关于灾备的文档.docx
- 文档编号:15482024
- 上传时间:2023-07-04
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:30.27KB
关于灾备的文档.docx
《关于灾备的文档.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《关于灾备的文档.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
关于灾备的文档
异地容灾
异地容灾:
不可忽视的数据安全策略
随着企业规模的扩展,用户原有意识中的数据备份已经无法满足关键业务对系统的可用性、实时性、安全性的需要。
更重要的是备份的数据往往会因为各种因素而遭到毁坏,如地震、火灾、丢失等。
异地容灾解决方案的出现则可通过在不同地点建立备份系统,从而进一步提高数据抵抗各种可能安全因素的容灾能力。
针对这一应用的需求,许多存储厂商纷纷推出基于SAN的异地容灾软、硬件产品,希望能够为用户提供整套以SAN网络环境和异地实时备份为基础的,高效、可靠的异地容灾解决方案,并且能够为用户提供支持各种操作系统平台、数据库应用和网络应用的系统容灾服务。
一.分析这种异地容灾系统的优势,其主要体现在:
1,存储集中化。
通常采取在线即时备份,不但可提高管理员的工作效率,同时降低对复杂设备的需求。
2,管理集中化。
以西瑞公司的异地容灾方案为例,它可以使用户能够实现实时管理和整体系统策略,网络管理员可利用浏览器对数据存储进行管理,免于完成大量的重复工作。
3,互操作性强。
在各厂商的异地容灾方案中,绝大多数都可以实现对异构的不同存储环境集成,即可以利用现有的存储设备,同时又支持NAS、IPSAN和FCSAN等多种存储架构。
二.虽然不同存储厂商的异地容灾方案的功能不尽相同,但却也都将主流技术作为基本的功能支持。
在建立容灾备份系统时会涉及到多种技术,如:
SAN或NAS技术、远程镜像技术、虚拟存储、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。
1、远程镜像技术
远程镜像技术是在主数据中心和备援中心之间的数据备份时用到。
远程镜像又叫远程复制,是容灾备份的核心技术,同时也是保持远程数据同步和实现灾难恢复的基础。
远程镜像按请求镜像的主机是否需要远程镜像站点的确认信息,又可分为同步远程镜像和异步远程镜像。
同步远程镜像(同步复制技术)是指通过远程镜像软件,将本地数据以完全同步的方式复制到异地,每一本地的I/O事务均需等待远程复制的完成确认信息,方予以释放。
同步镜像使远程拷贝总能与本地机要求复制的内容相匹配。
当主站点出现故障时,用户的应用程序切换到备份的替代站点后,被镜像的远程副本可以保证业务继续执行而没有数据的丢失。
但它存在往返传播造成延时较长的缺点,只限于在相对较近的距离上应用。
异步远程镜像(异步复制技术)保证在更新远程存储视图前完成向本地存储系统的基本I/O操作,而由本地存储系统提供给请求镜像主机的I/O操作完成确认信息。
远程的数据复制是以后台同步的方式进行的,这使本地系统性能受到的影响很小,传输距离长(可达1000公里以上),对网络带宽要求小。
但是,许多远程的从属存储子系统的写没有得到确认,当某种因素造成数据传输失败,可能出现数据一致性问题。
为了解决这个问题,目前大多采用延迟复制的技术,即在确保本地数据完好无损后进行远程数据更新。
2、快照技术
远程镜像技术往往同快照技术结合起来实现远程备份,即通过镜像把数据备份到远程存储系统中,再用快照技术把远程存储系统中的信息备份到远程的磁带库、光盘库中。
快照是通过软件对要备份的磁盘子系统的数据快速扫描,建立一个要备份数据的快照逻辑单元号LUN和快照cache,在快速扫描时,把备份过程中即将要修改的数据块同时快速拷贝到快照cache中。
快照LUN是一组指针,它指向快照cache和磁盘子系统中不变的数据块(在备份过程中)。
在正常业务进行的同时,利用快照LUN实现对原数据的一个完全的备份。
它可使用户在正常业务不受影响的情况下,实时提取当前在线业务数据。
其“备份窗口”接近于零,可大大增加系统业务的连续性,为实现系统真正的7×24运转提供了保证。
快照是通过内存作为缓冲区(快照cache),由快照软件提供系统磁盘存储的即时数据映像,它存在缓冲区调度的问题。
3、互连技术
早期的主数据中心和备援数据中心之间的数据备份,主要是基于SAN的远程复制(镜像),即通过光纤通道FC,把两个SAN连接起来,进行远程镜像(复制)。
当灾难发生时,由备援数据中心替代主数据中心保证系统工作的连续性。
这种远程容灾备份方式存在一些缺陷,如:
实现成本高、设备的互操作性差、跨越的地理距离短(10公里)等,这些因素阻碍了它的进一步推广和应用。
目前,出现了多种基于IP的SAN的远程数据容灾备份技术。
它们是利用基于IP的SAN的互连协议,将主数据中心SAN中的信息通过现有的TCP/IP网络,远程复制到备援中心SAN中。
当备援中心存储的数据量过大时,可利用快照技术将其备份到磁带库或光盘库中。
这种基于IP的SAN的远程容灾备份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可扩展性好,具有广阔的发展前景。
基于IP的互连协议包括:
FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI等。
4、虚拟存储
在有些容灾方案产品中,还采取了虚拟存储技术,如西瑞异地容灾方案。
虚拟化存储技术在系统弹性和可扩展性上开创了新的局面。
它将几个IDE或SCSI驱动器等不同的存储设备串联为一个存储池。
存储集群的整个存储容量可以分为多个逻辑卷,并作为虚拟分区进行管理。
存储由此成为一种功能而非物理属性,而这正是基于服务器的存储结构存在的主要限制。
虚拟存储系统还提供了动态改变逻辑卷大小的功能。
事实上,存储卷的容量可以在线随意增加或减少。
可以通过在系统中增加或减少物理磁盘的数量来改变集群中逻辑卷的大小。
这一功能允许卷的容量随用户的即时要求动态改变。
另外,存储卷能够很容易的改变容量,移动和替换。
安装系统时,只需为每个逻辑卷分配最小的容量,并在磁盘上留出剩余的空间。
随着业务的发展,可以用剩余空间根据需要扩展逻辑卷。
你也可以将数据在线从旧驱动器转移到新的驱动器上,而不中断服务的运行。
存储虚拟化的一个关键优势是它允许异质系统和应用程序共享存储设备,而不管它们位于何处。
公司将不再需要在每个分部的服务器上都连接一台磁带设备。
目前,金融业拿银行来说,一些银行需要其金融监管系统有两个位于不同地理位置、一年365天连续运行的数据中心。
其中一个为主数据中心,用于日常操作,另一个为灾难备份中心。
第二个数据中心要保持与主数据中心运行系统完全同步,以支持灾难恢复。
这就应用到了异地备份。
异地备份
将数据在另外的地方实时产生一份可用的副本,此副本的使用不需要做数据恢复,可以将副本立即投入使用。
这就是异地备份。
异地备份的数据复制目前有如下实现方式:
基于主机。
基于主机的数据复制技术,可以不考虑存储系统的同构问题,只要保持主机是相同的操作系统即可,而目前也存在支持异构主机之间的数据复制软件,如BakBoneNetVaultReplicator就可以支持异构服务器之间的数据复制,可以支持跨越广域网的远程实时复制。
缺点是需要占用一点主机资源。
基于存储系统。
利用存储系统提供的数据复制软件,复制的数据流通过存储系统之间传递,和主机无关。
这种方式的优势是数据复制不占用主机资源,不足之处是需要灾备中心的存储系统和生产中心的存储系统有严格的兼容性要求,一般需要来自同一个厂家的存储系统,这样对用户的灾备中心的存储系统的选型带来了限制。
基于光纤交换机。
这项技术正在发展中,利用光纤交换机的新功能,或者利用管理软件控制光纤交换机,对存储系统进行虚拟化,然后管理软件对管理的虚拟存储池进行卷管理、卷复制、卷镜像等技术,来实现数据的远程复制。
比较典型的有Storag-age,Falcon等。
基于应用的数据复制。
这项技术有一定局限性,都是针对具体的应用。
主要利用数据库自身提供的复制模块来完成,比如OracleDataGuard,SybaseReplication等。
灾难备份解决方案的分析及选择
在推行计算机应用的过程中,银行已深深体会到系统可用性对银行业务的重要性。
在保证到本地机房的高可用性之外,他们还认识到:
对于意外引起的包括自然灾害、设备损毁等灾难性事件,仍然需要有相应的保护措施,以保障业务系统的连续运行,从而获得良好的企业形象,保证社会的正常金融秩序。
事实上,对灾难进行预防建设是危机管理的一部分。
据一项美国的研究报告显示,在灾害之后,如果无法在14天内恢复资讯作业,有75%的公司业务会完全停顿,43%再也无法重新开业,因而有20%的企业在两年之内被迫宣告破产。
另一方面,对于灾害所造成的冲击分析显示,各行业最长可忍受的信息系统停机时间分别为:
金融业-2天;销售业-3.3天;制造业-4.9天;保险业-5.6天。
平均来看,一般行业可忍受的信息系统停机时间为4.8天(资料来源:
美国明尼苏达大学)。
如果以营业收入的损失来看,金融业所遭受的损失最严重,可高达每日营业收入的50%。
由此可见,金融业对于信息技术的依赖程度尤其甚于其它行业,更难以容忍因为电脑中心停止服务所造成的惨重损失。
同时,灾难备份的实现并非单纯的技术问题,其所涉及的将会是整个企业体所可能遭遇的问题,因而大多数的企业决策者都意识到灾难备份计划对企业的重要性。
灾难备份计划要求有周详的事前准备,尤其是需要分析灾难对业务的冲击程度并相应制定灾难后的恢复策略,同时配合目前最新的信息技术,提出最佳的恢复方案。
在系统备份计划建立以后,还必须在事前反复测试,并随时调整、加以改进,完整的灾难备份解决方案才得以建立。
据国际标准SHARE78的定义,灾难备份解决方案可根据以下列出的主要考虑方面所达到的程度而分为七级,从低到高有七种不同层次的对应的灾难备份解决方案。
银行的金融监管系统可根据数据的重要性以及需要恢复的速度和程度,来设计选择并实现灾难恢复计划。
·备份/恢复的范围
·灾难备份计划的状态
·生产中心与备份中心之间的距离
·生产中心与备份中心之间是如何相互连接的
·数据是怎样在两个中心之间传送的
·允许有多少数据被丢失
·怎样保证更新的数据在备份中心被更新
·备份中心可以开始备份工作的能力
在1992年Anaheim的SHARE78,M028这一会议报告中,自动的异地远程恢复任务被定义有七种层次:
1.无异地数据备份(Nooff-siteData)
被定义为没有信息存储的需求,没有建立备份硬件平台的需求,也没有发展应急计划的需求,数据仅在本地进行备份恢复,没有数据送往异地。
这种方式是最为低成本的灾难备份解决方案,但事实上这种灾难备份并没有真正灾难备份的能力,因为它的数据并没有被送往远离本地的地方,而数据的恢复也仅是利用本地的记录。
2.PTAM车辆转送方式(PickupTruckAccessMethod)
灾难备份方案需要设计一个应急方案,能够备份所需要的信息并将它存储在异地,然后根据灾难备份的具体需求,有选择地建立备份平台,但事先并不提供数据处理的硬件平台。
PTAM是一种用于许多中心备份的标准方式,数据在完成写操作之后,将会被送到远离本地的地方,同时具备有数据恢复的程序。
在灾难发生后,一整套系统和应用安装动作需要在一台未启动的计算机上重新完成。
系统和数据将被恢复并重新与网络相连。
这种灾难备份方案相对来说成本较低(仅仅需要传输工具的消耗以及存储设备的消耗)。
但同时有难于管理的问题,即很难知道什么样的数据在什么样的地方。
一旦系统可以工作,标准的做法是首先恢复关键应用,其余的应用根据需要恢复。
这样的情况下,恢复是可能的,但需要一定的时间,同时依赖于什么时候硬件平台能够被提供准备好。
3.PTAM卡车转送方式+热备份中心(PTAM+HotSite)
相当于是Tier1再加上具有热备份能力中心的灾难备份。
热备份中心拥有足够的硬件和网络设备去支持关键应用的安装需求。
对于十分关键的应用,在灾难发生的同时,必须在异地有正运行着的硬件平台提供支持。
这种灾难备份的方式依赖于用PTAM的方法去将日常数据放在异地存储,当灾难发生的时候,数据再被移动到一个热备份的中心。
虽然移动数据到一个热备份中心增加了成本,但却明显降低了灾难备份的时间。
4.电子传送(ElectronicVaulting)
是在Tier2的基础上用电子链路取代了车辆进行数据传送的灾难备份。
接收方的硬件平台必须与生产中心物理地相分离,在灾难发生后,存储的数据用于灾难备份。
由于热备份中心要保持持续运行,因此增加了成本。
但确实是消除了运送工具的需要,提高了灾难备份的速度。
5.活动状态的备份中心(ActiveSecondarySite)
这种灾难备份要求两个中心同时处于活动状态并管理彼此的备份数据,允许备份行动在任何一个方向发生。
接收方硬件平台必须保证与另一方平台物理地相分离,在这种情况下,工作负载可以在两个中心之间被分担,两个中心之间之间彼此备份。
在两个中心之间,彼此的在线关键数据的拷贝不停地相互传送着。
在灾难发生时,需要的关键数据通过网络可迅速恢复,通过网络的切换,关键应用的恢复时间也可降低到了小时级。
6.两中心两阶段确认(Two-SiteTwo-PhaseCommit)
是在Tier4的基础上在镜像状态上管理着被选择的数据(根据单一commit范围,在本地和远程数据库中同时更新着数据),也就是说,在更新请求被认为是满意之前,Tier5需要生产中心与备份中心的数据都被更新。
我们可以想象这样一种情景,数据在两个中心之间相互映像,由远程two-phasecommit来同步,因为关键应用使用了双重在线存储,所以在灾难发生时,仅仅传送中的数据被丢失,恢复的时间被降低到了小时级。
7.零数据丢失(ZeroDataLoss)
可以实现零数据丢失率,同时保证数据立即自动地被传输到备份中心。
Tier6被认为是灾难备份的最高的级别,在本地和远程的所有数据被更新的同时,利用了双重在线存储和完全的网络切换能力。
Tier6是灾难备份中最昂贵的方式,也是速度最快的恢复方式,恢复的时间被降低到了分钟级。
对于Tier6的灾难备份解决方案,可以应用两种远程拷贝技术来实现,即PPRC同步远程拷贝和XRC异步远程拷贝。
案例
【51CTO.com综合报道】近十多年间,国家基础地理信息中心(以下简称中心)先后建成了国家基础地理信息系统1:
400万、1:
100万、1:
25万等地图数据库。
目前,中心计算机系统中存储与运行的各类“在线”成果数据约为6TB,随着“数字中国”地理空间基础框架建设进程的发展,数据容量还在以每年TB级增加。
保持业务的持续性和数据的完整性是当今基础地理信息系统数据存储需要优先考虑的一个重要方面,采取远程的数据存储、备份与恢复手段,能够提高基础地理信息系统的高可靠性。
异地存储备份系统概貌
异地存储备份系统主要预防不可抗拒或不可预知的事件带来的数据不可用性,可将灾难造成的数据不可用性减到最小,即当灾难发生时,异地存储备份系统保证:
(1)数据在远程场地存有完全一致和可用的拷贝,数据延迟时间控制在可接受的时间之内;
(2)应用可以在远程现场及时运行。
由上可知,异地存储备份系统的核心就在于在异地将灾难化解:
一是保证数据中心的数据安全;二是保证业务的连续性。
异地存储备份系统的关键技术包括网络技术、存储备份技术、数据复制和应用的远程切换技术。
异地数据存储备份有很多种类型,从业务不间断级别来分析,异地存储备份方案有冷异地存储备份、温异地存储备份和热异地存储备份三种类型.
一般来说,异地存储备份应用的要求越高、异地存储备份距离越远,实现异地存储备份方案的成本也越高。
根据中心业务需求和投资情况,最终选择了基于广域网的温异地数据存储与备份方案。
数据存储与备份
温异地数据存储备份主要有两种实现方式,一种基于硬件的远程数据镜像和复制;另一种是基于软件的远程数据镜像和复制。
基于硬件的数据镜像和复制是通过磁盘阵列控制器来获得主、副存储子系统之间同步/异步数据镜像的能力。
其优点是对主机的资源占用很小,能保证业务正常运行下的I/O响应;缺点是占用大量的磁盘阵列资源,降低存储设备的性能,而且仅能实现数据的远程复制,对于应用的切换还需要软件来实现。
另外,这种方法比较依赖硬件环境,就是说在异地站点要配置和本地站点相同的硬件才能完成异地存储备份功能,成本相对较高。
基于软件的数据镜像和复制是通过软件形式实现的数据异地存储备份方法。
现在有许多公司都有这种基于跨平台存储管理软件的异地存储备份解决方案。
基于软件的数据镜像和复制不依赖于存储硬件,中心可以灵活地选择任何厂家的磁盘阵列,便于保护投资。
同时,其设备管理简单、价格相对硬件实现更为便宜、两个现场间的距离不限、主机资源占用也不大。
在异地存储备份系统首期建设规模不大,对数据同步延迟时间限制较宽的条件下,根据中心的实际情况,我们选用基于软件的远程数据镜像或数据复制模式。
根据目前中心对数据存储备份工作的要求,对于已经建成的在一个较长时间段(如一年)内不会发生变化的成果数据,建议采用冷异地存储备份的方式;对于正在建设中的重要数据,采用温异地存储备份方式是最佳的选择。
这里主要考虑了基础地理信息成果数据在灾难恢复时效上的要求----它允许1~2周的异步数据恢复周期,同时也考虑到温异地存储备份方式在资金投入方面的可接受程度。
中心方案设计
中心构建的北京-西安异地存储备份系统主要由广域联网系统、本地主站和异地站点及数据复制软件组成(拓扑结构如图1),下面分别加以说明:
1.广域联网系统
中心(北京)与陕西测绘局(西安)之间建有一条2Mbps带宽的专用通信光缆,具有数据传输、IP电话和视频会议等功能,是中国测绘网广域联网的组成部分。
中国测绘网采用SDH光纤专线,支持TCP/IP协议,可提供2-8Mbps标称带宽,实际传输效率约95%,即1.9-7.6Mbps(0.855GB/小时-3.42GB/小时)。
2.北京主站配置
北京主站点位于国家基础地理信息中心网络技术部主机房内,用作远程数据复制的发送/接收。
主要由1台2TBSunStorEdge3510光纤磁盘阵列、1台1:
5万DLG(数字线划图)数据库服务器,1台异地存储备份服务器和2套远程复制软件构成。
其中,异地存储备份服务器作为本方案的主服务器,为SunFire880UNIX服务器,配置Solaris9中文版操作系统和SNDR3.1.40远程复制软件(Master);1:
5万DLG数据库服务器为SunFire280UNIX服务器,配置Solaris9中文版操作系统和SNDR3.1.40远程复制软件(Slave)。
另外,本地主站点设备还包括Oracle9i数据库软件和ArcGIS组件(Arc/Info和SDE系统)各一套。
3.西安站配置
位于陕西省基础地理信息中心服务器主机房内。
主要由1台UNIX服务器、1台2TB光纤磁盘阵列、1台磁带加载机和1套远程复制软件构成。
其中UNIX服务器为SunFire280UNIX服务器,配置Solaris9中文版操作系统和SNDR3.1.40远程复制软件(Slave);光纤磁盘阵列为SunStorEdge3510光纤磁盘阵列。
由于西安站点需要进行数据备份,可以采用CA公司的BEB备份软件和SLR50/100磁带加载机进行。
另外,异地站点设备还包括Oracle9i数据库软件和ArcGIS组件各一套。
需要说明的是,西安站点配置的Oracle和ArcGIS组件(Arc/Info和SDE系统),主要是为了在西安异地备份系统建立起与北京主站点数据库系统相同的数据库和应用环境,一旦北京数据库系统出现严重故障,西安异地备份系统可以完全提供相同的应用功能。
4.异地存储备份方案
将北京主站点1台负责在线矢量和Oracle数据管理的SunFire280UNIX服务器,以及SunFire880UNIX服务器分别安装异地存储备份软件,前者作为SNDR远程复制软件Slave端,后者作为SNDR远程复制软件Master端,从而在2台服务器之间建立本地主站内部的数据复制关系。
由于这2台服务器之间的数据传输建立在带宽为100Mbps的以太网络之上,因此每个工作日的非工作时间(如夜间10时后至第二个工作日上班前)进行数据复制可以传输完毕当日工作时间完成的数据增量。
另外,这个过程可以由人工编写的脚本完成,因此具有较高的灵活性,可以根据实际工作情况进行改变。
需要关注的是,如果Oracle服务器产生的日数据量大且持续时间长,北京主站点Master和Slave数据复制服务器之间可以采取异步模式,否则采用同步模式。
在北京主站点Master和Slave数据复制服务器之间的同步/异步数据复制进行一个时间段后,如5个工作日,可以将上述两台服务器之间的数据复制关系暂时解除,在北京主站点Master和西安站点Slave服务器之间开始建立异步数据复制关系。
考虑到远程复制关系建立的初期,需要进行一次磁盘阵列有关物理卷的全复制,由于数据量巨大,在“中国测绘网”上耗时长,效率不高,因此初建西安站点时,可以将其服务器和磁盘阵列设备放到北京调试,在北京主站点做好物理卷全复制后再运到西安。
在其后的远程复制操作中,异地存储备份系统仅传送增量数据,节约网络资源,大大提高效率和成功率。
由于北京主站点内部数据复制的速度在理论上是远程数据复制的50倍(100Mbps/2Mbps),因此在5个工作日的内部数据复制完成后,远程数据复制所花费的时间就构成了本方案数据复制延迟的时间,这个参数决定了本方案的效率和可行性。
从实际操作角度分析,北京主站点每个工作日的工作时间为8小时,在100Mbps速率的以太局域网内,中心内部数据增量复制可在同样的时间段内同步完成。
在北京主站点和西安站点进行远程数据增量复制,由于由SNDR软件自动控制,每个工作日的工作时间可为24小时。
因此,北京主站点内部数据复制的速度实际上是远程数据复制的50×(8/24)≈17倍。
一般情况下,北京主站点的数据增量在一个工作日内的情况为:
对于Oracle数据库建库,北京主站点的数据平均增量每天为8GB;对于ArcInfo数据建库,北京主站点的数据平均增量每天为2GB。
方案特点
此方案异地数据传输性能稳定,满足长时间、满负荷的数据处理操作,网络带宽使用效率高达90~96%。
它不依赖数据格式,按照磁盘卷级(block块)进行数据传输,解决了诸如Arc/InfoCoverage这类小文件、大容量类型数据所带来的传输瓶颈,各种数据的传输效率相同,克服了基于文件的数据复制模式依赖文件属性的弊病。
它克服了链路突然中断、人为操作失误等极端条件对数据的影响。
该系统不仅可以恢复远程站点的数据损失,而且还可以反向修复主站点的数据操作失误。
北京主站点的数据安全性得到大幅提升。
此外,系统还具有增量复制的高效、可操作性,较高的成本优势,以及支持应用的恢复等特点。
本案例中,国家基础地理信息中心在数据异地存储备份技术的基础上,结合在线成果数据安全存储的特点和需求,对数据的远程异步复制技术进行了讨论,并最终提出了详尽可行的异地存储备份应用方案。
本方案适用于对同步/异步延迟要求不太苛刻的省际远程数据复制应用,对一些规模中等以下的数据中心更具借鉴意义。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 关于 文档
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)