數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)介紹

1、容災(zāi)解決方案介紹1.容災(zāi)的技術(shù)要求 - RTO和RPO目標(biāo)在討論選擇何種容災(zāi)的技術(shù)前，首先要明確的是災(zāi)難復(fù)原的目的不是僅僅得到相同的數(shù)據(jù)拷貝，而是如何在災(zāi)難發(fā)生后如何復(fù)原應(yīng)用的運行，重要的是如何保證災(zāi)難發(fā)生后備份的數(shù)據(jù)可用。其主要表示為兩個目標(biāo)參數(shù)的確定：恢復(fù)時間目標(biāo)（Recovery Time Objective，簡稱RTO）：RTO表示了從災(zāi)難發(fā)生直到業(yè)務(wù)流程再次運行（即被恢復(fù)）的時間。RTO有兩個組成部分，明確災(zāi)難發(fā)生后指示恢復(fù)流程開始的決策時間（Decision Time）和進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)流程的實施時間（Deployment Time）。一般來說，恢復(fù)時間（RTO）越短，那么災(zāi)難恢復(fù)方案

2、的成本就越高，但是由于災(zāi)難造成的業(yè)務(wù)損失就越??；反之，恢復(fù)時間（RTO）越長，災(zāi)難恢復(fù)方案的成本較低，但是由于災(zāi)難造成的業(yè)務(wù)損失就較大；恢復(fù)點目標(biāo)（Recovery Point Objective，簡稱RPO）： RPO是災(zāi)難發(fā)生后業(yè)務(wù)能夠容忍的數(shù)據(jù)丟失量，或者說災(zāi)難發(fā)生造成的數(shù)據(jù)丟失量。一般來說， RPO越高（即，丟失的數(shù)據(jù)越少），容災(zāi)的成本越高，但是由于災(zāi)難造成的業(yè)務(wù)損失就越??；反之，RPO越低（即，丟失的數(shù)據(jù)較多），容災(zāi)的成本越低，但災(zāi)難造成的業(yè)務(wù)損失也越大。2.災(zāi)備解決方案簡述 綜合說來，高級別容災(zāi)技術(shù)的核心是實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)復(fù)制，而數(shù)據(jù)復(fù)制可以從整個系統(tǒng)的各個級別去分別實現(xiàn)，如應(yīng)用軟件、

3、數(shù)據(jù)庫、SAN網(wǎng)絡(luò)、存儲設(shè)備和虛擬化方式。如下圖：各種容災(zāi)方式均有自己優(yōu)缺點，需要根據(jù)實際的情況，通盤考慮后選取最適合自己的榮在模式。下面將舉例說明各種容災(zāi)方式。2.1基于應(yīng)用程序容災(zāi)解決方案采用基于應(yīng)用的容災(zāi)方案通是在主機(jī)服務(wù)器上部署響應(yīng)的容災(zāi)軟件示意圖如下：基于主機(jī)的容災(zāi)方案示意圖采用基于主機(jī)系統(tǒng)的容災(zāi)方式的核心是利用主、備中心主機(jī)系統(tǒng)通過IP網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸通道，通過主機(jī)數(shù)據(jù)管理軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程復(fù)制，當(dāng)主數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)遭到破壞時，可以隨時從備份中心恢復(fù)應(yīng)用或從備份中心恢復(fù)數(shù)據(jù)，從而給企業(yè)提供了應(yīng)用系統(tǒng)容災(zāi)的能力。實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制的數(shù)據(jù)管理軟件有很多產(chǎn)品，主機(jī)廠商和一些第三方軟件公司(如

4、Veritas) 提供基于主機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制方案，如Sun公司的Availability Suite軟件和Veritas Volume Replicator(VVR)等軟件可實現(xiàn)基于主機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制，從而構(gòu)建基于主機(jī)的容災(zāi)系統(tǒng)。采用基于主機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)建設(shè)容災(zāi)方案有以下優(yōu)點：l 基于主機(jī)的方案最主要的優(yōu)點是只對服務(wù)器平臺和主機(jī)軟件有要求l 既有針對數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)保護(hù)方案，也有針對文件系統(tǒng)的容災(zāi)保護(hù)方案。l 有很多不同的基于主機(jī)的方案，可以滿足用戶的不同數(shù)據(jù)保護(hù)要求，提供多種不同數(shù)據(jù)保護(hù)模式；l 基于IP網(wǎng)絡(luò),沒有距離限制同時，采用主機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)建設(shè)容災(zāi)方案有以下局限：l 基于主機(jī)的方案通常需

5、要同種主機(jī)平臺；l 基于主機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)制方案由于生產(chǎn)主機(jī)既要處理生產(chǎn)請求，又要處理遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制，必須消耗生產(chǎn)主機(jī)的計算資源，因而對生產(chǎn)主機(jī)性能產(chǎn)生較大的影響，甚至是產(chǎn)生嚴(yán)重影響；l 利用主機(jī)數(shù)據(jù)復(fù)制軟件的方案比較復(fù)雜，尤其是和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用結(jié)合的時候需要很復(fù)雜的機(jī)制或多種軟件的結(jié)合，從而對生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、性能帶來顯著影響；l 如果有多個系統(tǒng)、多種應(yīng)用需要災(zāi)難保護(hù)，采用基于主機(jī)的方案將無法有統(tǒng)一的技術(shù)方案來實現(xiàn)。l 管理復(fù)雜，需要大量的人工干預(yù)過程，容易發(fā)生錯誤。2.2基于數(shù)據(jù)庫復(fù)制的遠(yuǎn)程容災(zāi)解決方案基于應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)也有很多種，例如 Oracle Data Guard技術(shù)是Orac

6、le數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特有的災(zāi)難備份和恢復(fù)技術(shù)，利用了Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的日志備份和恢復(fù)機(jī)制。圖5.18. 采用Oracle Data Guard的容災(zāi)方案通常采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行災(zāi)難備份需要滿足以下前提條件： 后備系統(tǒng)與主系統(tǒng)的操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)版本等保持一致； 后備系統(tǒng)與主系統(tǒng)上數(shù)據(jù)庫用戶的權(quán)限一致； 后備系統(tǒng)與主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫版本一致； 后備系統(tǒng)與主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫配置文件一致。所以再使用數(shù)據(jù)庫容災(zāi)時一定要詳細(xì)調(diào)研現(xiàn)有情況，準(zhǔn)備詳細(xì)的實施方案。采用數(shù)據(jù)庫建設(shè)容災(zāi)方式有以下優(yōu)點：l 完全通過數(shù)據(jù)庫機(jī)制來實現(xiàn)，完全不依賴于其它軟件和底層存儲平臺；l 可以滿足用戶的不同性能、數(shù)據(jù)保護(hù)要求，提供多種不同數(shù)據(jù)

7、保護(hù)模式；l 可以實現(xiàn)一對多的數(shù)據(jù)復(fù)制，提供多重保護(hù)；l 后備數(shù)據(jù)庫可以在很短的時間內(nèi)提升到生產(chǎn)狀態(tài)（因為數(shù)據(jù)庫已經(jīng)在運行）l 基于IP網(wǎng)絡(luò),沒有距離限制采用數(shù)據(jù)庫建設(shè)容災(zāi)方案有以下限制：l 數(shù)據(jù)庫容災(zāi)模式會對生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響,因而需要更多的處理資源；l 后備數(shù)據(jù)庫通常不可用，如果用戶需要在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心使用生產(chǎn)數(shù)據(jù)給開發(fā)測試、DW/BI應(yīng)用使用將非常困難。l 只能對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)提供保護(hù)，不能對其它應(yīng)用數(shù)據(jù)如文件應(yīng)用等提供災(zāi)難保護(hù)。l 管理復(fù)雜，需要大量的人工干預(yù)過程，容易發(fā)生錯誤。2.3基于SAN網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)解決方案基于SAN網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)一般是在SAN網(wǎng)絡(luò)中拆分出一份數(shù)據(jù)，同步到容災(zāi)中心

8、。由交換機(jī)設(shè)備擔(dān)任復(fù)制引擎，從而產(chǎn)生兩份數(shù)據(jù)，一份正常寫入本地，另一份通過容災(zāi)設(shè)備寫到遠(yuǎn)端。例如IPStor ，HDR，Recovery Point，SVC，VPLEX等產(chǎn)品均可外掛在SAN網(wǎng)絡(luò)旁邊實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)。采用SAN網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)優(yōu)點： 異構(gòu)存儲容災(zāi)解決方案，對應(yīng)用要求少，對現(xiàn)有應(yīng)用結(jié)構(gòu)基本保持不變動。 采用SAN網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)弱點： 對SAN交換機(jī)有較高的要求 ，如果更換SAN交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整將會有很大的風(fēng)險。案例、成熟度少，對數(shù)據(jù)一致性保證有待提高。2.4基于存儲的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制容災(zāi)解決方案采用基于存儲的容災(zāi)方案的技術(shù)核心是利用存儲陣列自身的盤陣對盤陣的數(shù)據(jù)塊復(fù)制技術(shù)實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程拷貝，

9、從而實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的災(zāi)難保護(hù)。在主數(shù)據(jù)中心發(fā)生災(zāi)難時，可以利用災(zāi)備中心的數(shù)據(jù)在災(zāi)備中心建立運營支撐環(huán)境，為業(yè)務(wù)繼續(xù)運營提供IT支持。同時，也可以利用災(zāi)備中心的數(shù)據(jù)恢復(fù)主數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，從而能夠讓企業(yè)的業(yè)務(wù)運營快速回復(fù)到災(zāi)難發(fā)生前的正常運營狀態(tài)。基于存儲的容災(zāi)方案示意圖如下：基于存儲數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的容災(zāi)方案示意圖采用基于存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)建設(shè)容災(zāi)系統(tǒng)是目前金融電信企業(yè)、政府采用較多的容災(zāi)方案，有非常多的應(yīng)用案例，是容災(zāi)建設(shè)可選擇的技術(shù)方案之一。基于存儲的復(fù)制可以是如上示意圖的“一對一”復(fù)制方式，也可以是“一對多或多對一”的復(fù)制方式，即一個存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制到多個遠(yuǎn)程存儲或多個存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制到同一遠(yuǎn)程

10、存儲；而且復(fù)制可以是雙向的。采用基于存儲數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)建設(shè)容災(zāi)方案的必要前提是：l 通常必須采用同一廠家的存儲平臺，通常也必須是同一系列的存儲產(chǎn)品，給用戶的存儲平臺選擇帶來一定的限制。l 采用同步方式可能對生產(chǎn)系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，而且對通信鏈路要求較高，有距離限制，通常在近距離范圍內(nèi)實現(xiàn)（同城容災(zāi)或園區(qū)容災(zāi)方案）l 采用異步方式與其他種類的異步容災(zāi)方案一樣，存在數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險,通常在遠(yuǎn)距離通信鏈路帶寬有限的情況下實施。這主要是由于基于存儲的容災(zāi)技術(shù)方案有如下優(yōu)點：l 采用基于存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制獨立于主機(jī)平臺和應(yīng)用，對各種應(yīng)用都適用，而且完全不消耗主機(jī)的處理資源。l 采用同步方式可以完全不丟失數(shù)據(jù)，在同

11、城容災(zāi)或園區(qū)內(nèi)容災(zāi)方案中，只要通信鏈路帶寬許可，完全可以采用同步方案，而不會對主數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)系統(tǒng)性能產(chǎn)生顯著影響。采用HDS基于存儲的同步復(fù)制方式的容災(zāi)案例有很多，有非常多的成功經(jīng)驗，如中國銀行、四川移動、江西移動都采用了HDS同步復(fù)制技術(shù)，并能滿足大規(guī)模I/O吞吐情況下的同步數(shù)據(jù)復(fù)制要求。l 采用異步方式雖然存在一定的數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險，但沒有距離限制，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離保護(hù)。l 災(zāi)備中心的數(shù)據(jù)可以得到有效利用。3.存儲虛擬化容災(zāi)方案存儲虛擬化的技術(shù)方法，是將系統(tǒng)中各種異構(gòu)的存儲設(shè)備映射為一個單一的存儲資源，對用戶完全透明，達(dá)到屏蔽存儲設(shè)備的異構(gòu)和主機(jī)的異構(gòu)的目的。通過虛擬化技術(shù)，用戶可以利用已有

12、的硬件資源，把SAN內(nèi)部的各種異構(gòu)的存儲資源統(tǒng)一成對用戶來說是單一視圖的存儲資源（Storage Pool），而且采用Striping、LUN Masking、Zoning等技術(shù)，用戶可以根據(jù)自己的需求對這個大的存儲池進(jìn)行方便的分割、分配，保護(hù)了用戶的已有投資，減少了總體擁有成本（TCO）。另外也可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要，實現(xiàn)存儲池對服務(wù)器的動態(tài)而透明的增長與縮減。通過存儲虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程復(fù)制，以確保容災(zāi)中心與主站點的數(shù)據(jù)保持同步以實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)。目前各存儲廠商分別有不同的存儲虛擬化技術(shù)(HDS VSP存儲平臺提供的Universal Replicator SVM技術(shù)，IBM San Vol

13、ume Controller，都是虛擬化技術(shù))，利用各廠家的存儲虛擬化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)存儲平臺之間的數(shù)據(jù)復(fù)制（同步或異步方式）。存儲虛擬化技術(shù)可以在不同層面實現(xiàn)，如在智能交換機(jī)層面、存儲層面或增加第三方設(shè)備來實現(xiàn)。采用虛擬存儲技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制同樣也可以有同步復(fù)制方案和異步復(fù)制方案，需要根據(jù)具體的需求選擇合適的產(chǎn)品。采用虛擬存儲化技術(shù)建設(shè)容災(zāi)方案有以下優(yōu)點：l 主生產(chǎn)中心和容災(zāi)中心的存儲陣列可以是不同廠家的產(chǎn)品，存儲平臺選擇不受現(xiàn)有存儲平臺廠商的廠商限制。l 對不同廠家的存儲陣列提供統(tǒng)一的管理界面。在虛擬存儲環(huán)境下，無論后端物理存儲是什么設(shè)備，服務(wù)器及其應(yīng)用系統(tǒng)看到的都是其熟悉的存儲設(shè)備的邏輯鏡像。即便物理存儲發(fā)生變化，這種邏輯鏡像也永遠(yuǎn)不變，系統(tǒng)管理員不必再關(guān)心后端存儲，只需專注于管理存儲空間，所有的存儲管理操作，如系統(tǒng)升級、建立和分配虛擬磁盤、改變RAID級別、擴(kuò)充存儲空間等比從前的任何產(chǎn)品都容易，存儲管理變得輕松簡單。采用虛擬存儲化技術(shù)建設(shè)容災(zāi)方案需要考慮以下問題：l 確保在異構(gòu)環(huán)境中保證設(shè)備的兼容性和數(shù)據(jù)的完整性；l 采用虛擬存儲技術(shù)，尤其是增加第三方硬件的方式將需要評估對整個系統(tǒng)的高可用性和性能的影響。4.小結(jié)基于應(yīng)用的容災(zāi)方案、基于主機(jī)的容災(zāi)方案和基于存儲(包括虛擬存儲技術(shù))的容災(zāi)方案都有各自的適用范圍，適用于不同的災(zāi)難保護(hù)需要。用戶需要根據(jù)具體的實際需求來選擇