数据容灾技术介绍

1、容灾解决方案介绍1.容灾的技术要求 - RTO和RPO目标在讨论选择何种容灾的技术前，首先要明确的是灾难复原的目的不是仅仅得到相同的数据拷贝，而是如何在灾难发生后如何复原应用的运行，重要的是如何保证灾难发生后备份的数据可用。其主要表示为两个目标参数的确定：恢复时间目标（Recovery Time Objective，简称RTO）：RTO表示了从灾难发生直到业务流程再次运行（即被恢复）的时间。RTO有两个组成部分，明确灾难发生后指示恢复流程开始的决策时间（Decision Time）和进行灾难恢复流程的实施时间（Deployment Time）。一般来说，恢复时间（RTO）越短，那么灾难恢复方案

2、的成本就越高，但是由于灾难造成的业务损失就越小；反之，恢复时间（RTO）越长，灾难恢复方案的成本较低，但是由于灾难造成的业务损失就较大；恢复点目标（Recovery Point Objective，简称RPO）： RPO是灾难发生后业务能够容忍的数据丢失量，或者说灾难发生造成的数据丢失量。一般来说， RPO越高（即，丢失的数据越少），容灾的成本越高，但是由于灾难造成的业务损失就越小；反之，RPO越低（即，丢失的数据较多），容灾的成本越低，但灾难造成的业务损失也越大。2.灾备解决方案简述 综合说来，高级别容灾技术的核心是实现实时数据复制，而数据复制可以从整个系统的各个级别去分别实现，如应用软件、

3、数据库、SAN网络、存储设备和虚拟化方式。如下图：各种容灾方式均有自己优缺点，需要根据实际的情况，通盘考虑后选取最适合自己的荣在模式。下面将举例说明各种容灾方式。2.1基于应用程序容灾解决方案采用基于应用的容灾方案通是在主机服务器上部署响应的容灾软件示意图如下：基于主机的容灾方案示意图采用基于主机系统的容灾方式的核心是利用主、备中心主机系统通过IP网络建立数据传输通道，通过主机数据管理软件实现数据的远程复制，当主数据中心的数据遭到破坏时，可以随时从备份中心恢复应用或从备份中心恢复数据，从而给企业提供了应用系统容灾的能力。实现远程数据复制的数据管理软件有很多产品，主机厂商和一些第三方软件公司(如

4、Veritas) 提供基于主机的数据复制方案，如Sun公司的Availability Suite软件和Veritas Volume Replicator(VVR)等软件可实现基于主机的远程数据复制，从而构建基于主机的容灾系统。采用基于主机的数据复制技术建设容灾方案有以下优点：l 基于主机的方案最主要的优点是只对服务器平台和主机软件有要求l 既有针对数据库的容灾保护方案，也有针对文件系统的容灾保护方案。l 有很多不同的基于主机的方案，可以满足用户的不同数据保护要求，提供多种不同数据保护模式；l 基于IP网络,没有距离限制同时，采用主机的数据复制技术建设容灾方案有以下局限：l 基于主机的方案通常需

5、要同种主机平台；l 基于主机的数据复制方案由于生产主机既要处理生产请求，又要处理远程数据复制，必须消耗生产主机的计算资源，因而对生产主机性能产生较大的影响，甚至是产生严重影响；l 利用主机数据复制软件的方案比较复杂，尤其是和数据库应用结合的时候需要很复杂的机制或多种软件的结合，从而对生产系统的稳定性、可靠性、性能带来显著影响；l 如果有多个系统、多种应用需要灾难保护，采用基于主机的方案将无法有统一的技术方案来实现。l 管理复杂，需要大量的人工干预过程，容易发生错误。2.2基于数据库复制的远程容灾解决方案基于应用之间的数据复制技术也有很多种，例如 Oracle Data Guard技术是Orac

6、le数据库系统特有的灾难备份和恢复技术，利用了Oracle数据库系统的日志备份和恢复机制。图5.18. 采用Oracle Data Guard的容灾方案通常采用数据库技术进行灾难备份需要满足以下前提条件： 后备系统与主系统的操作系统、操作系统版本等保持一致； 后备系统与主系统上数据库用户的权限一致； 后备系统与主系统的数据库版本一致； 后备系统与主系统的数据库配置文件一致。所以再使用数据库容灾时一定要详细调研现有情况，准备详细的实施方案。采用数据库建设容灾方式有以下优点：l 完全通过数据库机制来实现，完全不依赖于其它软件和底层存储平台；l 可以满足用户的不同性能、数据保护要求，提供多种不同数据

7、保护模式；l 可以实现一对多的数据复制，提供多重保护；l 后备数据库可以在很短的时间内提升到生产状态（因为数据库已经在运行）l 基于IP网络,没有距离限制采用数据库建设容灾方案有以下限制：l 数据库容灾模式会对生产数据库系统的性能产生影响,因而需要更多的处理资源；l 后备数据库通常不可用，如果用户需要在远程数据中心使用生产数据给开发测试、DW/BI应用使用将非常困难。l 只能对数据库数据提供保护，不能对其它应用数据如文件应用等提供灾难保护。l 管理复杂，需要大量的人工干预过程，容易发生错误。2.3基于SAN网络的容灾解决方案基于SAN网络的容灾一般是在SAN网络中拆分出一份数据，同步到容灾中心

8、。由交换机设备担任复制引擎，从而产生两份数据，一份正常写入本地，另一份通过容灾设备写到远端。例如IPStor ，HDR，Recovery Point，SVC，VPLEX等产品均可外挂在SAN网络旁边实现数据容灾。采用SAN网络容灾优点： 异构存储容灾解决方案，对应用要求少，对现有应用结构基本保持不变动。 采用SAN网络容灾弱点： 对SAN交换机有较高的要求 ，如果更换SAN交换机，网络结构调整将会有很大的风险。案例、成熟度少，对数据一致性保证有待提高。2.4基于存储的远程数据复制容灾解决方案采用基于存储的容灾方案的技术核心是利用存储阵列自身的盘阵对盘阵的数据块复制技术实现对生产数据的远程拷贝，

9、从而实现生产数据的灾难保护。在主数据中心发生灾难时，可以利用灾备中心的数据在灾备中心建立运营支撑环境，为业务继续运营提供IT支持。同时，也可以利用灾备中心的数据恢复主数据中心的业务系统，从而能够让企业的业务运营快速回复到灾难发生前的正常运营状态。基于存储的容灾方案示意图如下：基于存储数据复制技术的容灾方案示意图采用基于存储的数据复制技术建设容灾系统是目前金融电信企业、政府采用较多的容灾方案，有非常多的应用案例，是容灾建设可选择的技术方案之一。基于存储的复制可以是如上示意图的“一对一”复制方式，也可以是“一对多或多对一”的复制方式，即一个存储的数据复制到多个远程存储或多个存储的数据复制到同一远程

10、存储；而且复制可以是双向的。采用基于存储数据复制技术建设容灾方案的必要前提是：l 通常必须采用同一厂家的存储平台，通常也必须是同一系列的存储产品，给用户的存储平台选择带来一定的限制。l 采用同步方式可能对生产系统性能产生影响，而且对通信链路要求较高，有距离限制，通常在近距离范围内实现（同城容灾或园区容灾方案）l 采用异步方式与其他种类的异步容灾方案一样，存在数据丢失的风险,通常在远距离通信链路带宽有限的情况下实施。这主要是由于基于存储的容灾技术方案有如下优点：l 采用基于存储的数据复制独立于主机平台和应用，对各种应用都适用，而且完全不消耗主机的处理资源。l 采用同步方式可以完全不丢失数据，在同

11、城容灾或园区内容灾方案中，只要通信链路带宽许可，完全可以采用同步方案，而不会对主数据中心的生产系统性能产生显著影响。采用HDS基于存储的同步复制方式的容灾案例有很多，有非常多的成功经验，如中国银行、四川移动、江西移动都采用了HDS同步复制技术，并能满足大规模I/O吞吐情况下的同步数据复制要求。l 采用异步方式虽然存在一定的数据丢失的风险，但没有距离限制，可以实现远距离保护。l 灾备中心的数据可以得到有效利用。3.存储虚拟化容灾方案存储虚拟化的技术方法，是将系统中各种异构的存储设备映射为一个单一的存储资源，对用户完全透明，达到屏蔽存储设备的异构和主机的异构的目的。通过虚拟化技术，用户可以利用已有

12、的硬件资源，把SAN内部的各种异构的存储资源统一成对用户来说是单一视图的存储资源（Storage Pool），而且采用Striping、LUN Masking、Zoning等技术，用户可以根据自己的需求对这个大的存储池进行方便的分割、分配，保护了用户的已有投资，减少了总体拥有成本（TCO）。另外也可以根据业务的需要，实现存储池对服务器的动态而透明的增长与缩减。通过存储虚拟化技术可实现数据的远程复制，以确保容灾中心与主站点的数据保持同步以实现数据容灾。目前各存储厂商分别有不同的存储虚拟化技术(HDS VSP存储平台提供的Universal Replicator SVM技术，IBM San Vol

13、ume Controller，都是虚拟化技术)，利用各厂家的存储虚拟化技术能够实现异构存储平台之间的数据复制（同步或异步方式）。存储虚拟化技术可以在不同层面实现，如在智能交换机层面、存储层面或增加第三方设备来实现。采用虚拟存储技术进行数据复制同样也可以有同步复制方案和异步复制方案，需要根据具体的需求选择合适的产品。采用虚拟存储化技术建设容灾方案有以下优点：l 主生产中心和容灾中心的存储阵列可以是不同厂家的产品，存储平台选择不受现有存储平台厂商的厂商限制。l 对不同厂家的存储阵列提供统一的管理界面。在虚拟存储环境下，无论后端物理存储是什么设备，服务器及其应用系统看到的都是其熟悉的存储设备的逻辑镜像。即便物理存储发生变化，这种逻辑镜像也永远不变，系统管理员不必再关心后端存储，只需专注于管理存储空间，所有的存储管理操作，如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、改变RAID级别、扩充存储空间等比从前的任何产品都容易，存储管理变得轻松简单。采用虚拟存储化技术建设容灾方案需要考虑以下问题：l 确保在异构环境中保证设备的兼容性和数据的完整性；l 采用虚拟存储技术，尤其是增加第三方硬件的方式将需要评估对整个系统的高可用性和性能的影响。4.小结基于应用的容灾方案、基于主机的容灾方案和基于存储(包括虚拟存储技术)的容灾方案都有各自的适用范围，适用于不同的灾难保护需要。用户需要根据具体的实际需求来选择