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容灾备份技术的关键性技术讲解(1)
作者: 佚名 2009-10-27 15:40 【Watchstor.com】

容灾备份技术的应用,帮助企业在发生不可抗拒灾难之后,能够在第一时间内恢复公司企业的重要数据,以求达到业务连续性的目的,是公司尽最大可能减少灾难下的损失,为企业赢得利益上的保证。

灾备建设基本方法的三个要素

灾备建设的基本方法,一言以蔽之,就是灾备目标、拥有成本和灾备技术方案选型三者的权衡。灾备目标,就是熟知的RPO和RTO,可对应于《灾备信息》所规定的灾备系统等级;灾备拥有成本,一般包括首次建设成本和后期运维成本;灾备技术方案,就是实现灾备目标的技术手段,具体包括备份、复制、镜像、集群、虚拟化等技术和技术组合方案。

灾备目标和拥有成本的关系是比较容易理解的,要实现或达到怎样的灾备目标或等级,就需要花费相应的成本,绝大部分的情况下,灾备目标和等级越高,总体拥有成本越高。灾备目标和容灾备份技术方案的关系是,灾备目标决定了灾备技术手段的选择范围。这里的“范围”是指一个技术产品群,也就是说达到同一个灾备等级是有多种技术可选择的,每种技术在业内又有不同的产品,如何选择是核心问题,也是用户在灾备建设中的最为困惑的问题之一。本文正是通过对灾备关键技术的介绍,告诉您灾备技术选择的一般方法。

灾备技术需求新发展

随着IT系统建设的日益复杂化,在灾备实际建设中,除了关注传统的灾备目标和等级要求(RPO和RTO)外,还涌现了一些典型的技术需求。这些需求由于与灾备目标实现和总体拥有成本紧密相关,正逐步成为灾备建设技术评价体系的一部分,越来越受用户的重视。归纳起来有以下几个方面。

1.生产系统的影响程度

灾备部署和运行对生产系统的架构、性能的影响程度,表现为对生产系统资源的占用程度和部署容灾备份技术对原架构的更改程度,占用和更改程度越大,说明影响程度越高,越需要进行技术改善。

2.统一灾备能力

目前中大型企业机构的数据中心都有多个IT系统,同时存在多品牌或不同档次的存储、服务器。由于品牌技术的锁定,特别是存储系统的品牌锁定,灾备中心建设面临一个典型的技术无奈:为每套存储系统建立单独的灾备系统,庞大的多套灾备系统由此产生。这样的情况下,不仅灾备成本居高不下,而且灾备日常运行维护投入也很高。因此,越来越多的用户希望获得多个生产系统统一灾备的解决方案。这样的方案有两个特点:第一,灾备中心只建设一套灾备系统,承载多个生产系统的灾备业务;第二,统一管理分散的多套生产系统的灾备业务。

3.逻辑软灾难应对需求

据权威统计,IT系统计划外宕机的故障原因中,有49%是由于人为误操作、软件bug、病毒等逻辑软灾难造成的。越来越多的灾备建设规划,将具备软灾难的恢复能力作为灾备系统的建设目标需求。

4.灾备链路带宽要求

灾备建设有灾备距离要求,灾备链路规划是容灾备份技术建设的技术主题之一。目前大部分用户的灾备链路都采用租用公共链路方式,灾备系统的链路需求与总体拥有成本强相关。选用带宽要求小的灾备技术或者部署相关的带宽优化技术成为技术选型的方向。

5.灾备数据可用性

低级的容灾备份技术需要在数据反向恢复后才能检验灾备数据副本是否完整一致,数据反向恢复操作对源数据是一次覆盖,具有极大风险。用户需要这样的高级的灾备技术,无需进行数据恢复,能实现数据副本的即时可验证;灾备数据的可用性是指多大程度上实现灾备数据副本的可用,分为不可用、可用(需进行少量低风险操作后可用)、实时可用(源数据及其副本可同时提供业务访问)。

灾备基础数据同步技术

灾备技术源于数据保护技术,其核心的技术思想是为数据在异地创建副本。灾备技术就是利用数据保护的基础技术在几十公里、数百公里甚至千里之外的系统中创建数据的副本,实现生产系统和灾备系统的数据同步。虽然实现某一灾备等级和目标有多种技术和产品,但纵观业界的灾备产品,万变不离其宗,都是基于以下几个数据保护与同步基础技术。

灾备数据同步技术实现与选型 

灾备数据同步技术实现与选型

1.备份技术

传统备份技术的实现已经被当前的用户大量应用并被熟知,技术实现不再赘述。备份技术在技术成熟度和成本上是有优势的,但这个技术部署在灾备系统中是有明显局限性的,主要体现在以下几个方面:

备份时间长,存在备份窗口,无法实时灾备,所以RPO至少在半天以上

容灾备份技术有效性无法检验,灾备可靠性差

备份有数据格式转换,灾备恢复时间长

备份技术近几年有了一定的优化,主要有两个方面:

基于磁盘备份技术,产生了D2D(磁盘到磁盘)和D2VTL(磁盘到虚拟磁带库)的备份方案。这种技术方案大大缩短了备份时间,备份窗口进一步减小。但总体上说,相对于其它灾备技术,灾备实时性、恢复可靠性和恢复时间还是处于劣势。

备份软件中植入了类似复制、快照技术的功能,这些新功能在技术上可独立归入主机级复制和快照技术,但在灾备系统部署上依赖备份功能,需在备份功能部署基础上完成部署。

因此,备份技术一般用于RPO和RTO等灾备目标和容灾备份技术等级不高的灾备系统中。

2.镜像技术的实现

镜像有两种实现方式,同步镜像和异步镜像。两种镜像技术的相同点如下:

都需要完成生产卷和镜像卷的数据同步

数据同步的处理单位是每个写I/O

数据同步链路一般为FC链路或者高速IP链路

两者的实现方式区别和适用场合见下表。

两者的实现方式区别和适用场合 

3.复制技术的实现

复制技术作为容灾备份技术之一,其特点如下:

复制技术是一项远距离数据同步技术,一般采用IP网络作为灾备链路。IP链路情况下,数据同步无距离限制,IP可达,灾备可达;

复制技术的数据同步机制基于变化的数据块(有数据写入发生的数据块),区别于镜像技术基于I/O;

复制技术的数据同步机制对于源数据卷和复制目标卷来说是顺序的,即数据先写入源数据卷,然后根据事先设定的策略,将一段时间内发生了写操作的数据块数据再写入复制目标卷。这一点区别于镜像技术数据并发写入源数据卷和镜像卷;

复制技术发展到今天,所实现产品按照数据同步方式不同,大致可分为两类,一类是策略性复制,一类是实时性复制。

策略性复制

基于一定的策略,自动触发复制。策略一般基于时间或者基于数据变化量。前者比如说每天间隔多长时间或者在哪些时刻触发复制,后者如数据变化累积到10M的时候触发复制。两种策略所触发的复制,都是将上次复制触发时间点到本次触发时间点之间变化的数据块数据同步到灾备系统。策略性复制的RPO为策略性复制的触发时间间隔。

实时性复制

一旦某个数据块发生了变化,就将该数据块数据同步到灾备系统。

在理想的灾备复制部署中,策略性复制和实时性复制是结合部署的,能增强灾备系统的灵活性和适应性。策略性复制能有效降低对灾备系统的影响并确保灾备数据的一致性,而实时复制技术能有效降低单独部署策略性复制技术的RPO目标风险。

4.快照技术

快照技术是用来快速创建数据副本的技术,是一种数据变化捕获技术。快照的技术特点如下:

创建快照数据副本十分迅速,无快照备份窗口

快照操作实际上是将上个快照时间点到当前时间点这个时间段内数据的变化量存储下来,所以快照数据副本创建十分迅速;

多个恢复点目标

多个时间点下的快照操作就是创建数据的多个历史时间点的副本,这样以来,数据能恢复到多个历史时间点。

快照数据副本可提供数据服务

快照提供一份接近实况数据的拷贝,可供测试、归档、查询使用,既保护生产系统又赋予备份数据新的用途。

虽然快照具备以上突出优势,但单独部署快照技术无法实现容灾备份技术。快照技术通常结合镜像技术、复制技术,构建更完备的灾备系统。比如前面介绍的策略性复制技术,就是运用了快照技术来快速捕获数据变化量,再通过复制技术将数据变化量同步到灾备系统。这种结合的另一个重大意义是灾备系统具备了防范软灾难的能力,能将数据恢复到多个时间点。


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