WIN技巧:细说容灾备份的等级和技术

时间:2022年12月22日

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来源:漂流的瞳术师

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下面是小编整理的WIN技巧:细说容灾备份的等级和技术,本文共3篇,欢迎大家阅读借鉴,并有积极分享。本文原稿由网友“漂流的瞳术师”提供。

篇1:WIN技巧:细说容灾备份的等级和技术

容灾备份是通过在异地建立和维护一个备份存储系统,利用地理上的分离来保证系 统和数据对灾难性事件的抵御能力, 根据容灾系统对灾难的抵抗程度,可分为数据容灾和应用容灾。数据容灾是指建立一个异地的数据系统,该系统是对本地系统关键应用数据实时复制。当出现灾难时,可由异地系统迅速接替本地系统而保证业务的连续性。应用容灾比数据容灾层次更高,即在异地建立一套完整的、与本地数据系统相当的备份应用系统(可以同本地应用系统互为备份,也可与本地应用系统共同工作)。在灾难出现后,远程应用系统迅速接管或承担本地应用系统的业务运行。

设计一个容灾备份系统,需要考虑多方面的因素,如备份/恢复数据量大小、应用数据中心和备援数据中心之间的距离和数据传输方式、灾难发生时所要求的恢复速度、备援中心的管理及投入资金等。根据这些因素和不同的应用场合,通常可将容灾备份分为四个等级。

第0级:没有备援中心

这一级容灾备份,实际上没有灾难恢复能力,它只在本地进行数据备份,并且被备份的数据只在本地保存,没有送往异地。

第1级:本地磁带备份,异地保存

在本地将关键数据备份,然后送到异地保存。灾难发生后,按预定数据恢复程序恢复系统和数据。这种方案成本低、易于配置。但当数据量增大时,存在存储介质难管理的问题,并且当灾难发生时存在大量数据难以及时恢复的问题。为了解决此问题,灾难发生时,先恢复关键数据,后恢复非关键数据。

第2级:热备份站点备份

在异地建立一个热备份点,通过网络进行数据备份。也就是通过网络以同步或异步方式,把主站点的数据备份到备份站点,备份站点一般只备份数据,不承担业务。当出现灾难时,备份站点接替主站点的业务,从而维护业务运行的连续性。

第3级:活动备援中心

在相隔较远的地方分别建立两个数据中心,它们都处于工作状态,并进行相互数据备份。当某个数据中心发生灾难时,另一个数据中心接替其工作任务。这种级别的备份根据实际要求和投入资金的多少,又可分为两种:①两个数据中心之间只限于关键数据的相互备份;②两个数据中心之间互为镜像,即零数据丢失等。零数据丢失是目前要求最高的一种容灾备份方式,它要求不管什么灾难发生,系统都能保证数据的安全。所以,它需要配置复杂的管理软件和专用的硬件设备,需要投资相对而言是最大的,但恢复速度也是最快的。

容灾备份的关键技术

在建立容灾备份系统时会涉及到多种技术,如:SAN或NAS技术、远程镜像技术、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。这里重点介绍远程镜像、快照和互连技术。

1. 远程镜像技术

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。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,一个叫主镜像系统,另一个叫从镜像系统。按主从镜像存储系统所处的位置可分为本地镜像和远程镜像。远程镜像又叫远程复制,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,又可分为同步远程镜像和异步远程镜像。

同步远程镜像(同步复制技术)是指通过远程镜像软件,将本地数据以完全同步的方式复制到异地,每一本地的I/O事务均需等待远程复制的完成确认信息,方予以释放,

同步镜像使远程拷贝总能与本地机要求复制的内容相匹配。当主站点出现故障时,用户的应用程序切换到备份的替代站点后,被镜像的远程副本可以保证业务继续执行而没有数据的丢失。但它存在往返传播造成延时较长的缺点,只限于在相对较近的距离上应用。

异步远程镜像(异步复制技术)保证在更新远程存储视图前完成向本地存储系统的基本I/O操作,而由本地存储系统提供给请求镜像主机的I/O操作完成确认信息。远程的数据复制是以后台同步的方式进行的,这使本地系统性能受到的影响很小,传输距离长(可达1000公里以上),对网络带宽要求小。但是,许多远程的从属存储子系统的写没有得到确认,当某种因素造成数据传输失败,可能出现数据一致性问题。为了解决这个问题,目前大多采用延迟复制的技术(本地数据复制均在后台日志区进行),即在确保本地数据完好无损后进行远程数据更新。

2.快照技术

远程镜像技术往往同快照技术结合起来实现远程备份,即通过镜像把数据备份到远程存储系统中,再用快照技术把远程存储系统中的信息备份到远程的磁带库、光盘库中。

快照是通过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。快照LUN是一组指针,它指向快照cache和磁盘子系统中不变的数据块(在备份过程中)。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,可大大增加系统业务的连续性,为实现系统真正的7×24运转提供了保证。

快照是通过内存作为缓冲区(快照cache),由快照软件提供系统磁盘存储的即时数据映像,它存在缓冲区调度的问题。

3.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),即通过光纤通道FC,把两个SAN连接起来,进行远程镜像(复制)。当灾难发生时,由备援数据中心替代主数据中心保证系统工作的连续性。这种远程容灾备份方式存在一些缺陷,如:实现成本高、设备的互操作性差、跨越的地理距离短(10公里)等,这些因素阻碍了它的进一步推广和应用。

目前,出现了多种基于IP的SAN的远程数据容灾备份技术。它们是利用基于IP的SAN的互连协议,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。当备援中心存储的数据量过大时,可利用快照技术将其备份到磁带库或光盘库中。这种基于IP的SAN的远程容灾备份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可扩展性好,具有广阔的发展前景。基于IP的互连协议包括:FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI等。

【小知识】

衡量容灾备份的两个技术指标

RPO(Recovery Point Objective):即数据恢复点目标,主要指的是业务系统所能容忍的数据丢失量。

RTO(Recovery Time

Objective):即恢复时间目标,主要指的是所能容忍的业务停止服务的最长时间,也就是从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期。

RPO针对的是数据丢失,而RTO针对的是服务丢失,二者没有必然的关联性。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不同的业务需求确定。对于不同企业的同一种业务,RTO和RPO的需求也会有所不同。

篇2:容灾备份的等级

容灾备份是通过在异地建立和维护一个备份存储系统,利用地理上的分离来保证系统和数据对灾难性事件的抵御能力,

根据容灾系统对灾难的抵抗程度,可分为数据容灾和应用容灾。数据容灾是指建立一个异地的数据系统,该系统是对本地系统关键应用数据实时复制。当出现灾难时,可由异地系统迅速接替本地系统而保证业务的连续性。应用容灾比数据容灾层次更高,即在异地建立一套完整的、与本地数据系统相当的备份应用系统(可以同本地应用系统互为备份,也可与本地应用系统共同工作)。在灾难出现后,远程应用系统迅速接管或承担本地应用系统的业务运行。7ca3f23066rHoHU7

设计一个容灾备份系统,需要考虑多方面的因素,如备份/恢复数据量大小、应用数据中心和备援数据中心之间的距离和数据传输方式、灾难发生时所要求的恢复速度、备援中心的管理及投入资金等。根据这些因素和不同的应用场合,通常可将容灾备份分为四个等级。

第0级:没有备援中心

这一级容灾备份,实际上没有灾难恢复能力,它只在本地进行数据备份,并且被备份的数据只在本地保存,没有送往异地。

第1级:本地磁带备份,异地保存

在本地将关键数据备份,然后送到异地保存。灾难发生后,按预定数据恢复程序恢复系统和数据。这种方案成本低、易于配置。但当数据量增大时,存在存储介质难管理的问题,并且当灾难发生时存在大量数据难以及时恢复的问题。为了解决此问题,灾难发生时,先恢复关键数据,后恢复非关键数据。

第2级:热备份站点备份

在异地建立一个热备份点,通过网络进行数据备份。也就是通过网络以同步或异步方式,把主站点的数据备份到备份站点,备份站点一般只备份数据,不承担业务。当出现灾难时,备份站点接替主站点的业务,从而维护业务运行的连续性。

第3级:活动备援中心

在相隔较远的地方分别建立两个数据中心,它们都处于工作状态,并进行相互数据备份,

当某个数据中心发生灾难时,另一个数据中心接替其工作任务。这种级别的备份根据实际要求和投入资金的多少,又可分为两种:①两个数据中心之间只限于关键数据的相互备份;②两个数据中心之间互为镜像,即零数据丢失等。零数据丢失是目前要求最高的一种容灾备份方式,它要求不管什么灾难发生,系统都能保证数据的安全。所以,它需要配置复杂的管理软件和专用的硬件设备,需要投资相对而言是最大的,但恢复速度也是最快的。

容灾备份的关键技术

在建立容灾备份系统时会涉及到多种技术,如:SAN或NAS技术、远程镜像技术、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。这里重点介绍远程镜像、快照和互连技术。

1. 远程镜像技术

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。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,一个叫主镜像系统,另一个叫从镜像系统。按主从镜像存储系统所处的位置可分为本地镜像和远程镜像。远程镜像又叫远程复制,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,又可分为同步远程镜像和异步远程镜像。

同步远程镜像(同步复制技术)是指通过远程镜像软件,将本地数据以完全同步的方式复制到异地,每一本地的I/O事务均需等待远程复制的完成确认信息,方予以释放。同步镜像使远程拷贝总能与本地机要求复制的内容相匹配。当主站点出现故障时,用户的应用程序切换到备份的替代站点后,被镜像的远程副本可以保证业务继续执行而没有数据的丢失。但它存在往返传播造成延时较长的缺点,只限于在相对较近的距离上应用。

异步远程镜像(异步复制技术)保证在更新远程存储视图前完成向本地存储系统的基本I/O操作,而由本地存储系统提供给请求镜像主机的I/O操作完成确认信息。远程的数据复制是以后台同步的方式进行的,这使本地系统性能受到的影响很小,传输距离长(可达1000公里以上),对网络带宽要求小。但是,许多远程的从属存储子系统的写没有得到确认,当某种因素造成数据传输失败,可能出现数据一致性问题。为了解决这个问题

篇3:WIN技巧:认识容灾备份构筑一个避风港

需求篇

灾难无法避免

尽管我们一再小心谨慎,但是,不可避免会发生各种各样的灾难,在这里,灾难的定义主要是指自然的和人为的灾难,包括系统硬件、网络故障、机房断电甚至火灾地震。除了广为大家熟悉的9.11事件以外,还有许多举不胜举而且触目惊心的例子,每一次都是惨痛的教训。

1993年,美国世贸中心大楼发生爆炸。爆炸前,约有350家企业在该楼中工作。一年后,再回到世贸大楼的公司变成了150家,有200家企业由于无法存取原有重要的信息系统而倒闭。2003年,国内某电信运营商的计费存储系统发生两个小时的故障,造成400多万元的损失。这些还不包括导致的无形资产损失。

据IDC的统计数字表明,美国在2000年以前的十年间发生过灾难的公司中,有55%当时倒闭,剩下的45%中,因为数据丢失,有29%也在两年之内倒闭,生存下来的仅占16%。Gartner Group的数据也表明,在经历大型灾难而导致系统停运的公司中有2/5再也没有恢复运营,剩下的公司中也有1/3在两年内破产。

根据有关机构统计,对关键业务运行要求最高的银行业,每次计算机系统宕机导致的损失平均为一千万美元,同时还会导致对公司声誉无法估量的无形资产损失,而采取灾难恢复方案总共花费平均只有一百万美元。

容灾定义

容灾是一个范畴比较广泛的概念,广义上,我们可以把所有与业务连续性相关的内容都纳入容灾。容灾是一个系统工程,它包括支持用户业务的方方面面。而容灾对于IT而言,就是提供一个能防止用户业务系统遭受各种灾难影响破坏的计算机系统。容灾还表现为一种未雨绸缪的主动性,而不是在灾难发生后的“亡羊补牢”。

从狭义的角度,我们平常所谈论的容灾是指,除了生产站点以外,用户另外建立的冗余站点,当灾难发生生产站点受到破坏时,冗余站点可以接管用户正常的业务,达到业务不间断的目的。为了达到更高可用性,许多用户甚至建立多个冗余站点。

从技术上看,衡量容灾系统有两个主要指标:RPO(Recovery Point Object)和RTO(Recovery Time Object),其中RPO代表了当灾难发生时允许丢失的数据量,而RTO则代表了系统恢复的时间。RPO与RTO越小,系统的可用性就越高,当然用户需要的投资也越大。

发生灾难后,启动容灾系统完成数据恢复,RPO就是新恢复业务系统的数据损失量。如果用户运行关键业务不允许任何数据丢失,那么所有的应用都必须停止下来,比如重要的金融交易。RPO反映所要恢复数据完整性的指标,在同步数据复制方式下,RPO等于传输延迟时间内的数据丢失,在异步数据复制方式下,RPO为异步传输数据排队时间内的数据丢失。

各种用户的应用对RTO要求不同,业务繁忙的关键业务需要较小的RTO,如果系统恢复时间过长就会影响到业务运行,而许多业务系统的RTO较长,如果一些较小灾难发生在非业务运行时间,那么对业务连续性几乎不会造成任何影响。各种容灾解决方案的RTO有较大差别,基于光通道技术存储区域网(SAN)的同步数据复制,配合远程备用业务系统和跨生产中心与容灾中心的高可用管理系统,这种容灾解决方案具有最小的RTO。相比较而言,普通磁带备份的RTO较长,当灾难发生时需要更长的时间恢复系统。

容灾备份大不同

谈论容灾时有一个话题不可不说,那就是容灾与备份有何区别?

从定义上看,备份是指用户为应用系统产生的重要数据(或者原有的重要数据信息)制作一份或者多份拷贝,以增强数据的安全性。因此,备份与容灾所关注的对象有所不同,备份关系数据的安全,容灾关心业务应用的安全,我们可以把备份称作是“数据保护”,而容灾称作“业务应用保护”。备份最多表现为通过备份软件使用磁带机或者磁带库将数据进行拷贝,也有用户使用磁盘、光盘作为存储介质;容灾则表现为通过高可用方案将两个站点连接起来。

备份与容灾是存储领域两个极其重要的部分,二者有着紧密的联系。

首先,在备份与容灾中都有数据保护工作,备份大多采用磁带方式,性能低,成本低;容灾采用磁盘方式进行数据保护,数据随时在线,性能高,成本高;其次,备份是存储领域的一个基础,在一个完整的容灾方案必然包括备份的部分;同时备份还是容灾方案的有效补充,因为容灾方案中的数据始终在线,因此存储有完全被破坏的可能,而备份提供了额外的一条防线,即使在线数据丢失也可以从备份数据中恢复。

等级篇

大体上讲,容灾可以分为三个级别:数据级别、应用级别以及业务级别,

从对用户整个业务连续性的保障程度来看,它们的高可用级别也逐渐提高。

数据级别

数据级别容灾的关注点在于数据,即灾难发生后可以确保用户原有的数据不会丢失或者遭到破坏。

数据级容灾较为基础,其中,较低级别的数据容灾方案仅需利用磁带库和管理软件就能实现数据异地备份,达到容灾的功效;而较高级的数据容灾方案则是依靠数据复制工具,例如卷复制软件,或者存储系统的硬件控制器,实现数据的远程复制。数据级别容灾是保障数据可用的最后底线,当数据丢失时能够保证应用系统可以重新得到所有数据。从这种意义上讲,数据备份属于该级别容灾,用户把重要的数据存放在磁带上,如果考虑到高级别的安全性还可以把磁带运送到远距离的地方保存,当灾难发生后把数据从磁带中获取。

该级别灾难恢复时间较长,仍然存在风险,尽管用户原有数据没有丢失,但是应用会被中断,用户业务也被迫停止。这种方案花费较低,构建简单。

应用级别

对于业务应用繁

多、并且系统需要保持7×24小时连续运行的企业来说,显然需要高级别的应用容灾系统来满足他们的需求。

应用级容灾是在数据级容灾的基础上,再把执行应用处理能力复制一份,也就是说,在备份站点同样构建一套应用系统。应用级容灾系统能提供不间断的应用服务,让用户应用的服务请求能够透明地继续运行,而感受不到灾难的发生,保证信息系统提供的服务完整、可靠、安全。

一般来说,应用级容灾系统需要通过更多软件来实现,它可以使企业的多种应用在灾难发生时进行快速切换,确保业务的连续性。

业务级别

用户构建了数据级容灾和应用级容灾都是在IT范畴之内,然而对于正常业务而言,仅IT系统的保障还是不够的。用户需要构建最高级别的业务级别容灾。

业务级容灾的大部分内容是非IT系统,比如电话、办公地点等。因为当一场大的灾难发生时用户原有的办公场所都会受到破坏,用户除了需要原有的数据、原有的应用系统,更需要工作人员在一个备份的工作场所能够正常的开展业务。

技术实现篇

在建立容灾系统时会涉及到多种技术,一类是生产站点与冗余站点的互联技术,一类是进行远端数据复制的远程镜像与快照技术,还有一类是新兴的可实现容灾的存储虚拟化技术。

互连技术 由于容灾涉及到生产站点与冗余站点,因此将它们连接起来的互联技术在容灾中十分重要。目前,生产站点与冗余站点之间的连接主要有两种方式。第一种方式为光纤通道连接(详见24版,存储专家将为大家详细介绍如何远距离互联SAN)。光纤通道连接可以提供很高的性能,但是成本较高。另一种方式是近期发展的IP互联技术,包括FCIP、iFCP、iSCSI等。

远程镜像与快照 数据镜像即把磁盘(或磁盘子系统)中的数据完全复制到另一磁盘(或磁盘子系统)中,数据在两处的存储方式完全相同。数据镜像首先应用于本地操作,由于容灾对距离的要求,便发展成为远程镜像技术,即生产站点与冗余站点的数据存储方式一致。

另外一个实现快速数据复制的技术是快照。快照是某时间点磁盘系统中数据的扫描(类似一种数据指针集合),它不包含所有数据信息,但是用户通过快照与时间信息可以完全得到该时刻的完整数据。

存储虚拟化 存储虚拟化为容灾提供了一种灵活的解决方案,原因在于虚拟化方案在“虚拟”的各类设备之间可以实现容灾功能。

存储虚拟化的目标是改善管理和提高利用率。存储虚拟化还可以实现更高层次的管理功能。利用虚拟化特性,数据管理工具就可以更好地处理快照、复制、按需配置容量,以及基于策略的决策。卷管理也被认为是虚拟化的一种形式,而且目前已经成为多数数据中心管理存储网络和大型存储阵列的必备工具。在未来的几年中,它将会成为入门级存储阵列中的一个标准特性,并且广泛应用于IP存储和入门级存储网络之中。

用户经验篇

国内某大型运输公司在去年年底构建完成容灾系统,该公司IT主管华先生介绍了他们容灾系统运行半年多以来的一些宝贵经验。

华先生说,一般来讲,容灾站点要略微简单于主站点,原因是容灾站点投入正式业务运行的机率较小,在灾难发生时我们只要保障最关键的少数业务的连续性即可,而且这样做可以节约很大一笔投资。在容灾站点日常有许多琐碎的维护工作,这些工作就像容灾站点的意义一样,平常不会起到任何作用,但是一旦需要它时就是至关重要的。另外,容灾站点要经常进行灾难恢复演习,在演习中可以发现一些不足,为真正的灾难恢复积累经验。其他试验性操作也可以在容灾站点进行,比如一些新产品提供了具有吸引力的特点,但是不能马上应用到生产站点,由于容灾站点具有与生产站点大致的情况,就成了很好的试验田,一方面获得更多实际经验,另一方面也更大限度的利用资源。

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