容灾系统专项方案及数据备份关键技术

伴随社会信息化步伐不停加紧，大家对信息系统容灾备份能JJ提出更高要求。容灾技术冈此也日新月异。研究容灾技术，建立容灾系统体系架构，提升容灾系统性能，全部是关键研究方向。近几年，大量数据灾难如911事件，黑客服务器攻击等，使得数据安全问题愈加迫切。容灾已经成为信息数据中心建设热门课题，很多容灾技术也快速地发展起来。在容灾行业，有一个常识是，灾难一旦发生，怎样尽可能降低灾难给企业带来负面影响是需要高度重视一个问题。一样，企业在遭受来自互联网“灾难”时，首先需要做就是快速建立起事故响应机制，尽早恢复日常信息服务。不过，这需要企业在进行信息化过程中做好未雨绸缪容灾备份工作，做好了准备，才能有事情发生时从容应对。在容灾技术中经过容灾备份能够很好地处理系统安全稳定运行要求。容灾备份是经过特定容灾机制，在多种灾难损害发生后，仍然能够最大程度地保障提供正常应用服务信息系统。容灾备份能够分为数据备份和应用备份。数据备份需要确保用户数据完整性、可靠性和一致性。对于提供实时服务信息系统，在用户服务请求在灾难中中止时，应用备份能够提供不问断应用服务，让用户服务请求能够继续运行，确保信息系统提供服务完整、可靠、一致。数据备份是容灾系统基础，也足容灾系统能够正常工作保障；应用备份则是容灾系统建设目标，它必需建立在可靠数据备份基础之上，经过应用系统、网络系统等多种资源之间良好协调来实现。依据IBM企业SHARE78标准，容灾技术能够分为7个层次，从无任何容灾备份方法，到将备份磁带存放在异地，再刮建立应用系统实时切换异地容灾备份中心，数据和应用恢复时间从数天到多个小时甚至几秒。一个完整容灾备份系统包含当地数据备份、远程数据复制和异地备份中心。当然，并不是全部企业全部需要这么一个系统，只有对不可中止关键业务才有必需建立容灾备份中心。而小型企业经过建立NAS或SAN离线数据备份和人为数据转移就能够达成很好容灾备份效果。1、容灾方案分类现在有很多个容灾技术，分类也比较复杂。但总体上能够区分为离线式容灾（冷容灾）和在线容灾（热容灾）两种类型。所谓离线式容灾关键依靠备份技术来实现。其关键步骤是将数据经过备份系统备份到磁带上面，以后将磁带运输到异地保留管理。这种方法关键由备份软件来实现备份和磁带管理，除了磁带运输和存放外，其它步骤可实现自动化管理。整个方案布署和管理比较简单，对应投资也较少。但缺点也比较显著：因为采取磁带存放数据，所以数据恢复较慢，而且备份窗口内数据全部会丢失，实时性比较差。对于资金受限、对数据恢复RTO和RPO要求较低用户能够选择这种方法。在线式容灾要求生产中心和灾备中心f同时工作，生产中心和灾备中心之间有传输链路连接。数据自生产中心实时复制传送到灾备中心。在此基础上，能够在应用层进行集群管理，当生产中心遭受灾难、出现故障时，可由灾备中心自动接管并继续提供服务。应用层管理通常由专门软件来实现，能够替换管理员实现自动管理。由上面分析可见，实现在线容灾关键是数据复制。数据复制有多个实现方法，各有利弊。因为在线容灾能够实现数据实时复制，所以，数据恢复RTO和RPO全部能够满足用户高要求。所以，数据关键性很高用户全部应选择这种方法，比如金融行业用户。但要实现这种方法容灾必需有很高投入。2、容灾系统体系架构从容灾抗毁系统技术不一样实现层次角度来看，一个实用容灾抗毁系统体系结构是影响系统工作效能关键方面。一个经典容灾系统体系架构图所表示。2.1当地容灾技术当地数据保护能够确保在部分当地灾难发生情况下，立即地恢复业务数据，确保业务正常运行。当地容灾技术分为数据容灾和服务容灾。当地数据容灾从技术上关键可分为：磁盘保护技术、快照数据保护技术、磁带/磁盘数据备份技术。当地服务容灾从实现技术上关键可分为：双机热备和当地集群技术。当地数据容灾经过对当地数据进行定时备份手段，当系统发生故障和人为错误时，能够将备份数据恢复，从而确保了当地数据安全性。当然系统服务临时停顿不可避免。单纯数据容灾已不能满足大家对关键业务不间断提供服务需求，所以，服务容灾现在成为应用热点。当地服务容灾经过配置多机环境，达成提升信息系统高可用性，抗御单点故障目标。一旦系统发生局部故障和人为错误，比如，操作系统故障、网络故障、掉电等，当地服务容灾系统能够在用户不可觉察最短时间内快速接替故障系统，使系统应用继续运行，确保系统服务连续性。当地服务容灾经典实现方法是采取双机热备技术。这种方法是指采取两台服务器进行冗余容错，将两台服务器分为主从服务器，在正常情况下，主服务器提供服务，从服务器保持和主服务器一致。当主服务器出现故障时，从服务器立即接替主服务器工作，从而使得一台服务器出现故障不会造成整个系统瓦解。实际应用时，也能够采取两台服务器互为热备。该项技术最新发展是采取当地集群技术，即完成多机相互镜像，负载均衡，应用切换功效，保障关键业务高可用性。当地容灾不足当地容灾能够避免服务器单点故障对信息系统打击，提升系统高可用性。不过，当发生区域性、毁灭性灾难时，如火灾、爆炸、地震、水灾、战争、雷击等，单纯当地容灾无法保障系统高可用性，造成正常业务无法进行、关键数据丢失、破坏，造成损失将不可估量。所以，全方面异地容灾保护处理方案应运而生。异地系统容灾经过物理距离将生产中心和容灾中心绝对隔离开，这么能够预防区域性、毁灭性灾难。2.2异地容灾技术当地数据备份是容灾系统建设前提基础，而经过对关键业务远程异地容灾技术，从而增强数据中心区域性抗打击能力，保障数据安全及业务系统连续性，才能真正实现一个安全关键业务信息系统。异地容灾技术按上述体系结构分为3个层次数据容灾技术、网络容灾技术、服务容灾技术。2.2.1远程数据客灾技术远程数据容灾是指经过将当地数据在线备份到远离当地异地数据系统保留，当灾难发生后，能够经过数据重构，来达成抵御区域性、毁灭性灾难，保护业务数据目标。但关键业务服务临时停顿不可避免。远程数据容灾技术能够分为以下几类：（1）远程磁带数据容灾技术；（2）基于智能存放系统数据容灾技术，（3）基于服务器卷数据容灾技术；（4）基于文件系统数据容灾技术；（5）基于数据库数据容灾技术。2.2.2网络容灾技术伴随网络飞速发展，越来越多用户将这一网络作为提供协同工作、电子商务、教育和休闲娱乐一条便捷路径。怎样预防业务中止或在中止不可避免时将业务损失降至最低成为一个关键问题，所以，网络可生存性成为网络设计中必需考虑一个方面。网络生存性是指网络在遭受多种故障，如通信人为故障和客观原因造成通信事故等时，仍能维持可接收业务质量能力。根据网络生存性性能工作组定义，网络生存性包含两个方面：（1）网络出现故障情况下，经过多种恢复技术，来维持或恢复网络服务使性能达成可接收程度。（2）网络经过应用预防技术，从故障中减轻或预防服务失效。提升网络可生存性相关方案，有基于底层光网络技术，也有基于IP层技术和这些技术融合。常见网络容灾技术有全光网络可生存技术、SDH网络可生存技术、IP层网络可生存技术。2.2.3服务容灾技术一个全方面容灾抗毁系统不仅仅是提供数据级、网络级保护，它一个关键功效就是为了确保信息系统连续运行，也即确保业务高可用性，并向用户提供不间断、可靠服务。为了实现这个功效，当发生灾难时，需要将生产中心业务转移到容灾中心去运行，这就是服务容灾技术要处理问题。服务容灾另一个目标是确保服务自动无缝迁移，让用户感觉不出提供服务主体发生了改变。正常情况下，系统多种应用运行在生产中心信息系统上，生产中心数据阔步或异步地实时复制到容灾中心，数据同时存放在生产中心和容灾中心存放系统中。当生产巾心因为断电、火灾甚至地震等灾难无法正常工作时，则将业务处理、网络通信线路切换至容灾中心，确保业务连续运行。所以，应用级容灾需要建立一个同生产系统相一致生产中心备份系统。在没有发生灾难情况F，由生产中心对外提供服务，容灾中心则实时跟踪生产中心处理，同时备份生产中心相关信息，确保在灾难发生时，能将信息服务功效切换到容灾中心，实现生产中心功效，抵御灾难。服务级容灾足在数据级容灾基础上，增加对整个服务备份，使得投资较高，要求提供业务连续性应用平台，数据、传输线路、基础设施等全部步骤容灾备份，实现技术要求高，难度大。所以，通常见于对、也务连续性要求很高系统中，如金融银行系统、电信营业帐务系统等。现在，己经出现多个和服务容灾相关技术，包含失效检测技术、服务迁移技术。其中有代表性失效检测技术有心跳技术，关键服务迁移技术包含基于DNS服务迁移技术、基于IP重定向服务迁移、基于集群服务迁移。3、数据备份实现技术3.1服务器层数据复制在生产中心和灾备中心服务器上安装专用数据复制软件，以实现远程复制功效。两中心间必需有网络连接作为数据通道。能够在服务器层增加应用远程切换功效软件，从而组成完整应用级容灾方案。这种数据复制方法相对投入较少，关键是软件采购成本；兼容性很好，能够兼容不一样品牌服务器和存放设备，较适合硬件组成复杂用户。但这种方法要在服务器上运行软件，会影响服务器性能。3.2交换机层数据复制存放交换机技术发展使交换机能够实现更多功效。很多原来由服务器和存放变现功效现在也可在交换机层实现，比如存放虚拟化。一样，现在有些厂家交换机产品已经能够实现复制功效。在生产中心和灾备中心全部要布署这种交换机，并在交换机之间经过专用链路连接起来。因为交换机能够管理和复制数据是存放在存赌层内，所以，用户需要将生产数据全部存放在交换机所连接存放没备中，这么就能够实现交换机对数据管理和复制。现在使用这种技术产品还不是很多，成熟性还有待提升，含有这种功效交换机价格也相对较高，所以采取这种方案用户比较少。3.3存放层数据复制现在存放设备经过多年发展已经十分成熟，尤其足中高端产品，通常全部含有优异数据管理功效。远程数据复制功效几乎是现有中高端产品必备功效。要实现数据复制需要在生产中心和灾备中心全部布署一套这么存放系统，数据复制功效由存放系统实现。假如距离比较近（几十公里之内），之间链路可由两中心存放交换机经过光纤直接连接；假如距离在200公里内，可经过增加DWDM等设备直接进行光纤连接l超出200公里，则可增加存放路由器进行协议转换路径WAN或Interne