红山虚拟化备份恢复介绍.doc

红山虚拟化备份恢复V5.2北京红山世纪科技有限公司2013年10月红山虚拟化备份恢复 v5.2版权所有 2013 北京红山世纪科技有限公司。保留所有权利。Halsign、红山、vGate 和徽标是北京红山世纪科技有限公司在中国和/或其他国家/地区的注册商标或商标。其他公司名称或产品名称仅作提供信息之用，可能是其各自所有者的商标。 红山虚拟化备份恢复目录一. 概述11.1 背景介绍11.2 技术及市场现状11.3 虚拟化数据安全问题2二. 系统架构3三. 功能实现63.1 备份63.2 恢复73.3 复制8四. 创新点9五. 主要优势特点10一. 概述1.1 背景介绍随着社会信息化程度的提高，企事业单位对于信息数据和信息化系统依赖程度的不断增加，企业需要面对铺天盖地的数据信息，包括邮件、报告、电子表格、业务信息等，由于灾难发生所造成的数据丢失和业务中断的损失也越来越大。如何保存和管理数据信息，并实现灾难发生后为使业务持续运行所花费的成本得到控制，成为企业高管和IT经理们面临的首要问题。仅仅依靠扩大存储容量来进行数据管理是非常被动的，不仅导致高额成本，而且带来极大风险。灾备软件的重要性逐渐得到认可，接受程度也在不断提高。政府部门以及医疗、金融等行业对灾备的重视程度越来越高，有些还明确地提出了灾备要求，比如保监会要求所有保险机构的系统宕机时间不能超过8小时。未来，更多的用户会关注RTO（恢复时间目标）、RPO（恢复时间点目标）等与灾备相关的指标，这对于中国灾备市场的发展来说是一个利好的因素。1.2 技术及市场现状国内对于灾备技术的研究尚处于起步阶段，灾难恢复体系基础仍很薄弱，灾备相关技术的研究力量还十分分散，没有进行有效地整合，灾备产业链还不完善。根据虚拟化的相关文献报道，到目前为止，虚拟化在国内尚处于初级阶段，与虚拟化相关的项目大都是国外虚拟化在行业中的应用等，典型的比如北京世纪互联宽带数据中心有限公司通过使用虚拟化技术来搭建云计算平台，用于提供IaaS（Infrastructure as a Service）服务。红山虚拟化备份恢复产品着眼于在完善的虚拟化平台基础上提供备份恢复功能，属于基于虚拟化平台的重要高级功能，当前属于前沿领域。据IDC的估算，2017年，灾备市场将达到上千亿元的规模。当前在中国的灾备市场上，国外厂商仍占据主导地位。主要有美国VMware、Veeam、CommValut、PHD Virtual等，这些公司产品成熟、技术领先，是虚拟化技术备份恢复的前沿领导者。在备份容灾行业，全球75%的备份容灾市场份额由美国公司占据，而在中国，80%以上的备份容灾软件市场份额被国外公司占据。不过，由于灾备涉及到数据安全问题，国外软件安全漏洞显现事故频发、国外软件应用带来严峻的军事与政治威胁，使得国内核心领域的信息安全面临极大挑战，在一些对数据安全性十分敏感的特殊行业，用户越来越青睐国产化软件。1.3 虚拟化数据安全问题如今，许多企业正在通过服务器虚拟化来实现提高运营效率、降低成本开销。虚拟化技术有助于整合服务器、提高硬件利用率，并且减小数据中心的耗电量和占用场地。但是，虚拟化也带来了全新的管理难题， 对整个企业在数据保护、存储、网络消耗及易管理性等方面提出了挑战。随着服务器和应用继续整合到虚拟化环境中，如何进行有效的数据保护和恢复仍将是一项长期的挑战。虚拟化环境下的数据保护需要考虑以下几方面： 物理服务器负荷和资源消耗：随着虚拟服务器与物理服务器的比率继续提高， 虚拟实体之间会出现严重的资源争夺现象争夺有限的物理服务器和网络资源。基于服务器的传统数据保护操作只会加剧这种资源争夺现象和系统负荷。 虚拟机无计划部署：虚拟服务器成为默认服务器策略，分配新的虚拟机又很容易，极易造成虚拟机散乱的现象。 不同的恢复要求：任何数据保护操作都必须能够提供一步到位的备份过程，同时又允许多种恢复方案，包括从灾难恢复所需的整个虚拟机、到数据丢失所需的细粒度单文件恢复。针对上述问题，红山开发了高效、可靠的备份恢复功能，可对业务应用和数据进行完善的保护。在故障和灾难发生时，能实现最快的应用和数据恢复，降低业务损失。 针对资源消耗问题，红山虚拟化备份恢复产品采用独特的沙箱运行模式，既保证了服务器运行效率，又减少了对服务器资源的掠夺。 红山产品利用一组一致的策略，用有限的管理资源来应对虚拟机的无计划增长，运用自动、简化的机制来保护和恢复这些虚拟机上的数据。备份策略分为资源池级别和虚拟机级别，计划部署既支持立即运行的任务，又支持计划任务，保证了策略的一致性，同时新加入的虚拟机无需人工干预，也能自动按照预先策略进行备份。 红山虚拟化备份恢复产品细化了备份恢复的粒度，既支持整个虚拟机的备份恢复，又支持文件和应用级别的备份和恢复，满足用户不同的恢复需求。红山虚拟化备份恢复采用最新的增量、压缩、去重复技术，在性能及安全性上处于领先。与市场上同类产品相比，本产品在虚拟机的管理和备份恢复运行效率上来说，较其他产品有较大幅度技术上的领先优势。与国外同类产品相比，由于本产品是基于国内企业服务器市场基本情况来开发，本土化功能更加明显，同时公司在国内对于本地化服务具有成本优势。同时，开放接口，支持第三方厂商开发更多增值管理工具。二. 系统架构红山虚拟化备份恢复软件充分利用了虚拟化环境的特性，专门针对虚拟化环境设计，并实现了独特的vStor架构。在不影响主机性能的前提下，保证最快的备份恢复速度、占用最小的网络带宽、达到最佳的备份恢复效果。该软件包括五部分：虚拟化服务器软件(vGate Server)、虚拟化集中式管理控制台软件(Halsign Console)、虚拟化备份恢复软件(vTrans)、虚拟化备份恢复代理软件(BR Agent)以及虚拟化备份恢复存储端服务(vStorage Server)，如下图所示。其中虚拟化服务器软件和虚拟化集中式管理控制台软件是基础，vTrans、BR Agent和vStorage Server是红山自主研发的灾备核心部件。图 1 虚拟化备份恢复软件系统架构l vGate ServervGate Server安装在标准x86服务器上。该虚拟机监视器为Type1 VMM，即直接安装在硬件和操作系统之间的虚拟机监视器，采用了最高效的两种创新技术：超虚拟化和硬件辅助虚拟化。这两大技术得到了业界的广泛认可，被认为是最具扩展性、最强健可靠的和最安全的虚拟化形式。基于vGate Server的虚拟化方式占用的系统资源极少，可为虚拟化工作负载提供接近于物理计算机的性能。l Halsign ConsoleHalsign Console是一个Windows下的GUI管理控制台，它集成了vGate虚拟化系统的所有功能，提供图形化的、直观的操作界面，友好易用。通过Halsign Console，用户可以集中式地进行虚拟机生命周期、迁移、备份和恢复、高可用性及工作负载管理等，可以完成系统的部署以及迁移、远程控制、进行灾难恢复等。通过集中式的管理，对虚拟机进行导入、导出和复制，大大缩短系统和应用部署与配置时间，可方便用户直观地对备份恢复进行操作和监视，同时自动化部署方式，可以大幅减少人力成本支出。如下图所示：图 2 Halsign Console界面l 备份恢复代理软件 BR AgentBR Agent是该项目的核心模块之一，主要用于：vTrans与Halsign Console的交互与协作；监控资源池的变化，保证新加入的虚拟机也能按照用户预先配置的策略进行数据备份和恢复。l 备份恢复底层传输软件 vTransvTrans是该项目的另一核心模块，也是最重要的模块。其主要作用是将要备份的数据从源端传送至目的端，并在此过程中实现数据的增量分析和压缩；同时在备份和恢复过程时检查数据的完整性，确保恢复的虚拟机的数据与原始数据一致。l 备份恢复存储端软件 vStoragevStorage是该项目架构的存储端实现方案。其发布形式为兼容vGate平台的虚拟机，其中包含了存储的对接(兼容异构的存储设备)和一系列用于存储管理的通用API，记录了灾备的状态、历史和文件系统的使用情况。三. 功能实现红山虚拟化备份恢复产品基于独特的vStor架构，可直接与vGate无缝整合。备份恢复功能以插件的形式直接在vGate平台上部署，这种循序渐进的方式可提供高性能的资源保护，并能灵活地支持大型、分布式的扩展部署。不同于其他的备份恢复方案，此备份恢复功能不需要额外的软/硬件和操作系统，不会影响Hypervisor性能，无论是运行或是关闭的虚拟机都可以容易且完整地进行备份、恢复。备份恢复采用了增量备份、压缩、重复数据删除等技术，极大地提高了备份和恢复的效率，并大幅减少了存储及网络带宽需求。备份恢复功能是基于任务来完成备份、恢复和复制的工作。用户根据具体需求创建任务（备份、恢复或者复制）；当一个任务创建后，vGate Server中的Agent（代理）模块会根据请求立即（或按照已定义的计划）执行相应的操作。3.1 备份 当一个备份任务创建后，vGate Server中的Agent首先读取目标VM（待备份虚拟机）上的元数据，并创建快照。 图 3 虚拟机备份A 接下来，Agent将目标VM的元数据和符合VHD标准的存储文件通过vTrans发送到vStorage已配置好的存储空间。图 4 虚拟机备份B 最后，Agent删除虚拟机快照。图 5 虚拟机备份C3.2 恢复进行虚拟机恢复时，Agent在vStorage的存储中搜索，找到匹配的VM元数据及VHD存储文件，然后对数据进行解压缩、验证，最后通过vTrans将上述所有数据发送至要恢复到的目标位置，重新启动该虚拟机。图 6 虚拟机恢复可以选择不同备份时间的虚拟机版本将虚拟机迅速恢复到备份时刻的状态。通过本项目创新的快速恢复技术，用户无需一个一个顺序还原首次备份和增量备份，可一步到位实现完整的虚拟机恢复。3.3 复制可以对虚拟机进行跨物理机、跨资源池的复制操作，并且可进行同步复制。在复制过程中省略了vStorage一层，即不需要任何存储进行中转。图 7 虚拟机复制复制是将源虚拟机复制出一个全新的虚拟机，而同步复制即将源虚拟机数据同步至已复制的目标虚拟机。只要该虚拟机做过复制、且复制出的虚拟机存在，即可进行同步复制。四. 创新点红山虚拟化备份恢复是红山公司推出的整合备份恢复与服务器虚拟化整合的一体化产品。产品适用于标准的x86服务器，能有效地保证数据备份和恢复过程的完整性、一致性和可靠性，可提高服务器使用效率，减少电力消耗，是构建灵活的（移动）互联网基础设施和云计算平台的基础，尤其适用于运营商和（移动）互联网企业的数据中心。红山虚拟化备份恢复专门针对虚拟化环境量身定制，充分考虑和利用了虚拟化环境的特性，提供无缝扩展和分布式部署的高性能数据保护。其创新点如下： 不需要额外的硬件/软件与传统的灾备方案不同，红山虚拟化备份恢复产品完全虚拟化，不需要任何额外的专用代理服务器、备份服务器、操作系统许可证、额外的硬件或软件代理。 易于部署、易于使用安装步骤简单-只需简单的把虚拟备份设备部署，配置备份的目标,安装虚拟备份插件。通过简单、直观的向导配置备份和恢复的作业配置。 灵活的选择备份存储通过本地存储、共享存储、NFS或SMB/CIFS连接外部存储备份虚拟机。通过数据备份连接器支持磁带备份的解决方案可快速、简易地与磁带备份解决方案集成，能够提供VM扫备份到磁带上。 可扩展性和容错部署分布式体系架构歼灭单点故障。可支持大型和分布式环境的备份。 管理集成专用的客户端，提供一个“单一窗口”直接进行客户端的虚拟机备份和恢复管理。在管理客户端，一个简单的右键点击就能允许备份、恢复和复制虚拟机，查看作业状态、历史记录和备份时间表。 备份和恢复速度更快，以满足RPO和RTO支持多个数据流并行备份和恢复以满足备份时间窗口RPO和RTO的要求。用户可为每台vGate Server配置多个备份和恢复的数据流。 设置一次后无需再设备份工作可以分配给定义的池（资源池或者虚拟机），池中任何虚拟机或新添加的虚拟机会自动添加到备份设置池上。 独特的vStor架构减少存储需求，降低网络带宽使用在数据离开主机之前在主机上进行数据压缩，降低网络带宽的需求，并提供一个通过分布式网络和广域网环境备份的理想解决方案。目的端删除重复数据，减少存储资源消耗。 通过vTrans技术提高数据的完整性在备份和恢复过程中检查数据完整性，确保恢复虚拟机的数据与原始数据匹配。 文件级备份和还原提供文件备份及恢复能力，按照需要恢复单个文件或者文件夹，而不需要恢复整个虚拟机映像。 备份保留和归档-满足灾难恢复目标和备份保留策略定义和配置灵活的存储端虚拟机备份保留策略，可以自动删除旧的备份。归档功能能够标记备份，避免被保留策略删除备份。五. 主要优势特点相较于国外同类产品，红山虚拟化备份恢复产品具有以下特点：1、 优良的技术红山虚拟化备份恢复产品采用了独特的vStor架构，同时融入压缩、增