思科存储网络容灾备份解决方案.docx

ibm成长型企业解决方案/midmarket/cn/zh/ 10 ibm成长型企业解决方案现代的企业已经变得越来越依赖数据 处理中心进行业务处理，对于如金融、 电信这类的电子化程度很高的行业， 对其数据处理中心的完整性和可用性 提出了很高的要求。在企业电子化进 程中，新一代的业务处理系统大多采 用数据集中存放、集中处理的大集中先进模式替代原有的多分区多中心、数据分散式存储和处理的方式，这种 新模式对于加强企业帐务监管、数据 共享、新业务的开发和降低计算中心 的运营成本有极大的好处。然而这种 大集中模式对系统稳定性提出了更高 的要求：一旦电脑中心灾难发生，受 到影响的将是全国或全省范围的全部 分支机构和几乎所有业务，这必将对 企业造成巨大的经济损失，客户流失， 声誉受损，甚至有可能引起社会的不 安定。 据美国明尼苏达大学所做的调查显示， 一般公司如果在灾难过后两个星期内 无法恢复完全信息系统的使用， 75% 的公司业务将会完全停顿，43%的公司 将在也无法开业。对于依赖信息系统 进行日常运作的金融、保险、销售和 制造业而言，他们对于系统停机的最 大可忍受时间分别是 2 天，5.6 天，3.3 天，4.9 天，而金融业在此期间所遭受 的损失将高达日营业额的 50%.自 911 之后，全球各个企业均认识到 灾难防范保护的重要性。某些大型金 融机构之所以能够在两天内恢复营业， 其主要原因是它们不仅象一般公司那 样在内部进行数据备份，而且在数英 里外的新泽西州的备份数据中心也保 留着数据备份。这些备份是通过数据 备份软件和数据复制软件进行的。采 取这种措施后，一旦工作现场发生意 外，企业可以立即使用另一套数据。华尔街的金融机构重新对灾难恢复的 步骤做了重新的评估，并且认识到灾 难恢复只是技术手段之一，开始强调 business continuity - 业务连续性 而不仅仅是 disaster recover - 灾 难恢复。因为过去的灾难恢复计划 没有强调全局性及对整个市场的影响。而如何维持业务连续运作成为企业运营风险评估中至关重要的一环。事实 证明，只有数据存储备份制定完备、 持续可执行的业务连续计划才能为人 们提供万无一失的数据安全保护。灾难备份系统的关键技术为了确保企业应用所需要的 99.999% 的正常运行时间，存储设计必须在每 个级别考虑高可用性因素。所有企业 都应指定一个灾难恢复计划，这个计 划需能够解决可能会扩大的问题，并 且在发生大规模中断时无缝地转移到 某个备份中心。除了磁带备份以外， 企业通常需要在它们的容灾备份计划 中，使用复制技术来远程复制整个数 据中心。因此，恢复计划现在除了从 磁带恢复数据以外，还应当包括在发 生故障时将数据中心转移到一个远程 备份中心。灾难可能由多种因素导致， 并且很难预测。下列列出了一些主要 的因素： 设备故障 应用故障 人为错误 自然和非自然灾害登录社区，观看相关视频（goo.gl/bkgma）每个企业必须都必须找出所有需要保 存、以实现连续访问的关键性数据， 为从灾难中恢复做好充分的准备。必 须进行业务影响和风险分析，以确定对企业最重要的地点、职能或者应用。 一个远程数据中心即主数据中心 的镜像，可以用于在发生大规模灾难 之后继续提供完整的访问。很多容灾 备份解决方案都需要在将数据备份到 磁带的同时，保存数据的实时镜像。 复制技术还可以提供适用于不同应用需求的选项。灾难备份解决方案是在主生产中心数 十至上千公里范围内设立灾难恢复中 心，然后通过网络设备将主生产中心 和灾难恢复中心连接起来，以实现实 时的数据同步。灾难备份解决方案以 网络为基础，在主数据中心存储网络 与远程备份中心的存储网络之间采用 光纤通道交换机来实现连接。生产中 心和灾难恢复中心运行同样的系统， 包括操作系统、基础数据库和应用软 件，并配备数据复制管理器。假如生 产中心发生灾难，不能再工作，这时 备份中心会将业务数据及时恢复到备 用服务器上，并自动将业务切换到备 用服务器，然后实现业务的远程切换， 恢复系统不间断地运行，在备份中心 实现应用的异地备份恢复，这个过程 需要很短的时间完成。 灾难备份系统的关键技术包括网络技 术、存储技术与解决方案。从网络层 面而言，无论是 tcp/ip 网络还是光纤 网络，都已经在世界各地得到了广泛 的应用；在存储技术方面，raid、磁 盘等基础技术已经成熟，磁盘阵列的 应用已经遍布全球每一个角落；存储 网络（san）在全世界各地得到了全面 的认同，同时正在向开放性存储网络 方面发展。数据远程复制应用提供了 基于主机或存储设备的数据复制、在 线和实时的本地数据复制，通过光纤 通道 san 经过波分复用设备(dwdm)到同城距离、fcip 至远程的复制，支持 同步和异步的容灾镜像，支持全面的 磁盘同步，当出现很大的灾难时，确 保这些数据在另外一个地点的在线复 制是可用的，以支持尽快恢复在另一 台机器上的关键处理。 同时容灾备份对数据中心中的存储网络提出了更高的要求，对原有的各个应用单独的存储系统形成的 san“孤 岛”整合至统一的交换架构中，实行 统一管理，统一分配空间，同时通过 虚拟 san(vsan)的功能把各个应用系 统逻辑的分隔起来，减少相互之间的 影响，提高从主机系统到存储系统的 高效管理功能。 现今主要使用的远程复制应用，即基 于主机的软件和基于存储系统的专用 应用技术。常见的远程复制方案有 ibm 的 flashcopy, pprc(对等远程复 制) ，extended remote copy (xrc) 扩展远程复制等。 基于存储系统的同步 /异步远程复制 应用基于存储系统的同步 /异步远程复制 应用，具有在主副存储子系统之间同 步数据镜像的能力，而不需要主机环 境。主机软件用来启动、监控并控制 远程复制操作。 在远程复制设置中，本地与远程存储 系统由光纤通道相连接。当数据安全 写入到第二个存储系统的缓存，并且 第一个存储系统接受到确认命令后才 将主卷的更新数据传递给应用主机。 这样做的优点是：远程卷可以总是与 生产卷实现同步或最少时间内达到同 步，由于第一个卷能够保证数据连续 更新的完整性，并且不会因遭受灾难 而丢失数据，第二个卷也总是以精确 的顺序更新。因而，可以保证数据是最新的，并且绝对可靠，应用的重启 也只需很少的延时。同步恢复同步恢复是真正的关键所在。当生产 卷发生故障时，备份卷停止接受数据 而马上运行使业务得以继续。但是， 当主生产系统恢复起来时，必须将两 个卷上的数据库恢复为同步的记录， 而不是系统停机时的记录。 另外，同步在每天的操作中是必不可 少的，一些公司把灾难恢复当成了一 项日常工作来完成。这就意味着公共 数据中心和数据备份中心的变动管理 和版本控制能够很好地联系在一起。 比如，对关键应用系统进行了内部升 级从而影响到了需要恢复的数据。除 非备份站点知道有这样的变化，否则 你不得不花费更多的时间努力去找灾 难引起的变化。利用 san 进行容灾备份的主要优势 企业已经开始部署基于专用光纤通道 的存储网络，以解决共享局域网的性 能瓶颈问题。存储网络的其他优势包 括：提高数据可用性 存储网络基础设施可以为存储子系统（包括磁盘和磁带）提供多条路径， 以提高可用性和可扩展性。客户可以 部署经过改进的灾难恢复解决方案， 尤其是在开放的系统环境中更是如此。 在存储网络模式中，数据可以在两个 存储子系统之间建立镜像连接，而无 需使用价格昂贵的服务器和局域网资 源。将备份流量移植到一个存储网络 会减少每个域中可能出现的故障，并可以防止备份受到局域网数据流量的 影响。降低总体拥有成本 (tco) 存储整合让多个服务器可以共享相同 的存储设备，减少数据中心所需要的 磁带库的数量。整合还让用户可以更 加方便地重新分配所有服务器中未被 使用的容量，从而提高资源的利用率 和使用效率。客户可以部署一个企业 级备份 /恢复解决方案，从而降低由 连接到服务器上的磁带驱动器所带来 的管理和维护成本，从而节约大量的 资金。管理每个组件的成本会因为手 动流程中经常出现的人为错误而大大 增加。很多机制能减少这些错误，例 如远程磁带库，即通过部署自动备份 系统，避免在两地间手工运输磁带。 由于不需要运输那些用于恢复的数据， 这种机制可以避免由于操作不当而导 致的损坏，降低数据流失的可能性， 以及提高数据的可用性，从而提高系 统的可靠性。存储网络将备份资源整 合到一起，供每个服务器使用，同时 降低由于某一个备份设备发生故障而 造成的影响。总体拥有成本（tco）还 可以通过共享备份资源的增强可扩展 性、可用性、性能和可管理性而得到 大幅度的降低。灵活的备份选项 很多金融企业目前都延长了营业时间 和提供自动化金融业务的 24 小时服 务，并支持来自全球各地的客户，这 推动了对于全天候运营的需要。现有 的两种备份选项包括热备份和冷备份。 冷备份是指在备份期间应用数据停止 更新。而热备份是指在系统进行备份 的过程中，应用仍然继续更新数据。热备份技术 (例如写时复制和分离镜 像快照) 利用在某个特定时刻创建的原始数据 镜像，在不影响应用正常工作的情况 下进行在线备份。写时复制和分离镜 像选项都会将数据区块复制到未被使 用的存储上，以创建某个时间点的复本，大多数数据库都支持这两种技术。写时复制和分离镜像选项可以管理物 理数据区块的映射流程，以及它们与 某个文件系统或者数据库的关联。 ibm 企业存储服务器（ess）或者模块 化存储服务器（mss）中的 flashcopy 均支持这两个选项。灾难备份和恢复方案 在灾难备份和恢复的解决方案中，基 本可分为两种模式： (一)可实现同步 数据复制、切换时间快速的同城灾备 模式；(二)以异步为数据复制手段、 切换时间较长但防范灾难的范围更广 泛的异地远程灾备模式。但这两种模 式不是相互排斥的，而是满足不同灾 难防范级别的分类。随着对业务连续 的要求越来越高，许多大型企业把这 两种模式混合实施，以建立多级的风 险防范标准。 在建立了同城的灾备和不同城市之间 的远程灾难备份之后，不同城市的灾 难备份中心所能实现的功能，是同城 灾备中心所实现的功能的全部，但是 时间要求可能会稍微宽松一点。比如 在灾难发生之后要求两个小时之内必 须把同城的灾难备份运行起来，而在 做异地灾备的时候，这个时间将被允 许延长到 12 小时或者是 6 个小时。由 于时间要求越短，投入需要越大，企 业要找到一个最佳的比例关系。同城容灾备份解决方案 建立同城灾备中心的最大的优势是可 以利用在同城范围，即 60 至 100 公里 以内可以租用裸光纤来实现两个数据 中心之间的互连。随着裸光纤的租用 价格越来越便宜，使企业可以按照业 务的需求来部署两个数据中心之间的带宽，而不是按照租用的带宽来部署业务。这两者的差别使前者可以按照 真正的业务需求及未来的扩展来规划 企业级的业务连续方案，而不是仅仅 限制在几个核心的应用系统。有了高 带宽在两个数据中心之间的 san 相连 接，使数据的同步复制成为了可能， 可以实施高速数据复制和恢复的业务 连续策略。由于 san 具有很大的灵活性，允许将 存储设备与服务器连接在一起，所以 它也方便了灾难备份解决方案作用的 发挥。使用 san 基础结构，在一个城 域范围内实现灾难恢复备份的具体要 点如下： 在常规情况下，一个企业可以 在两个交换机之间通过双互联 交换链路 (isl)，把相距 10 公 里以上的两个站点以单模光纤 连接起来，isl 是使用 e_port 进行连接的，e_port 是个把两 个交换机连接成一个架构的扩 展端口； 当两个站点之间的连接端口数 量增加或同时有其他的连接接 口如 ge/escon/ficon 等需求 时，使用 dwdm 是一个非常灵活 的方式，同时降低了对裸光纤 的依赖和物理线路的故障切换 难度，提高了租用光纤的利用 率和管理的方便性； 可用点对点的方式或者环路方 式配置 dwdm 设备。一旦主链接 不能访问，cisco 的 dwdm 设备 ons15540/15530 均支持自动失 效转接到冗余物理链接。在环形 拓扑结构中，节点之间仅需要一 条链接。如果链路失效，激光将朝相反的方向传输来达到目标; 在光纤通道交换机和 dwdm 设备 之间的 isl 连接提供了更大的 带宽(达到多个 2 gbps，而非以 往的 1 gbps 的限制)，在端口汇 集方面，san 交换机可以提供多 达 16 端口，32gbps 带宽的 isl 汇集，称为 portchannel； 当在 san 环境里实施虚拟 san(vsan)时，可在 isl 中把多 个 vsan 同时传输(trunking)至 远程站点，则 isl 使用 te_port 进行连接。利用 san 进行容灾备份的主要优势 企业已经开始部署基于专用光纤通道 的存储网络，以解决共享局域网的性能 瓶颈问题。存储网络的其他优势包括： 提高数据可用性 存储网络基础设施可以为存储子系统（包括磁盘和磁带）提供多条路径，以 提高可用性和可扩展性。客户可以部署 经过改进的灾难恢复解决方案，尤其是 在开放的系统环境中更是如此。在存储 网络模式中，数据可以在两个存储子系 统之间建立镜像连接，而无需使用价格 昂贵的服务器和局域网资源。将备份流 量移植到一个存储网络会减少每个域 中可能出现的故障，并可以防止备份受 到局域网数据流量的影响。 降低总体拥有成本 (tco) 存储整合让多个服务器可以共享相同的存储设备，减少数据中心所需要的磁 带库的数量。整合还让用户可以更加方 便地重新分配所有服务器中未被使用 的容量，从而提高资源的利用率和使用 效率。客户可以部署一个企业级备份 / 恢复解决方案，从而降低由连接到服务 器上的磁带驱动器所带来的管理和维护成本，从而节约大量的资金。管理每个组件的成本会因为手动流程中经常 出现的人为错误而大大增加。很多机制 能减少这些错误，例如远程磁带库，即 通过部署自动备份系统，避免在两地间 手工运输磁带。由于不需要运输那些用 于恢复的数据，这种机制可以避免由于 操作不当而导致的损坏，降低数据流失 的可能性，以及提高数据的可用性，从 而提高系统的可靠性。存储网络将备份 资源整合到一起，供每个服务器使用， 同时降低由于某一个备份设备发生故 障而造成的影响。总体拥有成本（tco） 还可以通过共享备份资源的增强可扩 展性、可用性、性能和可管理性而得到 大幅度的降低。灾难备份和恢复方案在灾难备份和恢复的解决方案中，基本 可分为两种模式： (一)可实现同步数业务连续方案，而不是仅仅限制在几个 核心的应用系统。有了高带宽在两个数 据中心之间的 san 相连接，使数据的同 步复制成为了可能，可以实施高速数据 复制和恢复的业务连续策略。由于 san 具有很大的灵活性，允许将 存储设备与服务器连接在一起，所以它也方便了灾难备份解决方案作用的发挥。使用 san 基础结构，在一个城域 范围内实现灾难恢复备份的具体要点据复制、切换时间快速的同城灾备模式； 如下：(二)以异步为数据复制手段、切换时间较长但防范灾难的范围更广泛的异地 远程灾备模式。但这两种模式不是相互 排斥的，而是满足不同灾难防范级别的 分类。随着对业务连续的要求越来越高， 许多大型企业把这两种模式混合实施， 以建立多级的风险防范标准。 在建立了同城的灾备和不同城市之间 的远程灾难备份之后，不同城市的灾难 备份中心所能实现的功能，是同城灾备 中心所实现的功能的全部，但是时间要 求可能会稍微宽松一点。比如在灾难发 生之后要求两个小时之内必须把同城 的灾难备份运行起来，而在做异地灾备 的时候，这个时间将被允许延长到 12 小时或者是 6 个小时。由于时间要求越 短，投入需要越大，企业要找到一个最 佳的比例关系。同城容灾备份解决方案 建立同城灾备中心的最大的优势是可 以利用在同城范围，即 60 至 100 公里 以内可以租用裸光纤来实现两个数据 中心之间的互连。随着裸光纤的租用价 格越来越便宜，使企业可以按照业务的 需求来部署两个数据中心之间的带宽， 而不是按照租用的带宽来部署业务。这 两者的差别使前者可以按照真正的业 务需求及未来的扩展来规划企业级的 在常规情况下，一个企业可以在两个交换机之间通过双互联交 换链路 (isl)，把相距 10 公里 以上的两个站点以单模光纤连接起来，isl 是使用 e_port 进行连接的，e_port 是个把两个 交换机连接成一个架构的扩展 端口； 当两个站点之间的连接端口数 量增加或同时有其他的连接接 口如 ge/escon/ficon 等需求时， 使用 dwdm 是一个非常灵活的方 式，同时降低了对裸光纤的依赖 和物理线路的故障切换难度，提 高了租用光纤的利用率和管理 的方便性； 可用点对点的方式或者环路方式配置 dwdm 设备。一旦主链接 不能访问，cisco 的 dwdm 设备 ons15540/15530 均支持自动失 效转接到冗余物理链接。在环形 拓扑结构中，节点之间仅需要一 条链接。如果链路失效，激光将 朝相反的方向传输来达到目标; 在光纤通道交换机和 dwdm 设备之间的 isl 连接提供了更大的 带宽(达到多个 2 gbps，而非以往的 1 gbps 的限制)，在端口汇 集方面，san 交换机可以提供多 达 16 端口，32gbps 带宽的 isl 汇集，称为 portchannel； 当在 san 环境里实施虚拟 san(vsan)时，可在 isl 中把多 个 vsan 同时传输(trunking)至远程站点，则 isl 使用 te_port 远程容灾备份解决方案当需要更长距离的备份时，更多的连接 线路会是 sdh 或 ip 骨干网，san 可以 使用网关和 wan 连接。在这种远程连 接环境下，尽管备份的数据量有时可能 很小，但因为数据传输的时延比同城以 裸光纤连接的时延要大，会造成系统的 性能严重下降，同步复制的方案较难实 施，因此绝大部分企业采取了异步数据 复制技术。异步数据复制带来的是具有 一定的时间差异，可能是以秒计算，也 可能是以分钟或小时计算的，在做异地 灾难切换时，需要在应用一级上以流水 交易记录来确保数据的完整性。 为了支持在远距离上传输光纤通道，任 何一端的扩展连接上的光纤通道端口 必须支持高等级的缓存缓存信用点(buffer-buffer credit)。b2b 信用点 让发送端有权发送一个数据帧。当数据 帧到达远端时，发送端会再发送一个数 据帧。但是，如果距离或者相关延时过 长，用户可能得到有限的有效带宽，这 是因为损失了等待确认的时间。因此， 在较长的距离上传输光纤通道的关键是为发送端提供大量的 b2b 信用点。这种方法让发送端可以在等待返 回确认信息的过程中，不断地 在发送通道中装满大量的数据 帧。根据光速计算，通常情况 下每两公里距离就需要一个 b2b 信用点，以避免限制带宽。 对于市场中的大部分光纤通道 交换机，通过购买一个额外的 使用许可，最多可以支持 60 个信用点。如果距离不超过 30 公里，用户只能建立一个 1gbps 的传输通道。但是，利用 mds9000(2062-d01/d04/d07)光纤通