服務(wù)器備份方案

1、服務(wù)器備份方案1. 概述服務(wù)器備份是指針對于服務(wù)器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行相應(yīng)的存儲備份過程，從而 保障數(shù)據(jù)的安全運行，從狹義上來看信息的價值在于其潛在用途，并會隨著時間的推 移而改變。數(shù)據(jù)管理和保護可攫取信息的最大價值，并規(guī)避因未按照監(jiān)管法規(guī)保留信 息而導(dǎo)致的風(fēng)險。企業(yè)應(yīng)對當(dāng)前和將來的信息使用方式進行評估，實施滿足其全部需 求的流程和技術(shù)。2. 服務(wù)器備份系統(tǒng)架構(gòu)目前最常見的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按其架構(gòu)不同可以分為五種：基于網(wǎng)絡(luò)附加存儲(DAS-Base )結(jié)構(gòu)，基于局域網(wǎng)(LAN-Base )結(jié)構(gòu)，基于 SAN 結(jié)構(gòu)的 LAN-Free和 Server-Free結(jié)構(gòu)，以及雙機熱備份。下面對這幾

2、種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作具體介紹：2.1 DAS-Base 結(jié)構(gòu)這種備份大多是采用服務(wù)器上自帶的磁帶機或備份硬盤(目前大都采用備份硬盤)，而備份操作往往也是通過手工操作的方式進行的，此種備份方式被稱為RAID。如下圖所示，紅色虛線表示數(shù)據(jù)流。SPP1玄戶機工作原理原理是利用數(shù)組方式來作磁盤組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計，提升數(shù)據(jù)的安全性。磁 盤陣列是由很多便宜、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤，組合成一個大型的磁盤組， 利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個磁盤系統(tǒng)效能。同時利用這項技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個硬盤上。磁盤陣列還能利用同位檢查(Parity Check)的觀念，

3、在數(shù)組中任一顆硬盤故障時，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時，將數(shù)據(jù)經(jīng)計算后重新置入新硬盤中。陣列樣式外接式磁盤陣列柜：外接式磁盤陣列柜最常被使用大型服務(wù)器上，具可熱抽換(Hot Swap )的特性，不過這類產(chǎn)品的價格都很貴。內(nèi)接式磁盤陣列卡：內(nèi)接式磁盤陣列卡，因為價格便宜， 但需要較高的安裝技術(shù)，適合技術(shù)人員使用操作。軟件仿真：利用軟件仿真的方式，由于會拖累機器的速度，不適合大數(shù)據(jù)流量的 服務(wù)器。2.1.3 優(yōu)缺點優(yōu)點RAID以及磁帶備份也是非常需要的。對于RAID而言，可以以很低的成本大大提高系統(tǒng)的可靠性，而且其復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙機。因為畢竟硬盤是系統(tǒng)中機械操作 最頻繁、易損率最高的部件，如果采用

4、RAID ，就可以使出現(xiàn)故障的系統(tǒng)很容易修復(fù)， 也減少服務(wù)器停機進行切換的次數(shù)。缺點I.ii.可管理的存儲設(shè)備少，不利于備份系統(tǒng)的共享，不大適合于現(xiàn)在大型的數(shù)據(jù)備份要 求，而且不能提供實時的備份需求。RAID技術(shù)只能解決硬盤的問題，備份只能解決系統(tǒng)出現(xiàn)問題后的恢復(fù)。而 一旦服務(wù)器本身出現(xiàn)問題，不論是設(shè)備的硬件問題還是軟件系統(tǒng)的問題，都 會造成服務(wù)的中斷。因此，RAID 及數(shù)據(jù)備份技術(shù)不能解決避免服務(wù)中斷的問題。2.2 LAN-Base 結(jié)構(gòu)這是小型辦公環(huán)境最常使用的備份結(jié)構(gòu)。如下圖所示應(yīng)擁槽I丹品廄屈丹甜2.2.1 工作原理在該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸是以局域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，首先預(yù)先配置一臺服務(wù)器作 為

5、備份管理服務(wù)器，它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的備份操作。磁帶庫則接在某臺服務(wù)器上， 當(dāng)需要備份數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)備份時備份對象把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱艓熘袑崿F(xiàn)備 份的。2.2.2 局域網(wǎng)接入方式備份服務(wù)器可以直接接入主局域網(wǎng)內(nèi)或放在專用的備份局域網(wǎng)內(nèi)。我們推薦 使用后者方案。因為采用前者方案的話，當(dāng)備份數(shù)據(jù)量很大的時候，備份數(shù)據(jù)會占用很大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，主局域網(wǎng)的性能會下降很厲害，而后者就可以使得備份進程與普通 工作進程相互的干擾減少，保證主局域網(wǎng)的正常工作性能。223 優(yōu)缺點優(yōu)點投資經(jīng)濟、磁帶庫共享、集中備份管理。缺點當(dāng)備份數(shù)據(jù)量大或備份頻率高時，局域網(wǎng)的性能下降快，不適合重載荷的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境。2.3 LAN-Fre

6、e 備份結(jié)構(gòu)為徹底解決傳統(tǒng)備份方式需要占用LAN帶寬問題，基于SAN的備份是一種很好的技術(shù)方案。LAN-Free和Server-Free的備份系統(tǒng)是建立在SAN （存儲區(qū)域網(wǎng)）的基礎(chǔ)上的兩種具有代表性的解決方案。它們采用一種全新的體系結(jié)構(gòu)，將磁帶庫和磁盤陣列各自作為 獨立的光纖結(jié)點，多臺主機共享磁帶庫備份時，數(shù)據(jù)流不再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)而直接從磁盤陣列傳到 磁帶庫內(nèi)，是一種無需占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的解決方案。2.3.1 工作原理數(shù)據(jù)無需通過局域網(wǎng)而直接進行備份，即用戶只需將磁帶機或磁帶庫等備份設(shè)備連 接到SAN中，各服務(wù)器就可把需要備份的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到共享的備份設(shè)備上，不必再經(jīng)過 局域網(wǎng)鏈路。由于服務(wù)器到共享存

7、儲設(shè)備的大量數(shù)據(jù)傳輸是通過SAN網(wǎng)絡(luò)進行的，局域網(wǎng)只承擔(dān)各服務(wù)器之間的通信任務(wù)，而無需承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。實現(xiàn)了控制流和數(shù)據(jù)流分離的目的。2.3.2 實現(xiàn)方式LAN-free網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有多種實施方式。通常，用戶都需要為每臺服務(wù)器配備光纖通道適配器，適配器負(fù)責(zé)把這些服務(wù)器連接到與一臺或多臺磁帶機（或磁帶庫）相連的SAN上。同時，還需要為服務(wù)器配備特定的管理軟件，通過它，系統(tǒng)能夠把塊格式的數(shù) 據(jù)從服務(wù)器內(nèi)存、經(jīng) SAN傳輸?shù)酱艓C或磁帶庫中。還有一種常用的LAN-free實施辦法，在這種結(jié)構(gòu)中，主備份服務(wù)器上的管理軟件可以啟動其他服務(wù)器的數(shù)據(jù)備份操作。塊格式的數(shù)據(jù)從磁盤陣列通過 SAN傳

8、輸?shù)脚R時存儲數(shù)據(jù)的備份服務(wù)器的內(nèi)存中，之后再經(jīng)SAN傳輸?shù)酱艓C或磁帶庫中。2.3.3 優(yōu)缺點優(yōu)點高性能的數(shù)據(jù)備份：在SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中光纖技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)的傳輸速率大大地得到提升，在全雙工的傳輸方式下可達到200M/Sec的傳輸速率，從而使得系統(tǒng)的備份性能得到質(zhì)的飛躍。ii. 靈活的可擴展性：在SAN存儲網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)擁有很好的可擴展性，整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計上采用了模塊化和可熱更換性，使得系統(tǒng)能滿足無限的存儲 備份需求。iii. 數(shù)據(jù)備份的集中化管理：由于采用了 SAN存儲架構(gòu)，使得數(shù)據(jù)從原有的數(shù)據(jù)島轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)集中化，從而實現(xiàn)了集中化的數(shù)據(jù)備份。iv. 解放第一網(wǎng)絡(luò)：在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)備份中，特別是越來

9、越多數(shù)據(jù)需要備份的今天，大量數(shù)據(jù)備份需要占據(jù)大量的以太網(wǎng)帶寬，使得本身越來越緊張的網(wǎng)絡(luò)帶寬不堪重任。而LAN-Free備份解決了我們的燃眉之急。v. 降低成本：存儲設(shè)備的正真共享大大減少了存儲設(shè)備的投資，降低成本。缺點i. 它仍然讓服務(wù)器參與了將備份數(shù)據(jù)從一個存儲設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個存儲設(shè)備的過程，在一定程度上占用了服務(wù)器寶貴的CPU處理時間和服務(wù)器內(nèi)存。ii. LAN-free技術(shù)的恢復(fù)能力很一般，它非常依賴用戶的應(yīng)用。2.4 Server-Free 結(jié)構(gòu)它是LAN-free的一種延伸，可使數(shù)據(jù)能夠在SAN結(jié)構(gòu)中的兩個存儲設(shè)備之間直接傳輸， 通常是在磁盤陣列和磁帶庫之間。如下圖所示。2.4.1

10、工作方式通常情況下，備份數(shù)據(jù)通過名為數(shù)據(jù)移動器的設(shè)備從磁盤陣列傳輸?shù)酱艓焐稀Ｔ撛O(shè)備可能是光纖通道交換機、存儲路由器、智能磁帶或磁盤設(shè)備或者是服務(wù)器。數(shù)據(jù)移動器執(zhí)行的命令其實是把數(shù)據(jù)從一個存儲設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€設(shè)備。實施這個過程的一種方法是借助于 SCSI-3的擴展拷貝命令，它使服務(wù)器能夠發(fā)送命令給存儲 設(shè)備，指示后者把數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)搅硪粋€設(shè)備，不必通過服務(wù)器內(nèi)存。數(shù)據(jù)移動器收到擴展拷貝命令后，執(zhí)行相應(yīng)功能。利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理協(xié)議（NDMP）。這種協(xié)議實際上為服務(wù)器、備份和恢復(fù)應(yīng)用及備 份設(shè)備等部件之間的通信充當(dāng)一種接口。在實施過程中，NDMP把命令從服務(wù)器傳輸?shù)絺浞輵?yīng)用中，而與 NDMP兼容的備

11、份軟件會開始實際的數(shù)據(jù)傳輸工作，且 數(shù)據(jù)的傳輸并不通過服務(wù)器內(nèi)存。NDMP的目的在于方便異構(gòu)環(huán)境下的備份和恢復(fù)過程，并增強不同廠商的備份和恢復(fù)管理軟件以及存儲硬件之間的兼容性。2.4.2 優(yōu)缺點優(yōu)點無服務(wù)器備份技術(shù)具有縮短備份及恢復(fù)所用時間的優(yōu)點。因為備份過程在專用高速存儲網(wǎng)絡(luò)上進行，而且決定吞吐量的是存儲設(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。缺點雖然服務(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)器備份可能會導(dǎo)致上面提到的同樣類型的兼容性問題。而

12、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。2.5雙機熱備份雙機熱備特指基于高可用系統(tǒng)中的兩臺服務(wù)器的熱備（或高可用），因兩機高可用在國 內(nèi)使用較多，故得名雙機熱備，雙機高可用按工作中的切換方式分為：主-備方式（Active-Standby方式）和雙主機方式（Active-Active方式），主-備方式即指的是一臺服務(wù) 器處于某種業(yè)務(wù)的激活狀態(tài)（即Active狀態(tài)），另一臺服務(wù)器處于該業(yè)務(wù)的備用狀態(tài)（即Standby狀態(tài)）。而雙主機方式即指兩種不同業(yè)務(wù)分別在兩臺服務(wù)器上互為主備狀態(tài)（即Active-Standby和Standby-Act

13、ive狀態(tài)）。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下主機MB3000工啊工越工作原理心跳過程通過IP做心跳檢測時，主備機會通過此心跳路徑，周期性的發(fā)出相互檢測的測 試包，如果此時主機出現(xiàn)故障，備機在連續(xù)丟失設(shè)定數(shù)目的檢測包后，會認(rèn)為主機 出現(xiàn)故障，這時備會自動檢測設(shè)置中是否有第二種心跳，如果沒有第二種心跳的話,備機則根據(jù)已設(shè)定的規(guī)則，啟動備機的相關(guān)服務(wù)，完成雙機熱備的切換。IP工作過程IP地址才用虛擬IP地址的方法來實現(xiàn)，主要原理如圖19Z 115匯 CL 55虛擬P地址主機正常的情況下虛擬IP地址指向主機的實IP地址，用戶通過虛擬 IP地址訪問主機，這時，HA軟件將虛擬IP地址解析到主機實IP地址。當(dāng)主機做相關(guān)的切

14、換時192 ies. 0. 55慮擬卩竝址*1備IP地址竹2. 163. 0. 44主機實IP地址虛擬IP地址通過HA軟件自動將虛擬IP地址解析到備機的實 IP地址上，這時， 虛擬IP地址指向備機的實IP地址。但對用戶來說，用戶訪問的仍然是虛擬IP地址。所以用戶只會在切換的過程中發(fā)現(xiàn)有短暫的通信中斷，經(jīng)過一個短暫的時間，就可以恢復(fù)通信。應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)故障切換過程可以檢測到主機的應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)故障并及時將服務(wù)切到備用服務(wù)器工作站工作站雙機熱備軟件推薦PlusWell、Lander Cluster、EterneCluster、ServHA Cluster2.5.2 雙機熱備方式共享存儲（磁盤陣列）的方式

15、，如下圖所示。共享存儲方式主要通過磁盤陣列提供切換后，對數(shù)據(jù)完整性和連續(xù)性的保障。用戶數(shù)據(jù)一般會放在磁盤陣列上，當(dāng)主機宕機后，備機繼續(xù)從磁盤陣列上取得 原有數(shù)據(jù)。這種方式因為使用一臺存儲設(shè)備，往往被業(yè)內(nèi)人士稱為磁盤單點故 障。但一般來講存儲的安全性較高。所以如果忽略存儲設(shè)備故障的情況下，這 種方式也是業(yè)內(nèi)采用最多的熱備方式。優(yōu)點：對于共享方式，數(shù)據(jù)庫放在共享的存儲設(shè)備上。當(dāng)一臺服務(wù)器提供服務(wù)時，直接在存儲設(shè)備上進行讀寫。而當(dāng)系統(tǒng)切換后，另一臺服務(wù)器也同樣讀取該存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)。 它可以在無人值守的情況下提供快速的切換，保證不會有數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。缺點：存在存儲單點故障；增加了昂貴的存儲設(shè)備投資，對

16、于有實力的企業(yè)，可優(yōu)先考慮該方式。全冗余（雙機雙存儲）方式，如下圖所示?；趩闻_存儲的傳統(tǒng)雙機熱備方式，確實存在存儲單點故障的情況，為實現(xiàn) 存儲冗余，存儲高可用也已經(jīng)越來越多的被用戶接受。我們從理解上可以看出， 雙機熱備最早是為解決服務(wù)器的計劃性停機與非計劃性宕機的解決方案，但是 我們無法實現(xiàn)存儲的計劃性停機與非計劃性宕機帶來的服務(wù)器停機，而存儲作 為雙機熱備中唯一存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備，它一旦發(fā)生故障往往會造成雙機熱備系統(tǒng) 全面崩潰。這種方式的特點在于：i. 存儲之間的數(shù)據(jù)復(fù)制不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)，而是由存儲之間進行復(fù)制。ii. 兩個存儲之間的復(fù)制是完全實時的，不存在任何時間延時。iii. 主備存儲之間的切換

17、時間小于500ms，以確保系統(tǒng)存儲時不產(chǎn)生延時。iv. 硬盤盤符及分區(qū)不因為主備存儲之間的切換而改變。v. 服務(wù)器的切換，不影響存儲之間的初始化，增量同步及數(shù)據(jù)復(fù)制。vi. 某一存儲設(shè)備的計劃性停機，不影響整個服務(wù)器雙機熱備系統(tǒng)的工作。vii. 存儲設(shè)備之間使用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)，完成增量同步工作。viii. 真正的7X24小時或切換的全冗余方案。數(shù)據(jù)復(fù)制的方式，如下圖所示。這種方式主要利用數(shù)據(jù)的同步方式，保證主備服務(wù)器的數(shù)據(jù)一致性。基于數(shù)據(jù)復(fù)制的方式有多種方法，其性能和安全也不盡相同，其主要方法有以下幾種：i. 單純的文件方式的拷貝不適用于數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用，因為打開的文件是不能被復(fù)制的，如果要復(fù)制

18、必須將數(shù)據(jù)庫關(guān)閉，這顯然是不可以的。以文件方式的復(fù)制主要適用于WEB頁的更新，F(xiàn)TP上傳應(yīng)用，對主備機數(shù)據(jù)完整性，連續(xù)性要求不高的情況下使用。ii. 利用數(shù)據(jù)庫所帶有復(fù)制功能，比如SQLServer2000或2005所帶的定閱復(fù)制，這種方式用戶要根據(jù)自己的應(yīng)用小心使用。iii. 硬盤數(shù)據(jù)攔截，目前國際國內(nèi)，比較成熟的雙機熱備軟件通常會使用硬盤數(shù)據(jù)攔截的技術(shù)，通常稱為鏡像軟件即Mirror軟件，這種技術(shù)當(dāng)前已非常成熟，攔截的方式也不盡相同。2.5.3 雙機熱備中的概念說明Active-ActiveActive-Active 方式指的是業(yè)務(wù)方式而不是服務(wù)器狀態(tài)，如果是同一種應(yīng)用是不能完成 Acti

19、ve-Active方式的。例如熱備的兩臺服務(wù)器都是sqlserver數(shù)據(jù)庫，那也是指的不同的數(shù)據(jù)庫實例。相同的數(shù)據(jù)庫實例是不可能在熱備這一 級實現(xiàn) Active-Active 方式。簡單的講 Active-Active 方式就是兩個 Active-Sta ndby 方式分別運行于兩臺服務(wù)器上的。故障檢測故障檢測是雙機熱備的任務(wù)，不同的雙機檢測點的多少決定了雙機熱備軟件在功能和性能上的優(yōu)劣，并不是所有的軟件都具有相同的檢測功能，以 PlusWell雙機熱備軟件為例，其提供的是一種全系統(tǒng)檢測能力，即檢測分為 系統(tǒng)級、應(yīng)用級、網(wǎng)絡(luò)級三個方面。系統(tǒng)級檢測主要通過雙機熱備軟件之間 的心跳提供系統(tǒng)的檢測功

20、能，應(yīng)用級提供用戶應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫等的檢測功 能，網(wǎng)絡(luò)級的檢測提供對網(wǎng)卡的檢測及可選的對網(wǎng)絡(luò)路徑的檢測功能，因此 稱為全故障檢測能力。服務(wù)器資源雙機熱備的資源指某種業(yè)務(wù)運行過程中所依賴的最小的關(guān)聯(lián)服務(wù)，不同的雙機軟件所提供的資源多少也不相同，當(dāng)然提供的可切換資源越多，軟件應(yīng) 用的范圍也越廣，在雙機熱備中提到的服務(wù)器資源主要包括，可切換的網(wǎng)絡(luò) IP資源、計算機名、磁盤卷資源、服務(wù)器進程等。雙機熱備切換雙機熱備的切換一般分為手動切換和故障切換，即計劃性切換（即人為切 換）和非計劃性切換（即故障切換）。需要大家注意的是并不是所有資源都具 有可切換性，以 PlusWell熱備份軟件為例他提供了：（1）本地資源監(jiān)控，即不可切換的資源，（2 ）普通資源，即可以在主備機切換的資源。（3）快速資源，指的是快速切換的資源，一般情況下的雙機切換時間為1-5分鐘，而快速切換的時間為 3-5秒種。用戶應(yīng)根據(jù)自己的需求及業(yè)務(wù)特點來選擇相關(guān)的切換服務(wù)，從價格成本上來 說，切換的時間越