存储与容灾析疑V6.0

1、存储与容灾存储与容灾 V6.0V6.0汇报提纲汇报提纲存储发展历程1容灾技术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2.4存储发展历程1容灾技术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2.4汇报提纲汇报提纲存储设备与服务器的连接方式通常有三种形式： 存储设备与服务器直接连接，又称为存储设备与服务器直接连接，又称为DAS（Direct Attached Storage）直接连接存储；直接连接存储； 存储设备直接联入现有的存储设备直接联入现有的TCP/IP的网络中，实

2、现文件共享的功能，这种设备的网络中，实现文件共享的功能，这种设备称为称为NAS（Netword Attached Storage）网络附加存储网络附加存储 ； 将各种存储设备集中起来形成一个存储网络，以便于数据的集中管理，这样将各种存储设备集中起来形成一个存储网络，以便于数据的集中管理，这样的网络称为的网络称为SAN（Storage Area Network）存储区域网。存储区域网。 DAS应用数据应用数据应用数据 SAN应用数据应用数据应用数据应用数据NAS应用数据应用数据应用数据应用数据IPFC/IPFile I/OBlock I/O存储架构的发展历程DAS特点特点： 直接与服务器连接的存

3、储系统；直接与服务器连接的存储系统； 通过通过SCSI或或FC接口连接；接口连接； 服务器为核心，不直接连入网络。服务器为核心，不直接连入网络。优点： 价格相对较低价格相对较低 使用简单使用简单 容易安装容易安装缺点： 不能共享不能共享 连接距离有限连接距离有限 升级困难、维护复杂升级困难、维护复杂 缺乏较好的高可用性缺乏较好的高可用性DAS应用数据应用数据应用数据存储架构的发展历程NAS特点特点： 通过网络接口与网络直接相连，用户通过网络访问。通过网络接口与网络直接相连，用户通过网络访问。 瘦服务器的存储设备，相当于一个专用的文件服务器。瘦服务器的存储设备，相当于一个专用的文件服务器。 专门

4、优化了系统硬、软件体系结构。专门优化了系统硬、软件体系结构。 跨平台使用；方便的安装、维护、使用。跨平台使用；方便的安装、维护、使用。优点： 容易安装，维护简单容易安装，维护简单 共享数据、跨平台文件共享共享数据、跨平台文件共享 远程访问远程访问 减轻服务器负担、充分利用网络带宽减轻服务器负担、充分利用网络带宽缺点： 不适合数据库存储不适合数据库存储 孤立的存储设备孤立的存储设备 传输速率低成为瓶颈传输速率低成为瓶颈NAS应用数据应用数据应用数据应用数据IPFile I/O存储架构的发展历程SAN特点特点： 以数据存储为中心以数据存储为中心 采用可伸缩的网络拓扑结构采用可伸缩的网络拓扑结构 基

5、于光纤通道协议（基于光纤通道协议（FC-SAN）或）或IP协议（协议（IP-SAN） SAN应用数据应用数据应用数据应用数据Block I/OFC/IP存储架构的发展历程FC-SAN架构优点： 高带宽，高性能高带宽，高性能 高可用、高扩展性，高可用、高扩展性， 集中管理，易于整合集中管理，易于整合缺点： 高单位成本高单位成本 互操作性问题互操作性问题 长距离传输受限制长距离传输受限制 专属网络结构，管理相对复杂专属网络结构，管理相对复杂存储架构的发展历程服务器服务器服务器服务器FC HBAFC HBAFC FC HBAHBAFCFC交换机交换机FCFC阵列阵列IP-SAN架构优点： 单位成本低

6、单位成本低 高可用、高扩展性高可用、高扩展性 集中管理，易于整合集中管理，易于整合 传输距离不受限制传输距离不受限制缺点： 传输开销相对较大，影响性能传输开销相对较大，影响性能 单位单位I/O性能较性能较FC-SAN低低 TCP减负引擎（TCP Offload Engine ：TOE） (NIC：network interface card）存储架构的发展历程NIC/TOENIC/TOEiSCSI iSCSI HBAHBA服务器服务器IPIP交换机交换机iSCSIiSCSI阵列阵列IP SAN可用光纤连接服务器服务器光纤网线主机主机软件软件InitatoriSCSIMPIO存储发展历程1容灾技

7、术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2.4汇报提纲汇报提纲存储的连接技术（存储协议）第一代 DAS连接方式：服务器直连第二代 FC SAN连接方式：FC网络第三代 IP SAN连接方式：IP网络1986SCSI协议1997FC协议2003iSCSI协议空间利用率低连接距离限制管理维护性差数据保护复杂协议开放性低设备兼容性差传输距离限制投资成本高昂管理维护独立继承FC SAN优点避免FC SAN弊端FC存储 VS. IP存储FC存储IP存储协议类协议类型型简单二层通道协议。近似于令牌环。简单二层通道协议。近似于令牌环。FCF

8、C是是9090年代以太网尚未充分发展阶段的历年代以太网尚未充分发展阶段的历史性技术史性技术三层协议，标准化网络协议三层协议，标准化网络协议开放性开放性体系封闭僵硬，复杂昂贵，管理难度高，体系封闭僵硬，复杂昂贵，管理难度高，发展缓慢。发展缓慢。标准化，高度开放，使用广泛，成熟，成标准化，高度开放，使用广泛，成熟，成本低廉本低廉体系结体系结构构中低端采用仲裁环结构，容量越大，性中低端采用仲裁环结构，容量越大，性能越低；高端交换结构采用共享内存方能越低；高端交换结构采用共享内存方式。式。中低端也采用先进的中低端也采用先进的CrossbarCrossbar交换结构，交换结构，“高端贵族技术平民化高端贵

9、族技术平民化”；容量越大，；容量越大，性能越高。性能越高。安全性安全性FCFC技术协议简单，没有安全防御手段，技术协议简单，没有安全防御手段，只能通过物理隔离手段保证数据安全只能通过物理隔离手段保证数据安全IPIP技术中有完整的加密、认证技术，保证数技术中有完整的加密、认证技术，保证数据安全性，还可以通过据安全性，还可以通过FW/IPSFW/IPS等提高系统等提高系统安全性安全性本理成本FC SAN和IP SAN组网对比NIC/TOENIC/TOEiSCSI iSCSI HBAHBA主机主机IPIP交换机交换机iSCSIiSCSI阵列阵列主机主机软件软件InitatoriSCSIMPIO光纤网

10、线IP SAN可用光纤连接主机主机主机主机FC HBAFC HBAFC FC HBAHBAFCFC交换机交换机FCFC阵列阵列FC SAN和IP SAN采购投资对比主机主机主机主机FC HBAFC HBAFC FC HBAHBAFCFC交换机交换机FCFC阵列阵列NIC/TOENIC/TOEiSCSI iSCSI HBAHBA主机主机IPIP交换机交换机iSCSIiSCSI阵列阵列主机主机软件软件InitatoriSCSIMPIO光纤网线免费！免费！FC SAN和IP SAN后期维护成本FC HBAFC HBAFC FC HBAHBAFCFC交换机交换机FCFC阵列阵列NIC/TOENIC/T

11、OEiSCSI iSCSI HBAHBA主机主机IPIP交换机交换机iSCSIiSCSI阵列阵列光纤网线FC SANFC SAN运维管理运维管理主机主机软件软件InitiatoriSCSIMPIO主机主机主机主机存储发展历程1容灾技术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2.4汇报提纲汇报提纲存储发展历程1容灾技术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2.4汇报提纲汇报提纲容灾的必要性2008年5月12日下午14时28分，四川省汶川县发生7.8级地震，全国多个

12、省市有明显震感。截至今天，此次地震已经带来了重大的损失，死亡预计在5万人以上，直接受灾人数1000多万！地震对各个行业影响巨大：沪深两市多家上市公司停牌、部分地区机场关闭、成都首发列车停运、通讯受到影响目前全国上下，万众一心，正在全力以赴的开展抗震救灾工作！容灾的必要性2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊岛发生地震引发大规模海啸，到2005年1月10日为止的统计数据显示，印度洋大地震和海啸已经造成15.6万人死亡，是世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难在造成巨大人员伤亡和财产损失的同时，印度洋沿岸许多国家的交通瘫痪，能源供应中断，通信、金融等重要行业的业务也陷入了停滞状态容灾的必要性20

13、012001年年9 9月月1111日，纽约，美国标志日，纽约，美国标志性建筑物性建筑物双子星座世贸大楼被恐双子星座世贸大楼被恐怖分子劫机撞毁、轰然倒塌怖分子劫机撞毁、轰然倒塌世贸中心，是美国乃至全球财富的世贸中心，是美国乃至全球财富的象征，在这座建筑群中，聚集了如象征，在这座建筑群中，聚集了如AT&TAT&T公司、公司、SUNSUN公司、瑞士银行等公司、瑞士银行等众多全球一流的大公司，在众多全球一流的大公司，在911911恐怖袭击事件中，恐怖袭击事件中，800800多家公司的多家公司的重要数据深深的埋在了废墟中，大重要数据深深的埋在了废墟中，大多数的数据都无法恢复了，这些世多数的数据都无法恢复

14、了，这些世界金融和界金融和IT IT的巨头也遭受了不同程的巨头也遭受了不同程度的损失。度的损失。容灾的必要性911灾难发生前，约有350家企业在世贸大厦中工作。事故发生一年后，重返世贸大厦的企业变成了150家，有200家企业由于重要信息系统的破坏，关键数据的丢失而永远的关闭、消失了。其中的一家公司称，自己要恢复到灾难前的状态需要50年的时间1995年1月，日本神户地区大地震，摧毁了1700余部电脑系统，造成1千多亿美元的损失。1999年6月，美国一家著名的商业交易网站的主机宕机，由于24小时内未能恢复访问，两个星期后，该公司的股票市值下跌了36%2003年，国内某电信运营商的计费存储系统仅发生

15、了两个小时的故障，就造成400多万元的损失。这些尚不包括对公司声誉的影响所导致的无形资产流失。21一组数据22IDCIDC：美国在：美国在20002000年以前的年以前的1010年间发生过灾难的公司年间发生过灾难的公司两年后倒闭继续生存当时倒闭Gartner GroupGartner Group的：在由于经历大型灾难而导致系统停运的公司中，有的：在由于经历大型灾难而导致系统停运的公司中，有2/52/5再也再也没有恢复运营，剩下的公司中也有没有恢复运营，剩下的公司中也有1/31/3在两年内破产。在两年内破产。灾难的发生对企业的打击往往是致命的。但是，面对灾难，企业就真的不堪一击吗？另外一个例子2

16、3同样经历令人恐怖的同样经历令人恐怖的“9.11”9.11”世贸大厦倒塌后，在世贸大厦租有世贸大厦倒塌后，在世贸大厦租有2525层的金融界巨头摩层的金融界巨头摩根斯坦利公司最为世人所关注，无数人认为摩根斯坦利根斯坦利公司最为世人所关注，无数人认为摩根斯坦利将成为这一恐怖事件的殉葬品之一，然而，正当大家为将成为这一恐怖事件的殉葬品之一，然而，正当大家为此扼腕痛惜时，该公司竟然奇迹般地宣布，全球营业部此扼腕痛惜时，该公司竟然奇迹般地宣布，全球营业部第二天可以照常工作。第二天可以照常工作。因为先前建立的数据备份和远程容灾系统，保护了重要因为先前建立的数据备份和远程容灾系统，保护了重要的数据。不得不承

17、认，数据备份和远程容灾系统在这时的数据。不得不承认，数据备份和远程容灾系统在这时挽救了摩根斯坦利，同时也在一定程度上挽救了全球的挽救了摩根斯坦利，同时也在一定程度上挽救了全球的金融行业。金融行业。灾难的定义 国务院信息化工作办公室2005年发布的重要信息系统灾难恢复指南中，这样定义了灾难：“由于人为或自然的原因，造成信息系统运行严重故障或瘫痪，使信息系统支持的业务功能停顿或服务水平不可接受、达到特定的时间的突发性事件。” 因此，任何必须恢复的数据访问中断都是灾难24存储发展历程1容灾技术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2

18、.4汇报提纲汇报提纲灾难的分类26自然灾难社会灾难IT系统灾难人为灾难IT IT设备硬件、软件故设备硬件、软件故障等障等火灾、台风、水灾、地火灾、台风、水灾、地震等突发自然灾害造成震等突发自然灾害造成的业务系统的灾难的业务系统的灾难企业运行所依赖的服务企业运行所依赖的服务的中断（电力中断、网的中断（电力中断、网络中断等）、恐怖分子络中断等）、恐怖分子制造的爆炸、战争引起制造的爆炸、战争引起定点破坏等灾难定点破坏等灾难IT IT系统管理人员的误操系统管理人员的误操作、来自网络的恶意攻作、来自网络的恶意攻击、计算机病毒发作造击、计算机病毒发作造成的数据灾难成的数据灾难灾难容灾的定义27容灾是指为了

19、保证关键业务和应用在经历各种灾难后，容灾是指为了保证关键业务和应用在经历各种灾难后，仍然能够最大限度的提供正常服务的所进行的一系列系仍然能够最大限度的提供正常服务的所进行的一系列系统计划及建设行为统计划及建设行为业务连续性是容灾的最终建设目标，容灾的实质是业务连续性是容灾的最终建设目标，容灾的实质是确保确保永不停顿的业务运营永不停顿的业务运营容灾与备份的关系28备份是容灾的基础，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导备份是容灾的基础，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，而将全部或部分数据从应用主机的硬盘或阵列复制致数据丢失，而将全部或部分数据从应用主机的硬盘或阵列复制到其它的存储

20、介质的过程，普通的备份措施能够在系统发生故障到其它的存储介质的过程，普通的备份措施能够在系统发生故障后进行系统恢复，但是这些措施一般只能处理计算机单点故障，后进行系统恢复，但是这些措施一般只能处理计算机单点故障，对区域性、毁灭性灾难则束手无策，也不具备灾难恢复能力对区域性、毁灭性灾难则束手无策，也不具备灾难恢复能力真正的数据容灾就是要避免传统冷备份的先天不足，它能在灾难真正的数据容灾就是要避免传统冷备份的先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统。容灾按其容灾能力的高低发生时，全面、及时地恢复整个系统。容灾按其容灾能力的高低可分为多个层次可分为多个层次国际标准国际标准SHARE78

21、SHARE78 定义的容灾系统有七个层次：从最简单的仅在定义的容灾系统有七个层次：从最简单的仅在本地进行磁带备份，到将备份的磁带存储在异地，再到建立应用本地进行磁带备份，到将备份的磁带存储在异地，再到建立应用系统实时切换的异地备份系统，恢复时间也可以从几天到小时级系统实时切换的异地备份系统，恢复时间也可以从几天到小时级到分钟级、秒级或零数据丢失到分钟级、秒级或零数据丢失备份是容灾的基础容灾不是简单的备份容灾常用术语291 1、生产中心和灾备中心：、生产中心和灾备中心：生产中心：支持日常业务运作的信息系统称为生产系统，而其所处的地理生产中心：支持日常业务运作的信息系统称为生产系统，而其所处的地理

22、位置则称为生产中心位置则称为生产中心灾备中心：当生产中心因灾难性事件遭到破坏时，为了迅速恢复生产系统灾备中心：当生产中心因灾难性事件遭到破坏时，为了迅速恢复生产系统的数据、环境，以及应用系统的运行，保证系统的可用性，这就需要异地的数据、环境，以及应用系统的运行，保证系统的可用性，这就需要异地容灾系统（其地理位置称为灾备中心）容灾系统（其地理位置称为灾备中心）2 2、源数据和目标数据、源数据和目标数据业务系统的数据是源数据，灾备中心的数据是目标数据。业务系统的数据是源数据，灾备中心的数据是目标数据。在双工模式下，在双工模式下，A A业务系统可以存储业务系统可以存储B B业务系统的目标数据，反之亦

23、然。业务系统的目标数据，反之亦然。在集中模式下，灾备中心可以为多个生产中心存储目标数据。在集中模式下，灾备中心可以为多个生产中心存储目标数据。容灾常用术语RPO,RTO30时间时间T0时间时间T1时间时间T2 数据处于有效数据处于有效状态的最后时状态的最后时刻刻灾难发生灾难发生恢复运行恢复运行系统中断时间系统中断时间RTO（Recovery Time Object，恢复时间目标 ）：是指信息系统从灾难状态恢复到可运行从灾难状态恢复到可运行状态所需的时间状态所需的时间，用来衡量容灾系统的业务恢复能力RPO（Recovery Point Object ，恢复点目标）：是指业务系统所允许的在灾难过程

24、中的最大最大数据丢失量数据丢失量 ，用来衡量容灾系统的数据冗余备份能力数据丢失容灾常用术语ROI31容灾常用术语容灾半径32容灾半径：容灾半径：是指生产中心和灾备中心之间的直线距离，是指生产中心和灾备中心之间的直线距离，用以衡量容灾方案所能防御的灾难影响范围用以衡量容灾方案所能防御的灾难影响范围 存储发展历程1容灾技术探讨2存储架构1.1存储连接技术1.2容灾的必要性2.1容灾概述2.2容灾级别及实现方式2.3容灾解决方案2.4汇报提纲汇报提纲容灾的级别34数据容灾数据容灾建立一个异地的数建立一个异地的数据系统对本地系统据系统对本地系统关键应用数据进行关键应用数据进行复制。当出现灾难复制。当出

25、现灾难导致应用系统数据导致应用系统数据损坏时，能够通过损坏时，能够通过异地保存的数据进异地保存的数据进行灾难恢复行灾难恢复应用容灾应用容灾业务容灾业务容灾异地建立一套完整异地建立一套完整的、与本地数据系的、与本地数据系统相当的应用系统统相当的应用系统( (包括服务器和应包括服务器和应用系统用系统) )，在灾难，在灾难出现后，远程应用出现后，远程应用系统可承担本地应系统可承担本地应用系统的业务运行用系统的业务运行数据容灾是应用容数据容灾是应用容灾的基础灾的基础真正的业务容灾除真正的业务容灾除了做到数据容灾和了做到数据容灾和应用容灾以外，还应用容灾以外，还应该包括非应该包括非IT IT系统系统的连

26、续性，比如：的连续性，比如：办公地点、环境、办公地点、环境、电话等电话等容灾的实现方式基于网络的容灾基于存储设备的容灾基于主机的容灾基于磁带库的容灾基于虚拟磁带库的容灾36远程复制远程复制生产中心灾备中心通过在主机上安装软件实现数据在磁带库之间的复制。典型的产品如IBM TSM, CA BrightStor , HP Openview DP等磁带库磁带库基于虚拟磁带库的容灾的优缺点371、对存储系统没有限制，支持异构存储系统2、单位成本低廉1、每一个应用服务器对应一个节点，管理和维护复杂优点不足2、需要在服务器上运行软件，对服务器兼容性和性能会有影响3、存储目标数据的逻辑卷不能被业务系统直接使

27、用，属于冷容灾方式4、数据恢复时间长,只适用于离线数据备份基于主机的容灾38远程复制远程复制生产中心灾备中心通过在主机上安装软件实现数据在服务器之间的复制。典型的产品如Veritas的VVR，HP的OpenView SM等基于主机的容灾的优缺点391、对存储系统没有限制，支持异构存储系统2、不需要增加硬件1、对软件要求高，生产中心和灾备中心的每一台应用服务器上都需要安装专门的软件，随着服务器数目的增加，成本也线性增加优点不足3、同时可以在服务器层增加应用远程切换功能软件从而构成完整的应用级容灾方案2、每一个应用服务器对应一个节点，管理和维护复杂3、需要在服务器上运行软件，对服务器兼容性和性能会

28、有影响4、存储目标数据的逻辑卷不能被业务系统直接使用，属于冷容灾方式基于存储设备的容灾40远程复制远程复制生产中心灾备中心通过存储控制器实现的设备级数据远程镜像或复制典型的产品如EMC的SRDF，IBM的PPRC，HDS的HXRC，HP的Continuous Access等基于存储设备的容灾的优缺点411、传统容灾方式中最高效最可靠的方式2、与服务器平台无关1、不能跨越品牌，只能在相同的产品甚至是相同的型号之间实现容灾优点不足3、远程复制由生产中心和灾备中心的存储系统完成，对应用服务器完全透明2、无法提供足够的灵活性，且成本很高，并不能保护用户之前在存储上的投资3、两个中心之间必须有专用的网络连接作为数据通道，使得该系统对通信线路的要求较高，初期成本非常昂贵4、设备往往采用的是一些专用的设备和通信方式，安装维护都比较复杂基于网络级的容灾42远程复制远程复制生产中心灾备中心主要是指基于虚拟化存储技术的容灾。典型的产品如IBM的SVC， HP的CASA，锐捷的GDR，FalconStor的IPStor，Datacore等虚拟化管理平台虚拟化管理平台基于网络级容灾的优缺点431、整合各种应用服务器，无需在应用服务器上安装任何软件，远程复制的过程不会对应用服务器产生影响3、方案的实施可以完全不在乎客户现有的