信息容灾备份技术.doc

信息容灾备份技术本文详细阐述了容灾备份系统的概念以及所涉及的主要技术，最后介绍了一种云存储技术下的容灾备份系统。目前，各电力企业都致力于业务系统的备用建设，加强对各类数据和系统的本地和异地容灾，以期实现对业务应用的快速恢复甚至是在线恢复，保证企业业务运营的连续性。1、信息容灾和备份概念1.1容灾备份的概念通过在异地建立和维护一个数据备份，利用地理分散性保证系统对于灾难事件的抵御能力的技术称为数据容灾(DisasterTolerance)。数据容灾的目的是尽可能减少灾难带来的损失。主要研究灾前存储与备份数据;灾后及时、准确地恢复数据，保持应用的正常运行。如图所示。 点击图片查看大图容灾备份是通过特定的容灾机制，在各种灾难损害发生后，仍然能够最大限度地保障提供正常应用服务的信息系统。一个完整的容灾备份系统包括本地数据备份、远程数据复制和异地备份中心。当然并不是所有的企业都需要这样一个系统，只有对不可中断的关键业务才有必要建立容灾备份中心。而小型企业通过建立NAS或SAN的离线数据备份和人为的数据转移就可以达到很好的容灾备份效果。1.2容灾系统的等级标准容灾系统分为四个等级。第0级:没有备援中心。这一级容灾系统，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。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。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。2、容灾备份的几种典型技术2.1容灾系统的衡量指标2.1.1 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。2.1.2 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。2.2容灾备份的典型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。2.2.1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。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。2.2.2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/zixun/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阵备份过程中)。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。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。2.2.3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。3、云存储在容灾备份中的应用3.1云存储的概念云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。3.2云存储在企业容灾备份中的全新模式目前，国内外存储厂商提供的云存储服务，都只是简单地为用户提供在线数据备份，将企业的数据直接备份到云存储数据中心去。对此，结合了云存储的技术，UIT认为，磁盘-磁盘一云(D2D2C)的客户端应用模式，即数据从本地磁盘到云存储本地客户端系统(简称D2D2C设备)再到云存储数据中心的模式将成为云存储时代企业业务安全的新模式。D2D2C的数据保护模式还可应用于具有多个分支机构的企业内部数据保护。针对在各地拥有分支机构的大型企业，各分支机构只需在本地配置一台D2D2C备份设备.便可方便的把数据备份到企业总部或集中数据中心，从而提高存储安全和数据灾备能力。同时，D2D2C模式还可实现跨数据中心的数据容灾保护，在各个数据中心之间实现远程容灾，以实现企业数据的多重保护。而对于中小企业而言，现有的云存储解决方案，几乎都是为大型企业准备的，成本过高，技术复杂，让中小企业只能望“云