不同廠商不同系列的陣列可以混合使用，大大節(jié)約客戶方案復(fù)雜程度和實(shí)施難度 · 智能SAN 虛擬存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程容災(zāi)不在乎客戶現(xiàn)有的SAN 陣列是否支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)，大大保護(hù)客戶投資 · 智能SAN 虛擬存儲(chǔ)設(shè)備可以將中心的多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備（如果有多個(gè)的話）作為一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)池進(jìn)行管理，存儲(chǔ)效率大大提高 · 智能SAN 虛擬存儲(chǔ)設(shè)備針對(duì)不同的主機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備采用統(tǒng)一的軟件實(shí)施遠(yuǎn)程容災(zāi)，管理維護(hù)大大簡(jiǎn)化     所以，在目前情況下，基于智能SAN虛擬存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行磁盤(pán)復(fù)制的方式是最適合目前項(xiàng)目需要的，也是存儲(chǔ)工程師