容災備份系統(tǒng)的技術(shù)與應用

鄒娟娟

（中央電視臺軍事頻道 北京 100859）

0 引言

目前，需要多種數(shù)據(jù)復制技術(shù)，對容災系統(tǒng)進行建設(shè)。對業(yè)務系統(tǒng)的需求和多種應用進行滿足。而不管是怎樣的技術(shù)，對數(shù)據(jù)的保護是其關(guān)鍵和核心。伴隨著日益發(fā)展的數(shù)據(jù)復制技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)的遠程復制功能予以實現(xiàn)。一旦生產(chǎn)中心有災難發(fā)生，利用遠程復制數(shù)據(jù)技術(shù)，災害中心在異地提供服務，對核心業(yè)務系統(tǒng)的連續(xù)性做出保證。因此，對容災平臺進行構(gòu)建的核心，是數(shù)據(jù)復制技術(shù)。

1 容災備份的等級劃分

具體來講，容災備份是將一個冗余系統(tǒng)在建立在異地并進行維護，利用地理上的分離，對系統(tǒng)對災難事件的抵御能力做出保障。根據(jù)發(fā)生災難時，容災系統(tǒng)的抵抗程度，可分為兩類，既應用級容災和數(shù)據(jù)級容災，數(shù)據(jù)型容災是將一個數(shù)據(jù)系統(tǒng)建立在異地，實時復制本地系統(tǒng)關(guān)鍵應用數(shù)據(jù)，而一旦有災難出現(xiàn)，由異地系統(tǒng)對恢復數(shù)據(jù)得以迅速實現(xiàn)，進而對業(yè)務工作的連續(xù)性做出保障。應用級容災比數(shù)據(jù)級容災有著更高的層次，即在異地建立一套備份應用系統(tǒng)，相當于本地數(shù)據(jù)系統(tǒng)、并具有一定的完整性。而一旦發(fā)生災難，備份系統(tǒng)對全部業(yè)務工作迅速接管，對應用系統(tǒng)的業(yè)務連續(xù)運行做出保證。如果在詳細細分，可以將容災備份的等級按自動化程度和容災能力的不同進行如下劃分：

第0級：沒有備援中心這一級容災備份，災難恢復能力就不會產(chǎn)生，它只在本地對數(shù)據(jù)進行備份，并且只在本地保存被備份的數(shù)據(jù)，沒有向異地傳送數(shù)據(jù)。

第1級：本地磁帶備份，在本地備份關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并在異地保存。一旦發(fā)生災難后，容易進行配置。由于數(shù)據(jù)的備份是有周期性的，所以就會有數(shù)據(jù)丟失的問題發(fā)生，若增大數(shù)據(jù)，則就會有介質(zhì)儲存難管理的問題發(fā)生。同時發(fā)生災難時，則不能及時的恢復大量的數(shù)據(jù)。

第2級：熱備份站點備份，將一個熱備份點建立在異地，利用網(wǎng)絡備份數(shù)據(jù)。以同步或異步方式通過網(wǎng)絡將主站點的數(shù)據(jù)在備份站點備份，備份站點不承擔業(yè)務只備份數(shù)據(jù)，

而備份站點在災難出現(xiàn)時，可以完整地對業(yè)務數(shù)據(jù)進行恢復，進而對業(yè)務運行的連續(xù)性做出保障。

第3級：活動備援中心。分別建立兩個中心系統(tǒng)在相隔較遠的地方，它們相互進行數(shù)據(jù)備份，并都處于工作狀態(tài)。當某個數(shù)據(jù)中心有災難發(fā)生時，其工作任務就由另一個數(shù)據(jù)中心進行接替。根據(jù)投入資金的多少和業(yè)務要求，這種級別的備份又可分為兩種：

①可以采取主從方式，兩個數(shù)據(jù)中心之間只限于相互備份業(yè)務或關(guān)鍵數(shù)據(jù)；②數(shù)據(jù)保持實時同步狀態(tài)、兩個數(shù)據(jù)中心之間互為鏡像，即零數(shù)據(jù)丟失等。目前要求最高的一種容災備份方式就是零數(shù)據(jù)丟失，它要求無論是在任何一點發(fā)生災難，都可對業(yè)務連續(xù)性和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性做出保證。所以，它需要對專用的硬件設(shè)和復雜的管理軟件進行配置，需要投資最快恢復速度的容災備份的關(guān)鍵指標和技術(shù)，在建立容災備份系統(tǒng)時會有多種技術(shù)被涉及到。

2 容災備份技術(shù)的應用

對一個容災備份系統(tǒng)的建立，與數(shù)據(jù)生產(chǎn)中心的特點結(jié)合，是其技術(shù)應用的關(guān)鍵，通過對多方面的因素的綜合考慮，對最佳的容災備份設(shè)計方案進行確定。所以，容災備份技術(shù)應用的關(guān)鍵問題包括：備份中心的資金和管理、發(fā)生災難時，要求恢復的速度，恢復數(shù)據(jù)量大小、備份中心之間和數(shù)據(jù)生產(chǎn)中心之間的距離，設(shè)備保護程度等等，這也是建設(shè)者和工程設(shè)計者首先應深入分析和了解的重要內(nèi)容。

2.1 遠程鏡像

它是容災備份的核心技術(shù)，又叫遠程復制。同時也是實現(xiàn)災難恢復和保持遠程數(shù)據(jù)同步的基礎(chǔ)。遠程鏡像又可分為以下兩類：

同步遠程鏡像（同步復制技術(shù)）：是指將本地數(shù)據(jù)通過遠程鏡像軟件，以完全同步的方式向異地復制，每一本地的I/O事務必須完成確認信息后，才可釋放并進行遠程復制。同步鏡像使遠程拷貝相匹配于本地機要求復制的內(nèi)容。一旦主站點有故障出現(xiàn)，用戶的應用程序向備份的替代站點切換后，被鏡像的遠程副本能夠?qū)I(yè)務繼續(xù)執(zhí)行做出保證，而沒有丟失數(shù)據(jù)。但它的缺點是，存在往返傳播導致延時較長，只能近距離的應用。

異步遠程鏡像（異步復制技術(shù)）：在對遠程存儲視圖進行更新前，保證完成向本地存儲系統(tǒng)的基本I／O操作。它是以后臺同步的方式進行的遠程數(shù)據(jù)復制，較小的影響了本地系統(tǒng)性能，有較長的傳輸距離，對網(wǎng)絡帶寬有較小的要求。但是，因為一些因素而導致數(shù)據(jù)傳輸沒有正常進行時，應對數(shù)據(jù)一致性的機制做出保障。

2.2 快照技術(shù)

遠程備份的實現(xiàn)，是通過快照技術(shù)與遠程鏡像技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)的，即通過鏡像在遠程存儲系統(tǒng)中備份數(shù)據(jù)，再利用快照技術(shù)，將遠程存儲系統(tǒng)中的信息在遠程的磁帶庫中備份到光盤庫中。快照是利用軟件，快速掃描要備份的磁盤子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將一個要備份數(shù)據(jù)的快照c a c h e和快照邏輯單元號L U N建立起來。在正常業(yè)務下，利用快照技術(shù)可使用戶在不受任何影響的前提下，對當前在線的業(yè)務數(shù)據(jù)進行實時提取。其“備份窗口”和零接近，可使系統(tǒng)業(yè)務的連續(xù)性大大增加，保證系統(tǒng)真正的實現(xiàn)7×2 4運轉(zhuǎn)。

2.3 互連技術(shù)

早期主要是基于S A N的遠程復制，來備份主數(shù)據(jù)中心和備份中心之間的數(shù)據(jù)，即通過光纖通道F C，連接起兩個S A N，在進行遠程鏡像（復制）。但有一些缺陷存在于這種遠程容災備份方式中，如：較高的實現(xiàn)成本、相對較差的設(shè)備的互操作性、較短跨越的地理距離等，這些因素對它的進一步應用和推廣形成了一定的阻礙。目前，有多種基于I P的S A N的遠程數(shù)據(jù)容災備份技術(shù)相對出現(xiàn)。它們是利用基于I P的S A N的互連協(xié)議，借助于現(xiàn)有的T C P／I P網(wǎng)絡，利用遠程復制，將主數(shù)據(jù)中心S A N中的信息備份到備援中心S A N中。這種基于I P的S A N的遠程容災備份，有較好的可擴展性、較低的成本，可以跨越L A N、M A N和WA N，其發(fā)展前景非常廣闊。

2.4 虛擬存儲技術(shù)

目前，還有許多虛擬存儲技術(shù)存在于某些容災備份方案中。在系統(tǒng)和可擴展性和彈性上，虛擬化存儲技術(shù)上開創(chuàng)了新的局面。它串聯(lián)不同的存儲設(shè)備，如幾S C S I或I D E驅(qū)動器等為一個存儲池。可將存儲集群的整個存儲容量分為多個邏輯卷，管理的過程中作為虛擬分區(qū)進行。存儲因此成為非物理屬性的一種功能，這主要是受限于基于服務器的存儲結(jié)構(gòu)。所以，允許應用程序和異質(zhì)系統(tǒng)共享，是存儲設(shè)備存儲虛擬化的一個優(yōu)勢，用戶不管它們位于何處，也不再需要在每個相對獨立的服務器上，就可對磁帶備份設(shè)備進行分別連接。

3 結(jié)論

在信息化發(fā)展過程中，必須高度重視和認真對待容災備份系統(tǒng)，它同時也是一項負責的系統(tǒng)工程。在設(shè)計容災備份系統(tǒng)時，還需要密切結(jié)合集中存儲管理、系統(tǒng)整合數(shù)據(jù)生命周期管理和數(shù)據(jù)規(guī)劃，這樣才能達到整體優(yōu)化。針對當前的容災備份技術(shù)，本文探討了它初步應用模式，希望能對相關(guān)業(yè)務部門的工作起到一定的借鑒和啟發(fā)作用。

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