容災(zāi)系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)方案及數(shù)據(jù)備份關(guān)鍵技術(shù)

伴隨社會(huì)信息化步伐不停加緊，大家對(duì)信息系統(tǒng)容災(zāi)備份能JJ提出更高要求。容災(zāi)技術(shù)岡此也日新月異。研究容災(zāi)技術(shù)，建立容災(zāi)系統(tǒng)體系架構(gòu)，提升容災(zāi)系統(tǒng)性能，全部是關(guān)鍵研究方向。近幾年，大量數(shù)據(jù)災(zāi)難如911事件，黑客服務(wù)器攻擊等，使得數(shù)據(jù)安全問(wèn)題愈加迫切。容災(zāi)已經(jīng)成為信息數(shù)據(jù)中心建設(shè)熱門(mén)課題，很多容災(zāi)技術(shù)也快速地發(fā)展起來(lái)。在容災(zāi)行業(yè)，有一個(gè)常識(shí)是，災(zāi)難一旦發(fā)生，怎樣盡可能降低災(zāi)難給企業(yè)帶來(lái)負(fù)面影響是需要高度重視一個(gè)問(wèn)題。一樣，企業(yè)在遭受來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)“災(zāi)難”時(shí)，首先需要做就是快速建立起事故響應(yīng)機(jī)制，盡早恢復(fù)日常信息服務(wù)。不過(guò)，這需要企業(yè)在進(jìn)行信息化過(guò)程中做好未雨綢繆容災(zāi)備份工作，做好了準(zhǔn)備，才能有事情發(fā)生時(shí)從容應(yīng)對(duì)。在容災(zāi)技術(shù)中經(jīng)過(guò)容災(zāi)備份能夠很好地處理系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。容災(zāi)備份是經(jīng)過(guò)特定容災(zāi)機(jī)制，在多種災(zāi)難損害發(fā)生后，仍然能夠最大程度地保障提供正常應(yīng)用服務(wù)信息系統(tǒng)。容災(zāi)備份能夠分為數(shù)據(jù)備份和應(yīng)用備份。數(shù)據(jù)備份需要確保用戶(hù)數(shù)據(jù)完整性、可靠性和一致性。對(duì)于提供實(shí)時(shí)服務(wù)信息系統(tǒng)，在用戶(hù)服務(wù)請(qǐng)求在災(zāi)難中中止時(shí)，應(yīng)用備份能夠提供不問(wèn)斷應(yīng)用服務(wù)，讓用戶(hù)服務(wù)請(qǐng)求能夠繼續(xù)運(yùn)行，確保信息系統(tǒng)提供服務(wù)完整、可靠、一致。數(shù)據(jù)備份是容災(zāi)系統(tǒng)基礎(chǔ)，也足容災(zāi)系統(tǒng)能夠正常工作保障；應(yīng)用備份則是容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，它必需建立在可靠數(shù)據(jù)備份基礎(chǔ)之上，經(jīng)過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等多種資源之間良好協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)IBM企業(yè)SHARE78標(biāo)準(zhǔn)，容災(zāi)技術(shù)能夠分為7個(gè)層次，從無(wú)任何容災(zāi)備份方法，到將備份磁帶存放在異地，再刮建立應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)切換異地容災(zāi)備份中心，數(shù)據(jù)和應(yīng)用恢復(fù)時(shí)間從數(shù)天到多個(gè)小時(shí)甚至幾秒。一個(gè)完整容災(zāi)備份系統(tǒng)包含當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)備份、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制和異地備份中心。當(dāng)然，并不是全部企業(yè)全部需要這么一個(gè)系統(tǒng)，只有對(duì)不可中止關(guān)鍵業(yè)務(wù)才有必需建立容災(zāi)備份中心。而小型企業(yè)經(jīng)過(guò)建立NAS或SAN離線數(shù)據(jù)備份和人為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移就能夠達(dá)成很好容災(zāi)備份效果。1、容災(zāi)方案分類(lèi)現(xiàn)在有很多個(gè)容災(zāi)技術(shù)，分類(lèi)也比較復(fù)雜。但總體上能夠區(qū)分為離線式容災(zāi)（冷容災(zāi)）和在線容災(zāi)（熱容災(zāi)）兩種類(lèi)型。所謂離線式容災(zāi)關(guān)鍵依靠備份技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其關(guān)鍵步驟是將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)備份系統(tǒng)備份到磁帶上面，以后將磁帶運(yùn)輸?shù)疆惖乇Ａ艄芾怼＿@種方法關(guān)鍵由備份軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)備份和磁帶管理，除了磁帶運(yùn)輸和存放外，其它步驟可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。整個(gè)方案布署和管理比較簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)投資也較少。但缺點(diǎn)也比較顯著：因?yàn)椴扇〈艓Т娣艛?shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)恢復(fù)較慢，而且備份窗口內(nèi)數(shù)據(jù)全部會(huì)丟失，實(shí)時(shí)性比較差。對(duì)于資金受限、對(duì)數(shù)據(jù)恢復(fù)RTO和RPO要求較低用戶(hù)能夠選擇這種方法。在線式容災(zāi)要求生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心f同時(shí)工作，生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心之間有傳輸鏈路連接。數(shù)據(jù)自生產(chǎn)中心實(shí)時(shí)復(fù)制傳送到災(zāi)備中心。在此基礎(chǔ)上，能夠在應(yīng)用層進(jìn)行集群管理，當(dāng)生產(chǎn)中心遭受災(zāi)難、出現(xiàn)故障時(shí)，可由災(zāi)備中心自動(dòng)接管并繼續(xù)提供服務(wù)。應(yīng)用層管理通常由專(zhuān)門(mén)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，能夠替換管理員實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。由上面分析可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)在線容災(zāi)關(guān)鍵是數(shù)據(jù)復(fù)制。數(shù)據(jù)復(fù)制有多個(gè)實(shí)現(xiàn)方法，各有利弊。因?yàn)樵诰€容災(zāi)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)復(fù)制，所以，數(shù)據(jù)恢復(fù)RTO和RPO全部能夠滿(mǎn)足用戶(hù)高要求。所以，數(shù)據(jù)關(guān)鍵性很高用戶(hù)全部應(yīng)選擇這種方法，比如金融行業(yè)用戶(hù)。但要實(shí)現(xiàn)這種方法容災(zāi)必需有很高投入。2、容災(zāi)系統(tǒng)體系架構(gòu)從容災(zāi)抗毀系統(tǒng)技術(shù)不一樣實(shí)現(xiàn)層次角度來(lái)看，一個(gè)實(shí)用容災(zāi)抗毀系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是影響系統(tǒng)工作效能關(guān)鍵方面。一個(gè)經(jīng)典容災(zāi)系統(tǒng)體系架構(gòu)圖所表示。2.1當(dāng)?shù)厝轂?zāi)技術(shù)當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)保護(hù)能夠確保在部分當(dāng)?shù)貫?zāi)難發(fā)生情況下，立即地恢復(fù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，確保業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。當(dāng)?shù)厝轂?zāi)技術(shù)分為數(shù)據(jù)容災(zāi)和服務(wù)容災(zāi)。當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)容災(zāi)從技術(shù)上關(guān)鍵可分為：磁盤(pán)保護(hù)技術(shù)、快照數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)、磁帶/磁盤(pán)數(shù)據(jù)備份技術(shù)。當(dāng)?shù)胤?wù)容災(zāi)從實(shí)現(xiàn)技術(shù)上關(guān)鍵可分為：雙機(jī)熱備和當(dāng)?shù)丶杭夹g(shù)。當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)容災(zāi)經(jīng)過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)備份手段，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障和人為錯(cuò)誤時(shí)，能夠?qū)浞輸?shù)據(jù)恢復(fù)，從而確保了當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)安全性。當(dāng)然系統(tǒng)服務(wù)臨時(shí)停頓不可避免。單純數(shù)據(jù)容災(zāi)已不能滿(mǎn)足大家對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)不間斷提供服務(wù)需求，所以，服務(wù)容災(zāi)現(xiàn)在成為應(yīng)用熱點(diǎn)。當(dāng)?shù)胤?wù)容災(zāi)經(jīng)過(guò)配置多機(jī)環(huán)境，達(dá)成提升信息系統(tǒng)高可用性，抗御單點(diǎn)故障目標(biāo)。一旦系統(tǒng)發(fā)生局部故障和人為錯(cuò)誤，比如，操作系統(tǒng)故障、網(wǎng)絡(luò)故障、掉電等，當(dāng)?shù)胤?wù)容災(zāi)系統(tǒng)能夠在用戶(hù)不可覺(jué)察最短時(shí)間內(nèi)快速接替故障系統(tǒng)，使系統(tǒng)應(yīng)用繼續(xù)運(yùn)行，確保系統(tǒng)服務(wù)連續(xù)性。當(dāng)?shù)胤?wù)容災(zāi)經(jīng)典實(shí)現(xiàn)方法是采取雙機(jī)熱備技術(shù)。這種方法是指采取兩臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行冗余容錯(cuò)，將兩臺(tái)服務(wù)器分為主從服務(wù)器，在正常情況下，主服務(wù)器提供服務(wù)，從服務(wù)器保持和主服務(wù)器一致。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，從服務(wù)器立即接替主服務(wù)器工作，從而使得一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)瓦解。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，也能夠采取兩臺(tái)服務(wù)器互為熱備。該項(xiàng)技術(shù)最新發(fā)展是采取當(dāng)?shù)丶杭夹g(shù)，即完成多機(jī)相互鏡像，負(fù)載均衡，應(yīng)用切換功效，保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)高可用性。當(dāng)?shù)厝轂?zāi)不足當(dāng)?shù)厝轂?zāi)能夠避免服務(wù)器單點(diǎn)故障對(duì)信息系統(tǒng)打擊，提升系統(tǒng)高可用性。不過(guò)，當(dāng)發(fā)生區(qū)域性、毀滅性災(zāi)難時(shí)，如火災(zāi)、爆炸、地震、水災(zāi)、戰(zhàn)爭(zhēng)、雷擊等，單純當(dāng)?shù)厝轂?zāi)無(wú)法保障系統(tǒng)高可用性，造成正常業(yè)務(wù)無(wú)法進(jìn)行、關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失、破壞，造成損失將不可估量。所以，全方面異地容災(zāi)保護(hù)處理方案應(yīng)運(yùn)而生。異地系統(tǒng)容災(zāi)經(jīng)過(guò)物理距離將生產(chǎn)中心和容災(zāi)中心絕對(duì)隔離開(kāi)，這么能夠預(yù)防區(qū)域性、毀滅性災(zāi)難。2.2異地容災(zāi)技術(shù)當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)備份是容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)前提基礎(chǔ)，而經(jīng)過(guò)對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程異地容災(zāi)技術(shù)，從而增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心區(qū)域性抗打擊能力，保障數(shù)據(jù)安全及業(yè)務(wù)系統(tǒng)連續(xù)性，才能真正實(shí)現(xiàn)一個(gè)安全關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。異地容災(zāi)技術(shù)按上述體系結(jié)構(gòu)分為3個(gè)層次數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)技術(shù)、服務(wù)容災(zāi)技術(shù)。2.2.1遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)客災(zāi)技術(shù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)是指經(jīng)過(guò)將當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)在線備份到遠(yuǎn)離當(dāng)?shù)禺惖財(cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)保留，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生后，能夠經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)重構(gòu)，來(lái)達(dá)成抵御區(qū)域性、毀滅性災(zāi)難，保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)目標(biāo)。但關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)臨時(shí)停頓不可避免。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)能夠分為以下幾類(lèi)：（1）遠(yuǎn)程磁帶數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)；（2）基于智能存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)，（3）基于服務(wù)器卷數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)；（4）基于文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)；（5）基于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)。2.2.2網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)技術(shù)伴隨網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展，越來(lái)越多用戶(hù)將這一網(wǎng)絡(luò)作為提供協(xié)同工作、電子商務(wù)、教育和休閑娛樂(lè)一條便捷路徑。怎樣預(yù)防業(yè)務(wù)中止或在中止不可避免時(shí)將業(yè)務(wù)損失降至最低成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，所以，網(wǎng)絡(luò)可生存性成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中必需考慮一個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)生存性是指網(wǎng)絡(luò)在遭受多種故障，如通信人為故障和客觀原因造成通信事故等時(shí)，仍能維持可接收業(yè)務(wù)質(zhì)量能力。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)生存性性能工作組定義，網(wǎng)絡(luò)生存性包含兩個(gè)方面：（1）網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障情況下，經(jīng)過(guò)多種恢復(fù)技術(shù)，來(lái)維持或恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)使性能達(dá)成可接收程度。（2）網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)應(yīng)用預(yù)防技術(shù)，從故障中減輕或預(yù)防服務(wù)失效。提升網(wǎng)絡(luò)可生存性相關(guān)方案，有基于底層光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也有基于IP層技術(shù)和這些技術(shù)融合。常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)技術(shù)有全光網(wǎng)絡(luò)可生存技術(shù)、SDH網(wǎng)絡(luò)可生存技術(shù)、IP層網(wǎng)絡(luò)可生存技術(shù)。2.2.3服務(wù)容災(zāi)技術(shù)一個(gè)全方面容災(zāi)抗毀系統(tǒng)不僅僅是提供數(shù)據(jù)級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)，它一個(gè)關(guān)鍵功效就是為了確保信息系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，也即確保業(yè)務(wù)高可用性，并向用戶(hù)提供不間斷、可靠服務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功效，當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，需要將生產(chǎn)中心業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到容災(zāi)中心去運(yùn)行，這就是服務(wù)容災(zāi)技術(shù)要處理問(wèn)題。服務(wù)容災(zāi)另一個(gè)目標(biāo)是確保服務(wù)自動(dòng)無(wú)縫遷移，讓用戶(hù)感覺(jué)不出提供服務(wù)主體發(fā)生了改變。正常情況下，系統(tǒng)多種應(yīng)用運(yùn)行在生產(chǎn)中心信息系統(tǒng)上，生產(chǎn)中心數(shù)據(jù)闊步或異步地實(shí)時(shí)復(fù)制到容災(zāi)中心，數(shù)據(jù)同時(shí)存放在生產(chǎn)中心和容災(zāi)中心存放系統(tǒng)中。當(dāng)生產(chǎn)巾心因?yàn)閿嚯?、火?zāi)甚至地震等災(zāi)難無(wú)法正常工作時(shí)，則將業(yè)務(wù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信線路切換至容災(zāi)中心，確保業(yè)務(wù)連續(xù)運(yùn)行。所以，應(yīng)用級(jí)容災(zāi)需要建立一個(gè)同生產(chǎn)系統(tǒng)相一致生產(chǎn)中心備份系統(tǒng)。在沒(méi)有發(fā)生災(zāi)難情況F，由生產(chǎn)中心對(duì)外提供服務(wù)，容災(zāi)中心則實(shí)時(shí)跟蹤生產(chǎn)中心處理，同時(shí)備份生產(chǎn)中心相關(guān)信息，確保在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，能將信息服務(wù)功效切換到容災(zāi)中心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中心功效，抵御災(zāi)難。服務(wù)級(jí)容災(zāi)足在數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)基礎(chǔ)上，增加對(duì)整個(gè)服務(wù)備份，使得投資較高，要求提供業(yè)務(wù)連續(xù)性應(yīng)用平臺(tái)，數(shù)據(jù)、傳輸線路、基礎(chǔ)設(shè)施等全部步驟容災(zāi)備份，實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求高，難度大。所以，通常見(jiàn)于對(duì)、也務(wù)連續(xù)性要求很高系統(tǒng)中，如金融銀行系統(tǒng)、電信營(yíng)業(yè)帳務(wù)系統(tǒng)等。現(xiàn)在，己經(jīng)出現(xiàn)多個(gè)和服務(wù)容災(zāi)相關(guān)技術(shù)，包含失效檢測(cè)技術(shù)、服務(wù)遷移技術(shù)。其中有代表性失效檢測(cè)技術(shù)有心跳技術(shù)，關(guān)鍵服務(wù)遷移技術(shù)包含基于DNS服務(wù)遷移技術(shù)、基于IP重定向服務(wù)遷移、基于集群服務(wù)遷移。3、數(shù)據(jù)備份實(shí)現(xiàn)技術(shù)3.1服務(wù)器層數(shù)據(jù)復(fù)制在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心服務(wù)器上安裝專(zhuān)用數(shù)據(jù)復(fù)制軟件，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)制功效。兩中心間必需有網(wǎng)絡(luò)連接作為數(shù)據(jù)通道。能夠在服務(wù)器層增加應(yīng)用遠(yuǎn)程切換功效軟件，從而組成完整應(yīng)用級(jí)容災(zāi)方案。這種數(shù)據(jù)復(fù)制方法相對(duì)投入較少，關(guān)鍵是軟件采購(gòu)成本；兼容性很好，能夠兼容不一樣品牌服務(wù)器和存放設(shè)備，較適合硬件組成復(fù)雜用戶(hù)。但這種方法要在服務(wù)器上運(yùn)行軟件，會(huì)影響服務(wù)器性能。3.2交換機(jī)層數(shù)據(jù)復(fù)制存放交換機(jī)技術(shù)發(fā)展使交換機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更多功效。很多原來(lái)由服務(wù)器和存放變現(xiàn)功效現(xiàn)在也可在交換機(jī)層實(shí)現(xiàn)，比如存放虛擬化。一樣，現(xiàn)在有些廠家交換機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)制功效。在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心全部要布署這種交換機(jī)，并在交換機(jī)之間經(jīng)過(guò)專(zhuān)用鏈路連接起來(lái)。因?yàn)榻粨Q機(jī)能夠管理和復(fù)制數(shù)據(jù)是存放在存賭層內(nèi)，所以，用戶(hù)需要將生產(chǎn)數(shù)據(jù)全部存放在交換機(jī)所連接存放沒(méi)備中，這么就能夠?qū)崿F(xiàn)交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)管理和復(fù)制?，F(xiàn)在使用這種技術(shù)產(chǎn)品還不是很多，成熟性還有待提升，含有這種功效交換機(jī)價(jià)格也相對(duì)較高，所以采取這種方案用戶(hù)比較少。3.3存放層數(shù)據(jù)復(fù)制現(xiàn)在存放設(shè)備經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)十分成熟，尤其足中高端產(chǎn)品，通常全部含有優(yōu)異數(shù)據(jù)管理功效。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制功效幾乎是現(xiàn)有中高端產(chǎn)品必備功效。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)制需要在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心全部布署一套這么存放系統(tǒng)，數(shù)據(jù)復(fù)制功效由存放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。假如距離比較近（幾十公里之內(nèi)），之間鏈路可由兩中心存放交換機(jī)經(jīng)過(guò)光纖直接連接；假如距離在200公里內(nèi)，可經(jīng)過(guò)增加DWDM等設(shè)備直接進(jìn)行光纖連接l超出200公里，則可增加存放路由器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換路徑WAN或Interne