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    数据容灾备份系统

    一、概述

    备份与容灾是存储领域两个极其重要的组成部分,其目的都是数据?;?。一般情况下,备份多采用磁带方式,性能和成本都比较低,容灾采用磁盘方式,数据随时在线,性能和成本都比较高。容灾备份就是通过特定的容灾机制,在各种灾难损害突然发生后仍能大限度地为用户提供正常应用服务的信息系统。通常情况下,容灾备份可分为数据备份和应用备份。数据备份是容灾系统的基础,它保证用户数据的完整性、可靠性和一致性;应用备份则是容灾系统的目标,它建立在高可靠的数据备份的基础之上,保证信息系统提供的服务完整、可靠和一致。

    二、备份容灾的关键技术

    核心业务,这就决定了容灾系统的设计和实现是一项系统工程。容灾系统的设计涉及到很多专业技术和解决方案,另外系统的性能、配置灵活性以及用户投入的费用都是设计容灾系统必须考虑的因素?!把≡袷屎献约旱娜菰窒低场笔枪菇ㄈ菰窒低车幕咀荚?。下面介绍几种常用的实现容灾备份系统的关键技术:

    2.1 远程镜像技术

    镜像是在两个或多个磁盘或磁盘子系统上产生同一个数据的镜像视图的信息存储过程。远程镜像技术是在主数据中心和备援中心之间的数据备份时用到。远程镜像是容灾备份的核心技术,同时也是保持远程数据同步和实现灾难恢复的基础。远程镜像按请求镜像的主机是否需要远程镜像站点的确认信息分为同步远程镜像和异步远程镜像。系统工作流程如图1、图2所示:

     同步远程镜像

    图1 同步远程镜像

    异步远程镜像

    图2 异步远程镜像

    2.2 快照技术

    快照是通过专业软件对要备份的磁盘子系统的数据快速扫描,建立一个要备份数据的快照逻辑单元号LUN和快照cache。在快速扫描时,把备份过程中即将要修改的数据块同时快速拷贝到快照cache中??煺誏UN是一组指针,它指向快照cache和磁盘子系统中不变的数据块。在正常业务进行的同时,利用快照LUN实现对原数据的一个完全的备份。它可使用户在正常业务不受影响的情况下(主要指容灾备份系统),实时提取当前在线业务数据。其“备份窗口”接近于零,可保证系统业务的连续性,为实现系统的7×24运转提供了保证。工作示意图如图3所示:

    快照技术示意图

    图3 快照技术示意图

    2.3 基于SAN的互连技术

    早期的主数据中心和备援数据中心之间的数据备份主要是基于SAN的远程复制(镜像),两个中心通过光纤通道FC连接进行远程镜像(复制)。这种方式存在成本高、设备的互操作性差、跨越的地理距离短(10Km)等缺点?;贗P的SAN的远程数据容灾备份技术则利用互连协议(包括FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI),将主数据中心SAN中的信息通过现有的TCP/IP网络,远程复制到备援中心SAN中。此方式可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可扩展性好,发展前景广阔。连接示意如图4:

    SAN连接示意图

    图4 SAN连接示意图

    用户建立容灾系统的目的就是为了数据或者业务快速、准确的恢复,所以在涉及构建容灾系统时必须考虑设计指标与业务系统的数据可恢复性密切相关。一般情况下,在设计时主要考虑RPO和RTO两个指标。其中RPO针对的是数据丢失,而RTO针对的是服务丢失,设计方案中RTO和RPO的确定必须在进行风险分析和业务影响分析后根据用户不同的业务需求来确定。当然不同用户,RTO和RPO的需求必然不同。单纯考虑指标而言,RPO与RTO越小,系统的可用性就越高,可靠性越高,另一方面,则需要用户的投资也越大。

    在实际应用环境中,容灾系统方案的设计与实现常常根据用户的需求、期望的目标、现有网络系统的软硬件情况、用户拟投入资金等方面,兼顾系统的可扩展性设计为用户度身定做容灾方案。通过采用一种或多种专业的软、硬件技术形成解决方案,根据用户特殊可按需采用专业商用软件或第三方开发的专业软件同时使用,设计出满足用户需求的容灾方案和容灾系统。

     

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