一、數(shù)據(jù)容災(zāi)與數(shù)據(jù)備份的聯(lián)系

　　企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失會(huì)中斷企業(yè)正常商務(wù)運(yùn)行，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。要保護(hù)數(shù)據(jù)，企業(yè)需要備份容災(zāi)系統(tǒng)。但是很多企業(yè)在搭建了備份系統(tǒng)之后就認(rèn)為高枕無(wú)憂了，其實(shí)還需要搭建容災(zāi)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)容災(zāi)與數(shù)據(jù)備份的聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　1. 數(shù)據(jù)備份是數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)

　　數(shù)據(jù)備份是數(shù)據(jù)高可用的最后一道防線，其目的是為了系統(tǒng)數(shù)據(jù)崩潰時(shí)能夠快速的恢復(fù)數(shù)據(jù)。雖然它也算一種容災(zāi)方案，但這種容災(zāi)能力非常有限，因?yàn)?傳統(tǒng)的備份主要是采用數(shù)據(jù)內(nèi)置或外置的磁帶機(jī)進(jìn)行冷備份，備份磁帶同時(shí)也在機(jī)房中統(tǒng)一管理，一旦整個(gè)機(jī)房出現(xiàn)了災(zāi)難，如火災(zāi)、盜竊和地震等災(zāi)難時(shí)，這些備 份磁帶也隨之銷毀，所存儲(chǔ)的磁帶備份也起不到任何容災(zāi)功能。

　　2.容災(zāi)不是簡(jiǎn)單備份

　　真正的數(shù)據(jù)容災(zāi)就是要避免傳統(tǒng)冷備份所具有先天不足，它能在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，全面、及時(shí)地恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)。容災(zāi)按其容災(zāi)能力的高低可分為多個(gè)層次，例 如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) SHARE 78 定義的容災(zāi)系統(tǒng)有七個(gè)層次：從最簡(jiǎn)單的僅在本地進(jìn)行磁帶備份，到將備份的磁帶存儲(chǔ)在異地，再到建立應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)切換的異地備份系統(tǒng)，恢復(fù)時(shí)間也可以從幾天 到小時(shí)級(jí)到分鐘級(jí)、秒級(jí)或0數(shù)據(jù)丟失等。
　　無(wú)論是采用哪種容災(zāi)方案，數(shù)據(jù)備份還是最基礎(chǔ)的，沒(méi)有備份的數(shù)據(jù)，任何容災(zāi)方案都沒(méi)有現(xiàn)實(shí)意義。但光有備份是不夠的，容災(zāi)也必不可少。容災(zāi)對(duì)于 IT而言，就是提供一個(gè)能防止各種災(zāi)難的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。從技術(shù)上看，衡量容災(zāi)系統(tǒng)有兩個(gè)主要指標(biāo)：RPO (Recovery PointObject)和RTO(Recovery Time Object)，其中RPO代表了當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)允許丟失的數(shù)據(jù)量;而RTO則代表了系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間。

　　3. 容災(zāi)不僅是技術(shù)

　　容災(zāi)是一個(gè)工程，而不僅僅是技術(shù)。目前很多客戶還停留在對(duì)容災(zāi)技術(shù)的關(guān)注上，而對(duì)容災(zāi)的流程、規(guī)范及其具體措施還不太清楚。也從不對(duì)容災(zāi)方案的 可行性進(jìn)行評(píng)估，認(rèn)為只要建立了容災(zāi)方案即可高枕無(wú)憂，其實(shí)這具有很大風(fēng)險(xiǎn)的。特別是在一些中小企業(yè)中，認(rèn)為自己的企業(yè)為了數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)，整年花費(fèi)了大 量的人力和財(cái)力，而結(jié)果幾年下來(lái)根本就沒(méi)有發(fā)生任何大的災(zāi)難，于是放松了警惕。可一旦發(fā)生了災(zāi)難時(shí)，后悔晚矣!這一點(diǎn)國(guó)外的跨國(guó)公司就做得非常好，盡管幾 年下來(lái)的確未出現(xiàn)大的災(zāi)難，備份了那么磁帶，幾乎沒(méi)有派上任何用場(chǎng)，但仍一如既往、非常認(rèn)真地做好每一步，并且基本上每月都有對(duì)現(xiàn)行容災(zāi)方案的可行性進(jìn)行 評(píng)估，進(jìn)行實(shí)地演練。

　　二、數(shù)據(jù)容災(zāi)等級(jí)

　　設(shè)計(jì)一個(gè)容災(zāi)備份系統(tǒng)，需要考慮多方面的因素，如備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)量大小、應(yīng)用數(shù)據(jù)中心和備援?dāng)?shù)據(jù)中心之間的距離和數(shù)據(jù)傳輸方式、災(zāi)難發(fā)生時(shí)所要求的恢復(fù)速度、備援中心的管理及投入資金等。根據(jù)這些因素和不同的應(yīng)用場(chǎng)合，常見(jiàn)的容災(zāi)備份等級(jí)有以下四個(gè)：

　　第0級(jí)：本地備份、本地保存的冷備份

　　這一級(jí)容災(zāi)備份，實(shí)際上就是上面所指的數(shù)據(jù)備份。它的容災(zāi)恢復(fù)能力最弱，它只在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，并且被備份的數(shù)據(jù)磁帶只在本地保存，沒(méi)有送往異地。
　　在這種容災(zāi)方案中，最常用的設(shè)備就是磁帶機(jī)，當(dāng)然根據(jù)實(shí)際需要可以是手工加載磁帶機(jī)，也可以是自動(dòng)加載磁帶機(jī)。前者主要適用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量較小的中小型企業(yè)，除了選擇磁帶機(jī)外，還可選擇磁帶庫(kù)、光盤(pán)塔、光盤(pán)庫(kù)等存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行本地備份存儲(chǔ)。

　　第1級(jí)：本地備份、異地保存的冷備份

　　在本地將關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，然后送到異地保存，如交由銀行保管。災(zāi)難發(fā)生后，按預(yù)定數(shù)據(jù)恢復(fù)程序恢復(fù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。這種容災(zāi)方案也是采用磁帶機(jī)等存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行本地備份，這些磁帶設(shè)備的選擇可參見(jiàn)前面介紹。同樣還可以選擇磁帶庫(kù)、光盤(pán)庫(kù)等存儲(chǔ)設(shè)備。
　　我們常常見(jiàn)到一些公司為了避免備份磁帶因機(jī)房安全問(wèn)題而出現(xiàn)磁帶被除數(shù)盜、被毀，通常是把備份磁帶，特別是月以上的備份磁帶放入專門(mén)的保險(xiǎn)柜， 甚至租用銀行的專門(mén)保險(xiǎn)箱來(lái)存放這些備份磁帶。但這還不能說(shuō)是萬(wàn)元一失，原因就是，一般來(lái)說(shuō)這些保管磁帶的地點(diǎn)與所在公司在同一城市中，萬(wàn)一出現(xiàn)了地震、 戰(zhàn)爭(zhēng)之類的自然災(zāi)難，這些備份磁盤(pán)還是難逃厄運(yùn)。

　　第2級(jí)：熱備份站點(diǎn)備份

　　在異地建立一個(gè)熱備份點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。也就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以同步或異步方式，把主站點(diǎn)的數(shù)據(jù)備份到備份站點(diǎn)。備份站點(diǎn)一般只備份數(shù)據(jù)，不承擔(dān)業(yè)務(wù)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，備份站點(diǎn)接替主站點(diǎn)的業(yè)務(wù)，從而維護(hù)業(yè)務(wù)運(yùn)行的連續(xù)性。
　　這種異地遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)方案的容災(zāi)地點(diǎn)通常要選擇在距離本地不小于20公里的范圍，采用與本地磁盤(pán)陣列相同的配置，通過(guò)光纖以雙冗余方式接入到 SAN網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)本地關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步復(fù)制。在本地?cái)?shù)據(jù)及整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，系統(tǒng)至少在異地保存有一份可用的關(guān)鍵業(yè)務(wù)的鏡像數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是 本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)的完全實(shí)時(shí)拷貝。對(duì)于企業(yè)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，建立的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)由主數(shù)據(jù)中心和備份數(shù)據(jù)中心組成。
　　其中，主數(shù)據(jù)中心采用高可靠性集群解決方案設(shè)計(jì)，備份數(shù)據(jù)中心與主數(shù)據(jù)中心通過(guò)光纖相連接。主數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)配置主機(jī)包括兩臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器以及其 他相關(guān)服務(wù)器，通過(guò)安裝HA軟件組成多機(jī)高可靠性環(huán)境。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)磁盤(pán)陣列中。同時(shí)，在異地備份數(shù)據(jù)中心配置相同結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)磁盤(pán)陣列和一臺(tái) 或多臺(tái)備份服務(wù)器。通過(guò)專用的災(zāi)難恢復(fù)軟件可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)主數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與備份數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)完全備份。在主數(shù)據(jù)中心，按照用戶要求，還可以配置磁 帶備份服務(wù)器，用來(lái)安裝備份軟件和磁帶庫(kù)。備份服務(wù)器直接連接到存儲(chǔ)陣列和磁帶庫(kù)，控制系統(tǒng)的日常數(shù)據(jù)的磁帶備份。其中，光傳輸設(shè)備作為兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間 的傳輸設(shè)備，兩個(gè)數(shù)據(jù)中心利用光傳輸設(shè)備通過(guò)光纖組成光自愈環(huán)，可提供總共高達(dá)80G(保護(hù))和160G(非保護(hù))的通信帶寬。

　　第3級(jí)：活動(dòng)互援備份

　　這種異地容災(zāi)方案與前面介紹的熱備份站點(diǎn)備份方案差不多，不同的只是(圖7所示)的主、從系統(tǒng)不再是固定的，而是互為對(duì)方的備份系統(tǒng)。這兩個(gè)數(shù) 據(jù)中心系統(tǒng)分別在相隔較遠(yuǎn)的地方建立，它們都處于工作狀態(tài)，并進(jìn)行相互數(shù)據(jù)備份。當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)中心發(fā)生災(zāi)難時(shí)，另一個(gè)數(shù)據(jù)中心接替其工作任務(wù)。通常在這兩個(gè) 系統(tǒng)中的光纖設(shè)備連接中還提供冗余通道，以備工作通道出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)接替工作，當(dāng)然采取這種容災(zāi)方式的主要是資金實(shí)力較為雄厚的大型企業(yè)和電信級(jí)企業(yè)。
　　這種級(jí)別的備份根據(jù)實(shí)際要求和投入資金的多少，又可分為兩種：
　　①兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間只限于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的相互備份;
　　②兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間互為鏡像，即零數(shù)據(jù)丟失等。零數(shù)據(jù)丟失是目前要求最高的一種容災(zāi)備份方式，它要求不管什么災(zāi)難發(fā)生，系統(tǒng)都能保證數(shù)據(jù)的安全。所以，它需要配置復(fù)雜的管理軟件和專用的硬件設(shè)備，需要投資相對(duì)而言是最大的，但恢復(fù)速度也是最快的。
　　以上兩種熱備份方式就不再是傳統(tǒng)的磁帶冷備份方式了，而是通SAN之類先進(jìn)的通道技術(shù)，把服務(wù)器數(shù)據(jù)同步，或異步存儲(chǔ)(鏡像方式)在遠(yuǎn)程專用存儲(chǔ)設(shè)備(也可以是磁帶設(shè)備)上。在以上兩種熱備份容災(zāi)方案中，主要的設(shè)備包括磁盤(pán)陣列、光纖交換機(jī)或磁盤(pán)機(jī)等。

　　三、異地容災(zāi)技術(shù)

　　在建立容災(zāi)備份系統(tǒng)時(shí)會(huì)涉及到多種技術(shù)，如：SAN或NAS技術(shù)、遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)、基于IP的SAN的互連技術(shù)、快照技術(shù)等。

　　1. 遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)

　　遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)是在主數(shù)據(jù)中心和備援中心之間的數(shù)據(jù)備份時(shí)用到。鏡像是在兩個(gè)或多個(gè)磁盤(pán)或磁盤(pán)子系統(tǒng)上產(chǎn)生同一個(gè)數(shù)據(jù)的鏡像視圖的信息存儲(chǔ)過(guò)程，一個(gè)叫主鏡像系統(tǒng)，另一個(gè)叫從鏡像系統(tǒng)(參見(jiàn)圖7)。按主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)所處的位置可分為本地鏡像和遠(yuǎn)程鏡像。
　　遠(yuǎn)程鏡像又叫遠(yuǎn)程復(fù)制，是容災(zāi)備份的核心技術(shù)，同時(shí)也是保持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)同步和實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)程鏡像按請(qǐng)求鏡像的主機(jī)是否需要遠(yuǎn)程鏡像站點(diǎn)的確認(rèn)信息，又可分為同步遠(yuǎn)程鏡像和異步遠(yuǎn)程鏡像。
　　同步遠(yuǎn)程鏡像(同步復(fù)制技術(shù))是指通過(guò)遠(yuǎn)程鏡像軟件，將本地?cái)?shù)據(jù)以完全同步的方式復(fù)制到異地，每一本地的I/O事務(wù)均需等待遠(yuǎn)程復(fù)制的完成確認(rèn) 信息，方予以釋放。同步鏡像使遠(yuǎn)程拷貝總能與本地機(jī)要求復(fù)制的內(nèi)容相匹配。當(dāng)主站點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，用戶的應(yīng)用程序切換到備份的替代站點(diǎn)后，被鏡像的遠(yuǎn)程副本 可以保證業(yè)務(wù)繼續(xù)執(zhí)行而沒(méi)有數(shù)據(jù)的丟失。但它存在往返傳播造成延時(shí)較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，只限于在相對(duì)較近的距離上應(yīng)用。
　　異步遠(yuǎn)程鏡像(異步復(fù)制技術(shù))保證在更新遠(yuǎn)程存儲(chǔ)視圖前完成向本地存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本I/O操作，而由本地存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給請(qǐng)求鏡像主機(jī)的I/O操作 完成確認(rèn)信息。遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)復(fù)制是以后臺(tái)同步的方式進(jìn)行的，這使本地系統(tǒng)性能受到的影響很小，傳輸距離長(zhǎng)(可達(dá)1000公里以上)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求小。但 是，許多遠(yuǎn)程的從屬存儲(chǔ)子系統(tǒng)的寫(xiě)沒(méi)有得到確認(rèn)，當(dāng)某種因素造成數(shù)據(jù)傳輸失敗，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前大多采用延遲復(fù)制的技術(shù)， 即在確保本地?cái)?shù)據(jù)完好無(wú)損后進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。

　　2.快照技術(shù)

　　遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)往往同快照技術(shù)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程備份，即通過(guò)鏡像把數(shù)據(jù)備份到遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)中，再用快照技術(shù)把遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)中的信息備份到遠(yuǎn)程的磁帶庫(kù)、光盤(pán)庫(kù)中。
　　快照是通過(guò)軟件對(duì)要備份的磁盤(pán)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速掃描，建立一個(gè)要備份數(shù)據(jù)的快照邏輯單元號(hào)LUN和快照cache，在快速掃描時(shí)，把備份過(guò)程中 即將要修改的數(shù)據(jù)塊同時(shí)快速拷貝到快照cache中。快照LUN是一組指針，它指向快照cache和磁盤(pán)子系統(tǒng)中不變的數(shù)據(jù)塊(在備份過(guò)程中)。在正常業(yè) 務(wù)進(jìn)行的同時(shí)，利用快照LUN實(shí)現(xiàn)對(duì)原數(shù)據(jù)的一個(gè)完全的備份。它可使用戶在正常業(yè)務(wù)不受影響的情況下，實(shí)時(shí)提取當(dāng)前在線業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。其"備份窗口"接近于 零，可大大增加系統(tǒng)業(yè)務(wù)的連續(xù)性，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)真正的7×24運(yùn)轉(zhuǎn)提供了保證。
　　快照是通過(guò)內(nèi)存作為緩沖區(qū)(快照cache)，由快照軟件提供系統(tǒng)磁盤(pán)存儲(chǔ)的即時(shí)數(shù)據(jù)映像，它存在緩沖區(qū)調(diào)度的問(wèn)題。

　　3.互連技術(shù)

　　早期的主數(shù)據(jù)中心和備援?dāng)?shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)備份，主要是基于SAN的遠(yuǎn)程復(fù)制(鏡像)，即通過(guò)光纖通道FC，把兩個(gè)SAN連接起來(lái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程鏡 像(復(fù)制)。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，由備援?dāng)?shù)據(jù)中心替代主數(shù)據(jù)中心保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性。這種遠(yuǎn)程容災(zāi)備份方式存在一些缺陷，如：實(shí)現(xiàn)成本高、設(shè)備的互操作性差、 跨越的地理距離短(10公里)等，這些因素阻礙了它的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
　　目前，出現(xiàn)了多種基于IP的SAN的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)備份技術(shù)。它們是利用基于IP的SAN的互連協(xié)議，將主數(shù)據(jù)中心SAN中的信息通過(guò)現(xiàn)有的 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程復(fù)制到備援中心SAN中。當(dāng)備援中心存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量過(guò)大時(shí)，可利用快照技術(shù)將其備份到磁帶庫(kù)或光盤(pán)庫(kù)中。這種基于IP的SAN的遠(yuǎn)程容災(zāi)備份，可 以跨越LAN、MAN和WAN，成本低、可擴(kuò)展性好，具有廣闊的發(fā)展前景。基于IP的互連協(xié)議包括：FCIP、iFCP、Infiniband、 iSCSI等。

　　4. 虛擬存儲(chǔ)

　　在有些容災(zāi)方案產(chǎn)品中，還采取了虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，如西瑞異地容災(zāi)方案。虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)在系統(tǒng)彈性和可擴(kuò)展性上開(kāi)創(chuàng)了新的局面。它將幾個(gè)IDE或 SCSI驅(qū)動(dòng)器等不同的存儲(chǔ)設(shè)備串聯(lián)為一個(gè)存儲(chǔ)池。存儲(chǔ)集群的整個(gè)存儲(chǔ)容量可以分為多個(gè)邏輯卷，并作為虛擬分區(qū)進(jìn)行管理。存儲(chǔ)由此成為一種功能而非物理屬 性，而這正是基于服務(wù)器的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)存在的主要限制。
　　虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)還提供了動(dòng)態(tài)改變邏輯卷大小的功能。事實(shí)上，存儲(chǔ)卷的容量可以在線隨意增加或減少。可以通過(guò)在系統(tǒng)中增加或減少物理磁盤(pán)的數(shù)量來(lái)改 變集群中邏輯卷的大小。這一功能允許卷的容量隨用戶的即時(shí)要求動(dòng)態(tài)改變。另外，存儲(chǔ)卷能夠很容易的改變?nèi)萘浚苿?dòng)和替換。安裝系統(tǒng)時(shí)，只需為每個(gè)邏輯卷分 配最小的容量，并在磁盤(pán)上留出剩余的空間。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可以用剩余空間根據(jù)需要擴(kuò)展邏輯卷。你也可以將數(shù)據(jù)在線從舊驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)移到新的驅(qū)動(dòng)器上，而不中 斷服務(wù)的運(yùn)行。
　　存儲(chǔ)虛擬化的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是它允許異質(zhì)系統(tǒng)和應(yīng)用程序共享存儲(chǔ)設(shè)備，而不管它們位于何處。公司將不再需要在每個(gè)分部的服務(wù)器上都連接一臺(tái)磁帶設(shè)備。