存儲與容災析疑V6.0

存儲與容災

V6.0匯報提綱存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4匯報提綱存儲設備與服務器的連接方式通常有三種形式：存儲設備與服務器直接連接，又稱為DAS（DirectAttachedStorage）——直接連接存儲；存儲設備直接聯(lián)入現(xiàn)有的TCP/IP的網絡中，實現(xiàn)文件共享的功能，這種設備稱為NAS（Netword

AttachedStorage）——網絡附加存儲；將各種存儲設備集中起來形成一個存儲網絡，以便于數(shù)據(jù)的集中管理，這樣的網絡稱為SAN（StorageAreaNetwork）——存儲區(qū)域網。

DAS應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)

SAN應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)NAS應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)IPFC/IPFileI/OBlockI/O存儲架構的發(fā)展歷程DAS特點特點：直接與服務器連接的存儲系統(tǒng)；通過SCSI或FC接口連接；服務器為核心，不直接連入網絡。優(yōu)點：價格相對較低使用簡單容易安裝缺點：不能共享連接距離有限升級困難、維護復雜缺乏較好的高可用性DAS應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)存儲架構的發(fā)展歷程NAS特點特點：通過網絡接口與網絡直接相連，用戶通過網絡訪問。瘦服務器的存儲設備，相當于一個專用的文件服務器。專門優(yōu)化了系統(tǒng)硬、軟件體系結構。跨平臺使用；方便的安裝、維護、使用。優(yōu)點：容易安裝，維護簡單共享數(shù)據(jù)、跨平臺文件共享遠程訪問減輕服務器負擔、充分利用網絡帶寬缺點：不適合數(shù)據(jù)庫存儲孤立的存儲設備傳輸速率低成為瓶頸NAS應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)IPFileI/O存儲架構的發(fā)展歷程SAN特點特點：以數(shù)據(jù)存儲為中心采用可伸縮的網絡拓撲結構基于光纖通道協(xié)議（FC-SAN）或IP協(xié)議（IP-SAN）

SAN應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)BlockI/OFC/IP存儲架構的發(fā)展歷程FC-SAN架構優(yōu)點：高帶寬，高性能高可用、高擴展性，集中管理，易于整合缺點：高單位成本互操作性問題長距離傳輸受限制專屬網絡結構，管理相對復雜存儲架構的發(fā)展歷程服務器服務器FCHBAFCHBAFC交換機FC陣列IP-SAN架構優(yōu)點：單位成本低高可用、高擴展性集中管理，易于整合傳輸距離不受限制缺點：傳輸開銷相對較大，影響性能單位I/O性能較FC-SAN低TCP減負引擎（TCPOffloadEngine：TOE）(NIC：networkinterfacecard）存儲架構的發(fā)展歷程NIC/TOEiSCSIHBA服務器IP交換機iSCSI陣列IPSAN可用光纖連接服務器光纖網線主機軟件InitatoriSCSIMPIO存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4匯報提綱存儲的連接技術（存儲協(xié)議）第一代DAS連接方式：服務器直連第二代FCSAN連接方式：FC網絡第三代IPSAN連接方式：IP網絡1986—SCSI協(xié)議1997—FC協(xié)議2003—iSCSI協(xié)議空間利用率低連接距離限制管理維護性差數(shù)據(jù)保護復雜協(xié)議開放性低設備兼容性差傳輸距離限制投資成本高昂管理維護獨立繼承FCSAN優(yōu)點避免FCSAN弊端FC存儲VS.IP存儲FC存儲IP存儲協(xié)議類型簡單二層通道協(xié)議。近似于令牌環(huán)。FC是90年代以太網尚未充分發(fā)展階段的歷史性技術三層協(xié)議，標準化網絡協(xié)議開放性體系封閉僵硬，復雜昂貴，管理難度高，發(fā)展緩慢。標準化，高度開放，使用廣泛，成熟，成本低廉體系結構中低端采用仲裁環(huán)結構，容量越大，性能越低；高端交換結構采用共享內存方式。中低端也采用先進的Crossbar交換結構，“高端貴族技術平民化”；容量越大，性能越高。擴展性擴展有限，擴展后性能降低擴展無限前端接口性能1Gb/s、2Gb/s，2006年達4Gb/s100Mb/s、1Gb/s、10G/s安全性FC技術協(xié)議簡單，沒有安全防御手段，只能通過物理隔離手段保證數(shù)據(jù)安全IP技術中有完整的加密、認證技術，保證數(shù)據(jù)安全性，還可以通過FW/IPS等提高系統(tǒng)安全性互操作性歷史遺留存在嚴重的互操作性問題，產品互聯(lián)性差，至今未建立管理標準，管理成本極高。與IP、以太網有優(yōu)異的互操作性，全球成熟標準，跨廠商互聯(lián)互通，管理方便、成本低廉投資成本較高初期投資成本和極高的后期維護管理成本配套成本低，分步滾動投資，維護成本低可管理性專用獨立的FC網絡管理，形成FC存儲孤島第一網、第二網集中統(tǒng)一的IP管理，容易掌握距離限制距離局限在城域網范圍內無距離限制，距離可擴展到IP網絡所及的范圍FCSAN和IPSAN組網對比NIC/TOEiSCSIHBA主機IP交換機iSCSI陣列主機軟件InitatoriSCSIMPIO光纖網線IPSAN可用光纖連接主機主機FCHBAFCHBAFC交換機FC陣列FCSAN和IPSAN采購投資對比主機主機FCHBAFCHBAFC交換機FC陣列NIC/TOEiSCSIHBA主機IP交換機iSCSI陣列主機軟件InitatoriSCSIMPIO光纖網線免費！FCSAN和IPSAN后期維護成本FCHBAFCHBAFC交換機FC陣列NIC/TOEiSCSIHBA主機IP交換機iSCSI陣列光纖網線FCSAN運維管理主機軟件InitiatoriSCSIMPIO主機主機存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4匯報提綱存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4匯報提綱容災的必要性2008年5月12日下午14時28分，四川省汶川縣發(fā)生7.8級地震，全國多個省市有明顯震感。截至今天，此次地震已經帶來了重大的損失，死亡預計在5萬人以上，直接受災人數(shù)1000多萬！地震對各個行業(yè)影響巨大：滬深兩市多家上市公司停牌、部分地區(qū)機場關閉、成都首發(fā)列車停運、通訊受到影響……目前全國上下，萬眾一心，正在全力以赴的開展抗震救災工作！容災的必要性2004年12月26日印度尼西亞蘇門答臘島發(fā)生地震引發(fā)大規(guī)模海嘯，到2005年1月10日為止的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，印度洋大地震和海嘯已經造成15.6萬人死亡，是世界近200多年來死傷最慘重的海嘯災難在造成巨大人員傷亡和財產損失的同時，印度洋沿岸許多國家的交通癱瘓，能源供應中斷，通信、金融等重要行業(yè)的業(yè)務也陷入了停滯狀態(tài)容災的必要性2001年9月11日，紐約，美國標志性建筑物—雙子星座世貿大樓被恐怖分子劫機撞毀、轟然倒塌世貿中心，是美國乃至全球財富的象征，在這座建筑群中，聚集了如AT&T公司、SUN公司、瑞士銀行等眾多全球一流的大公司，在9·11恐怖襲擊事件中，800多家公司的重要數(shù)據(jù)深深的埋在了廢墟中，大多數(shù)的數(shù)據(jù)都無法恢復了，這些世界金融和IT的巨頭也遭受了不同程度的損失。容災的必要性911災難發(fā)生前，約有350家企業(yè)在世貿大廈中工作。事故發(fā)生一年后，重返世貿大廈的企業(yè)變成了150家，有200家企業(yè)由于重要信息系統(tǒng)的破壞，關鍵數(shù)據(jù)的丟失而永遠的關閉、消失了。其中的一家公司稱，自己要恢復到災難前的狀態(tài)需要50年的時間1995年1月，日本神戶地區(qū)大地震，摧毀了1700余部電腦系統(tǒng)，造成1千多億美元的損失。1999年6月，美國一家著名的商業(yè)交易網站的主機宕機，由于24小時內未能恢復訪問，兩個星期后，該公司的股票市值下跌了36%2003年，國內某電信運營商的計費存儲系統(tǒng)僅發(fā)生了兩個小時的故障，就造成400多萬元的損失。這些尚不包括對公司聲譽的影響所導致的無形資產流失。。。。。。。21亡羊補牢？一組數(shù)據(jù)22IDC：美國在2000年以前的10年間發(fā)生過災難的公司兩年后倒閉繼續(xù)生存當時倒閉GartnerGroup的：在由于經歷大型災難而導致系統(tǒng)停運的公司中，有2/5再也沒有恢復運營，剩下的公司中也有1/3在兩年內破產。災難的發(fā)生對企業(yè)的打擊往往是致命的。但是，面對災難，企業(yè)就真的不堪一擊嗎？另外一個例子23同樣經歷令人恐怖的“9.11”世貿大廈倒塌后，在世貿大廈租有25層的金融界巨頭摩根斯坦利公司最為世人所關注，無數(shù)人認為摩根斯坦利將成為這一恐怖事件的殉葬品之一，然而，正當大家為此扼腕痛惜時，該公司竟然奇跡般地宣布，全球營業(yè)部第二天可以照常工作。因為先前建立的數(shù)據(jù)備份和遠程容災系統(tǒng)，保護了重要的數(shù)據(jù)。不得不承認，數(shù)據(jù)備份和遠程容災系統(tǒng)在這時挽救了摩根斯坦利，同時也在一定程度上挽救了全球的金融行業(yè)。災難的定義國務院信息化工作辦公室2005年發(fā)布的《重要信息系統(tǒng)災難恢復指南》中，這樣定義了災難：“由于人為或自然的原因，造成信息系統(tǒng)運行嚴重故障或癱瘓，使信息系統(tǒng)支持的業(yè)務功能停頓或服務水平不可接受、達到特定的時間的突發(fā)性事件?！币虼?，任何必須恢復的數(shù)據(jù)訪問中斷都是災難24存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4匯報提綱災難的分類26自然災難社會災難IT系統(tǒng)災難人為災難IT設備硬件、軟件故障等火災、臺風、水災、地震等突發(fā)自然災害造成的業(yè)務系統(tǒng)的災難企業(yè)運行所依賴的服務的中斷（電力中斷、網絡中斷等）、恐怖分子制造的爆炸、戰(zhàn)爭引起定點破壞等災難IT系統(tǒng)管理人員的誤操作、來自網絡的惡意攻擊、計算機病毒發(fā)作造成的數(shù)據(jù)災難災難容災的定義27容災是指為了保證關鍵業(yè)務和應用在經歷各種災難后，仍然能夠最大限度的提供正常服務的所進行的一系列系統(tǒng)計劃及建設行為業(yè)務連續(xù)性是容災的最終建設目標，容災的實質是確保永不停頓的業(yè)務運營容災與備份的關系28備份是容災的基礎，是指為防止系統(tǒng)出現(xiàn)操作失誤或系統(tǒng)故障導致數(shù)據(jù)丟失，而將全部或部分數(shù)據(jù)從應用主機的硬盤或陣列復制到其它的存儲介質的過程，普通的備份措施能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障后進行系統(tǒng)恢復，但是這些措施一般只能處理計算機單點故障，對區(qū)域性、毀滅性災難則束手無策，也不具備災難恢復能力真正的數(shù)據(jù)容災就是要避免傳統(tǒng)冷備份的先天不足，它能在災難發(fā)生時，全面、及時地恢復整個系統(tǒng)。容災按其容災能力的高低可分為多個層次國際標準SHARE78定義的容災系統(tǒng)有七個層次：從最簡單的僅在本地進行磁帶備份，到將備份的磁帶存儲在異地，再到建立應用系統(tǒng)實時切換的異地備份系統(tǒng)，恢復時間也可以從幾天到小時級到分鐘級、秒級或零數(shù)據(jù)丟失備份是容災的基礎容災不是簡單的備份容災常用術語291、生產中心和災備中心：生產中心：支持日常業(yè)務運作的信息系統(tǒng)稱為生產系統(tǒng)，而其所處的地理位置則稱為生產中心災備中心：當生產中心因災難性事件遭到破壞時，為了迅速恢復生產系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、環(huán)境，以及應用系統(tǒng)的運行，保證系統(tǒng)的可用性，這就需要異地容災系統(tǒng)（其地理位置稱為災備中心）2、源數(shù)據(jù)和目標數(shù)據(jù)業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是源數(shù)據(jù)，災備中心的數(shù)據(jù)是目標數(shù)據(jù)。在雙工模式下，A業(yè)務系統(tǒng)可以存儲B業(yè)務系統(tǒng)的目標數(shù)據(jù)，反之亦然。在集中模式下，災備中心可以為多個生產中心存儲目標數(shù)據(jù)。容災常用術語——RPO,RTO30時間T0時間T1時間T2

數(shù)據(jù)處于有效狀態(tài)的最后時刻災難發(fā)生恢復運行系統(tǒng)中斷時間RTO（RecoveryTimeObject，恢復時間目標）：是指信息系統(tǒng)從災難狀態(tài)恢復到可運行狀態(tài)所需的時間，用來衡量容災系統(tǒng)的業(yè)務恢復能力RPO（RecoveryPointObject，恢復點目標）：是指業(yè)務系統(tǒng)所允許的在災難過程中的最大數(shù)據(jù)丟失量，用來衡量容災系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余備份能力數(shù)據(jù)丟失容災常用術語——ROI31容災常用術語——容災半徑32容災半徑：是指生產中心和災備中心之間的直線距離，用以衡量容災方案所能防御的災難影響范圍存儲發(fā)展歷程1容災技術探討2存儲架構1.1存儲連接技術1.2容災的必要性2.1容災概述2.2容災級別及實現(xiàn)方式2.3容災解決方案2.4匯報提綱容災的級別34數(shù)據(jù)容災建立一個異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)對本地系統(tǒng)關鍵應用數(shù)據(jù)進行復制。當出現(xiàn)災難導致應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)損壞時，能夠通過異地保存的數(shù)據(jù)進行災難恢復應用容災業(yè)務容災異地建立一套完整的、與本地數(shù)據(jù)系統(tǒng)相當?shù)膽孟到y(tǒng)(包括服務器和應用系統(tǒng))，在災難出現(xiàn)后，遠程應用系統(tǒng)可承擔本地應用系統(tǒng)的業(yè)務運行數(shù)據(jù)容災是應用容災的基礎真正的業(yè)務容災除了做到數(shù)據(jù)容災和應用容災以外，還應該包括非IT系統(tǒng)的連續(xù)性，比如：辦公地點、環(huán)境、電話等容災的實現(xiàn)方式基于網絡的容災基于存儲設備的容災基于主機的容災基于磁帶庫的容災基于虛擬磁帶庫的容災36遠程復制生產中心災備中心通過在主機上安裝軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)在磁帶庫之間的復制。典型的產品如IBMTSM,CABrightStor

,HPOpenviewDP等磁帶庫基于虛擬磁帶庫的容災的優(yōu)缺點371、對存儲系統(tǒng)沒有限制，支持異構存儲系統(tǒng)2、單位成本低廉1、每一個應用服務器對應一個節(jié)點，管理和維護復雜優(yōu)點不足2、需要在服務器上運行軟件，對服務器兼容性和性能會有影響3、存儲目標數(shù)據(jù)的邏輯卷不能被業(yè)務系統(tǒng)直接使用，屬于冷容災方式4、數(shù)據(jù)恢復時間長,只適用于離線數(shù)據(jù)備份基于主機的容災38遠程復制生產中心災備中心通過在主機上安裝軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)在服務器之間的復制。典型的產品如Veritas的VVR，HP的OpenViewSM等基于主機的容災的優(yōu)缺點391、對存儲系統(tǒng)沒有限制，支持異構存儲系統(tǒng)2、不需要增加硬件1、對軟件要求高，生產中心和災備中心的每一臺應用服務器上都需要安裝專門的軟件，隨著服務器數(shù)目的增加，成本也線性增加優(yōu)點不足3、同時可以在服務器層增加應用遠程切換功能軟件從而構成完整的應用級容災方案2、每一個應用服務器對應一個節(jié)點，管理和維護復雜3、需要在服務器上運行軟件，對服務器兼容性和性能會有影響4、存儲目標數(shù)據(jù)的邏輯卷不能被業(yè)務系統(tǒng)直接使用，屬于冷容災方式基于存儲設備的容災40遠程復制生產中心災備中心通過存儲控制器實現(xiàn)的設備級數(shù)據(jù)遠程鏡像或復制典型的產品如EMC的SRDF，IBM的PPRC，HDS的HXRC，HP的ContinuousAccess等基于存儲設備的容災的優(yōu)缺點411、傳統(tǒng)容災方式中最高效最可靠的方式2、與服務器平臺無關1、不能跨越品牌，只能在相同的產品甚至是相同的型號之間實現(xiàn)容災優(yōu)點不足3、遠程復制由生產中心和災備中心的存儲系統(tǒng)完成，對應用服務器完全透明2、無法提供足夠的靈活性，且成本很高，并不能保護用戶之前在存儲上的投資3、兩個中心之間必須有專用的網絡連接作為數(shù)據(jù)通道，使得該系統(tǒng)對通信線路的要求較高，初期成本非常昂貴4、設備往往采用的是一些專用的設備和通信方式，安裝維護都比較復雜基于網絡級的容災42遠程復制生產中心災備中心主要是指基于虛擬化存儲技術的容災。典型的產品如IBM的SVC，HP的CASA，銳捷的GDR，F(xiàn)alconStor的IPStor，Datacore等虛擬化管理平臺虛擬化管理平臺基于網絡級容災的優(yōu)缺點431、整合各種應用服務器，無需在應用服務器上安裝任何軟件，遠程復制的過程不會對應用服務器產生影響3、方案的實施可以完全不在乎客戶現(xiàn)有的存儲設備是否支持遠程數(shù)據(jù)容災，大大保護客戶投資，增加了投資回報率1、需要引入新的設備，如果原來有存儲系統(tǒng)，需要改變原有的架構優(yōu)點不足2、整合各種存儲設備，存儲設備可以完全異構，不同廠商不同接口的陣列可以混合使用，大大節(jié)約客戶方案復雜程度和實施難度2、數(shù)據(jù)的寫入必須由虛擬化數(shù)據(jù)管理產品進行轉發(fā)，存儲路徑變長，需要使用專門設計的硬件設備實現(xiàn)，開發(fā)難度大；如使用X86模擬會對性能有影響4、多個設備可以作為一個統(tǒng)一的存儲