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企业级远程容灾备份解决方案

远程容灾备份系统设计原则

        一个远程容灾备份项目的关键在于规划设计合理的存储系统,在于完成数据整合,建立坚实的信息基础设施,在统一的信息存储平台上高效的完成业务处理。存储系统的可靠性,可用性和可扩展性将直接影响整个系统的运行,进而影响到整个业务部门的正常运做。经过分析,我们可以总结出对远程容灾备份系统的设计原则如下:
(1)先进性
       在容灾备份系统的设计过程中,充分依照国际上的规范、标准,备份设备采用标准的接口、规范和协议,借鉴国内外目前所流行的主流网络存储容灾备份体系结构,使用国际上成熟的模式和最新的存储容灾备份技术以及领导世界存储技术潮流的公司产品,才能使网络存储容灾备份系统不断地保持其先进性。
(2)数据的安全性和系统的高可靠性
       远程存储容灾备份系统负责完成对业务系统的灾难发生时的业务连续性支持,对系统的可靠性有着很高的要求。作为该系统核心的存储平台的高可靠性则更是重中之重。由于采用了集中存储的方案,所有的信息存储,信息管理及信息共享均集中存储于统一的SAN架构之上,存储平台的任何故障会造成巨大的影响。因此存储平台的数据安全性和系统高可靠性尤为重要。为了保证数据安全,除了建立可靠的数据存储备份系统之外,建议采用国际上成熟的设计方案和成熟的软、硬件产品。
(3)系统的高性能
       存储系统要存储大量的在线数据信息,支持更多服务器的在线业务要求。由于总的数据量会很大,如何在这么大数据量情况下满足这么多客户机的并发访问,整个存储系统的性能也是一个非常关键的要求。而且网络容灾备份系统也要支持不断增加的数据流量和存储容量,以保证各种信息的及时处理和可靠的完成,这要求网络容灾备份系统要具有足够的容量,为了及时、迅速地传送数据,网络容灾备份设备还必须具备高速处理能力,提供高速数据链路,保证系统高吞吐能力,满足各种应用对数据传送带宽的需求,系统的性能应能很好的适应未来的扩充和扩展的需要。
(4)系统的可扩展性/可扩充性
       作为集中存储的基本要求,存储系统应能支持巨大的存储容量,可以集中存储不同平台的企业数据,从而使企业在保留分布式处理好处的同时实现核心信息的集中存储和集中管理。
随着时间的推移、技术的发展以及环境的变化,业务系统的数据量会飞速增长,许多新业务系统会不断产生,因此对存储容灾备份系统的可扩展性有很高要求。虽然现在已经充分考虑了系统存储备份容量空间的预留,但随着业务的发展,对存储系统的可扩展性要求仍将非常迫切。这主要表现在对存储备份系统容量的平滑扩充以及对新的主机(HOST)系统的平滑连接,以尽量减少对已有正常业务的影响。
(5)系统的多平台支持能力
       本系统在集中的存储平台之上要为数据库服务器,应用服务器和其他服务器提供统一的存储方案。这不可避免的涉及到存储系统的多平台支持能力。未来作为数据库服务器和应用服务器可能会采用UNIX服务器,作为其它服务器可能会采用的是Windows NT等。作为集中存储的基本要求,存储系统必须能够同时连接不同的服务器平台,以满足数据集中的需要。
(6)灵活性和系统管理的简单性
       由于存储容灾备份系统的数据量非常大,如何有效的管理大量的数据,包括数据备份/恢复,都对存储系统的管理提出了巨大的挑战。系统管理人员需要有高效的方法实现全面的存储系统监控,包括实时数据性能监视、错误监测、错误状态识别等等。另外作为集中的存储平台,由于前端需要连接的服务器数量很多,如何在多个服务器平台之间对容量进行灵活的划分和调度也是为存储系统的管理提出了巨大的挑战。
(7)数据共享要求
       统一的信息需要让前端的多台业务服务器共享存取。作为集中存储的最大优势就是可以对集中后的信息进行统一的信息管理,信息保护和信息共享.整个系统包括多个组成部分,所有这些子系统需要共享统一的集中存储系统来建立流畅的工作流程,保证业务部门工作的顺利进行。因此共享要求可以说也是共享系统的一个核心要求。
(8)价格适中、投资合理
       建立存储容灾备份系统的经济性也是网络建设中的一个重要方面。经济性需从两个方面来考虑,首先是建立存储、备份系统过程中的费用,同时还有系统建成后的维护费用和对投资的保护能力。因此在考虑使存储、备份系统具有高性能的同时,还必须考虑投资的合理性,不能一味追求不切实际的先进性。在建设的过程中还需要考虑未来的升级能力和提供商的服务水平。
       另外,远程存储容灾备份方案除了要满足当前应用系统的需要外,还要为未来的的业务处理系统和信息处理系统打下一个良好的基础,必须考虑未来整个系统容灾的现实需求,方案必须可以和已经建设的信息基础架构完美结合,成为统一信息基础平台。
贝英斯远程容灾备份方案
       针对目前信息系统的现状及未来发展规划期望,贝英斯存储容灾备份解决方案的系统基础架构的设计应遵循以下原则:总体规划,分步实施。
       信息基础架构着眼于信息系统的长远规划,近期的实施应该成为未来扩展的基础,要做到既能满足目前需求,又能适应未来发展的需求,做到最佳投资保护。因此我们规划的各期方案要有可实施性,前期方案是后期方案的基础,后期方案是前期方案的延伸。总体方案要从实际出发,体现面向未来的整体思路。
       从技术方面看,存储层数据备份镜像是目前业界比较成功的企业级远程容灾备份解决方案,能够提供业务连续性服务保障,如下图所示。
                                                                        
       从存储容灾备份设备的选型看,对于关键的业务系统,其可靠性、安全性要求非常高,需要考虑系统级的容灾方案,推荐EMC的智能磁盘阵列DMX系列(高端)或CX系列(中低端)产品。
       从容灾备份方案看,本地主中心和异地容灾备份中心之间通过存储网络扩展技术,如裸光纤直连或FC OVER SDH/DWDM技术,采用DMX+SRDF高端方案或者CX+MirrorView中低端方案;在异地备份中心,服务器数量可以少于主中心,磁带库也是可选的配置,但必须配置与主中心相同厂家的智能磁盘阵列存储设备以及相同存储厂家的容灾软件,一个典型的贝英斯基于EMC的远程容灾备份方案如下图所示。
                                                                        
       对于磁盘级别的数据复制,分为同步数据复制和异步数据复制,考虑到关键业务的实际情况,贝英斯的方案建议是尽量采用同步复制的方式实现磁盘系统间的数据镜像。
       而采用同步方式,可以使容灾端的系统和生产端系统保持一致,容灾端系统的恢复流程十分简单方便。
       对于容灾备份系统来说,光有数据存储是不够的,应用服务器的业务处理能力是整个系统的核心,因此贝英斯的容灾方案中的应用服务器配置是采用双机热备(集群)和异地冷备相结合的方式进行。这样在数据中心的服务器在正常时都负担处理本地相应的业务系统,在灾难如火灾,地震等情况发生后,由于整个系统的数据通过同步复制在本地和异地都是完整的,因此可以在异地进行所有业务的开展,如可利用异地数据库进行系统检测、数据备份、应用软件的测试等工作。对于服务器的处理需要进行相应的考虑,以使故障出现的时候带动整个系统的运行。在正常情况下,数据中心的服务器均负担自己的业务处理,在灾难发生后,则需要同时异地业务系统的运行(在这种情况下,可以允许性能的部分下降或暂停非关键的子系统应用)。
       EMC的Symmetrix/CLARiiON系列均使用基于磁盘的远程镜像技术(SRDF/MirrorView),属基于存储系统的容灾模式。支持同步、异步的复制,支持多段复制,可采用多种连接方式(FC OVER ATM/DWDM/SDH/DARK FIBER等),不占用主机和IP网络资源,管理简单易行。技术成熟可靠,在全球远程容灾备份市场占据90%以上的份额。
方案特点及优势
       贝英斯的方案建议是对于容灾备份系统采用基于存储系统的容灾模式解决方案,基于存储系统的容灾模式是磁盘系统利用自身的处理能力,通过磁盘系统之间的通道连接复制磁盘系统内的数据更新,从而在异地中心保存生产数据的记录。
       磁盘系统是信息的真正所在地,利用磁盘复制可以独立于服务器、操作系统、卷管理系统、数据库、文件系统、中间件、应用程序。
       磁盘系统数据的物理构成单位为扇区(Sector)、簇(Cluster)、磁道(Track)、柱面(Cylindar)、卷(Volume)。一般基于卷建立磁盘复制的复制对应关系,复制过程中的数据传输单位可能为簇、磁道或柱面。
       从生产中心和异地中心中心之间数据是否保持完全一致看,传输模式可分为如下三种:
       同步:从服务器来看,一个完整的磁盘IO更新同时包含对两个数据中心的磁盘IO更新。
       异步:服务器照常执行对生产中心的磁盘IO更新,复制程序将IO更新异步地从生产中心传输到异地中心。异地中心的IO更新将落后于生产中心。
       半同步:异地中心的IO更新将落后于生产中心指定的数量。
       缓冲区技术将所有生产数据的更新直接保存到缓冲区,复制进程连续不断地读取缓冲区中的数据,传输到异地中心的存储系统。延迟同步技术下的复制过程根据复制要求和复制网络带宽的状况,按合适的时间间隔记录生产数据的更新,然后按照交易管理技术原理将该更新完整的复制到异地中心。
       在磁盘复制中,所复制的业务物理设备中的信息;对于磁盘结构的变化,如增加参与复制的硬盘数量,磁盘复制机制本身无法实现。功能完好的磁盘智能系统支持联机修改磁盘配置,复制管理系统通过修改配置信息来保证磁盘复制机制可适应业务的变化,并且在修改配置时,不必中断当前的数据复制过程。在这点上,应用嵌入式复制、数据库级复制、文件系统级、卷管理级复制均不能良好处理相应的应用结构、数据库结构、文件系统结构、卷管理结构发生变化时,复制管理员需终止复制、修改配滞后、重新初始化复制而对复制机制的连续性和可操作性带来的威胁。
       磁盘复制在数据复制技术上,是针对信息本身的解决方案。由于任何上层数据实体,包括操作系统中的逻辑卷、数据库、文件系统、应用,其信息的存储都会最终落实到磁盘系统的物理设备中,所以磁盘复制的覆盖范围可以同时达到应用嵌入式复制、数据库方式复制、文件系统方式复制、服务器卷方式复制所能实现的信息复制要求。
       现代的磁盘系统可同时支持多种服务器,在多种服务器上又可运行多种卷管理系统、数据库系统、文件系统、应用程序,磁盘复制技术是能保存跨平台的IT业务支持系统的业务状态的完整记录的基础性技术。
       但是磁盘复制并非就是解决容灾问题的“万能良药”呢?对于某些引起宕机的因素,如误操作、病毒对数据的破坏,磁盘复制技术都会原封不动的将故障复制到异地中心;此时异地中心拥有的复制数据失去了恢复业务的用处。
       总结下来,基于存储系统的远程容灾备份模式的优势是:
       (1)数据复制、备份过程不占用主机资源
       (2)操作、控制简单,保证大量数据的复制性能
       (3)数据实时复制,保证一致性,完整性
       (4)连接、复制功能故障不影响主机应用运行
       (5)备份中心数据可立即恢复回主中心运行
       (6)可随时建立或停止数据复制、备份功能
       (7)可灵活选择需复制的文件系统,数据表空间
       (8)容灾备份系统对主机应用透明