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淺論數(shù)據(jù)備份與容災(zāi)系統(tǒng)
摘要:為了保障數(shù)據(jù)資料的安全,必須進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。而一旦發(fā)生災(zāi)難,造成大量數(shù)據(jù)丟失,容災(zāi)系統(tǒng)將能保證業(yè)務(wù)盡快恢復(fù),甚至可以保證業(yè)務(wù)不間斷執(zhí)行。數(shù)據(jù)備份也正是容災(zāi)系統(tǒng)得以運(yùn)行的前提。
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù) 備份 容災(zāi)
數(shù)據(jù)資料已經(jīng)成為企事業(yè)單位的無(wú)形資產(chǎn)和重要財(cái)富,其安全也倍受關(guān)注。當(dāng)遭受地震、洪水、臺(tái)風(fēng)、恐怖襲擊等重大災(zāi)害,以及發(fā)生大范圍停電、網(wǎng)絡(luò)中斷、硬件故障等事故時(shí)就會(huì)由于數(shù)據(jù)丟失破壞而造成重大損失?紤]到大范圍內(nèi)災(zāi)難或故障發(fā)生的可能性,為了保障數(shù)據(jù)安全,利用現(xiàn)有存儲(chǔ)設(shè)備資源為大量的主流平臺(tái)用戶制定完備的備份和容災(zāi)方案,構(gòu)建簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠的備份及容災(zāi)系統(tǒng),增強(qiáng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力,最大限度地減少損失有著十分重要意義。
一、數(shù)據(jù)備份策略
從備份策略來(lái)講,現(xiàn)在的備份可分為三種:完全備份、增量備份、差異備份、累加備份策略。下面來(lái)討論以下這幾種備份方式:
完全備份就是拷貝給定計(jì)算機(jī)或文件系統(tǒng)上的所有文件,而不管它是否被改變。
增量備份就是只備份在上一次備份后增加、改動(dòng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。增量備份可分為多級(jí),每一次增量都源自上一次備份后的改動(dòng)部分。
差異備份就是只備份在上一次完全備份后有變化的部分?jǐn)?shù)據(jù)。如果只存在兩次備份,則增量備份和差異備份內(nèi)容一樣。
累加備份采用數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式,記錄累積每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的變化,并把變化后的值備份到相應(yīng)的數(shù)組中,這種備份方式可恢復(fù)到指點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)。
一般在使用過(guò)程中,這三種策略常結(jié)合使用,常用的方法有:完全備份、完全備份加增量備份、完全備份加差異備份、完全備份加累加備份。
完全備份會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)移動(dòng),選擇每天完全備份的客戶經(jīng)常直接把磁帶介質(zhì)連接到每臺(tái)計(jì)算機(jī)上(避免通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù))。這樣,由于人的干預(yù)(放置磁帶或填充自動(dòng)裝載設(shè)備),磁帶驅(qū)動(dòng)器很少成為自動(dòng)系統(tǒng)的一部分。其結(jié)果是較差的經(jīng)濟(jì)效益和較高的人力花費(fèi)。
完全備份加增量備份源自完全備份,不過(guò)減少了數(shù)據(jù)移動(dòng),其思想是較少使用完全備份。比如說(shuō)在周六晚上進(jìn)行完全備份(此時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的使用最。。在其它6天(周日到周五)則進(jìn)行增量備份。增量備份會(huì)問(wèn)這樣的問(wèn)題:自昨天以來(lái),哪些文件發(fā)生了變化?這些發(fā)生變化的文件將存儲(chǔ)在當(dāng)天的增量備份磁帶上。
完全備份加差異備份的思想也是較少使用完全備份。比如說(shuō)在周六晚上進(jìn)行完全備份,在其它6天(周日到周五)則進(jìn)行差異備份。做差異備份時(shí),將會(huì)把自上星期六以來(lái)發(fā)生了變化的文件存儲(chǔ)在當(dāng)天的增量備份磁帶上。
二、容災(zāi)系統(tǒng)的等級(jí)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)
容災(zāi)是一個(gè)范疇比較廣泛的概念,廣義上,我們可以把所有與業(yè)務(wù)連續(xù)性相關(guān)的內(nèi)容都納入容災(zāi)。容災(zāi)是一個(gè)系統(tǒng)工程,它包括支持用戶業(yè)務(wù)的方方面面。而容災(zāi)對(duì)于IT而言,就是提供一個(gè)能防止用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)遭受各種災(zāi)難影響破壞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。容災(zāi)還表現(xiàn)為一種未雨綢繆的主動(dòng)性,而不是在災(zāi)難發(fā)生后的“亡羊補(bǔ)牢”。從狹義的角度,我們平常所談?wù)摰娜轂?zāi)是指,除了生產(chǎn)站點(diǎn)以外,用戶另外建立的冗余站點(diǎn),當(dāng)災(zāi)難發(fā)生生產(chǎn)站點(diǎn)受到破壞時(shí),冗余站點(diǎn)可以接管用戶正常的業(yè)務(wù),達(dá)到業(yè)務(wù)不間斷的目的。為了達(dá)到更高可用性,許多用戶甚至建立多個(gè)冗余站點(diǎn)。
容災(zāi)系統(tǒng)是通過(guò)在異地建立和維護(hù)一個(gè)備份存儲(chǔ)系統(tǒng),利用地理上的分離來(lái)保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)難性事件的抵御能力。
根據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的抵抗程度,可分為數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)。數(shù)據(jù)容災(zāi)是指建立一個(gè)異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng),該系統(tǒng)是對(duì)本地系統(tǒng)關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)復(fù)制。當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí),可由異地系統(tǒng)迅速接替本地系統(tǒng)而保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。應(yīng)用容災(zāi)比數(shù)據(jù)容災(zāi)層次更高,即在異地建立一套完整的、與本地?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膫浞輵?yīng)用系統(tǒng)(可以同本地應(yīng)用系統(tǒng)互為備份,也可與本地應(yīng)用系統(tǒng)共同工作)。在災(zāi)難出現(xiàn)后,遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)迅速接管或承擔(dān)本地應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行。
設(shè)計(jì)一個(gè)容災(zāi)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,通?蓪⑷轂(zāi)系統(tǒng)分為四個(gè)等級(jí)。
第0級(jí):沒(méi)有備援中心這一級(jí)容災(zāi)系統(tǒng),實(shí)際上沒(méi)有災(zāi)難恢復(fù)能力,它只在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)備份,并且被備份的數(shù)據(jù)只在本地保存,沒(méi)有送往異地。
第1級(jí):本地磁帶備份,異地保存在本地將關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份,然后送到異地保存。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)。這種方案成本低、易于配置。但當(dāng)數(shù)據(jù)量增大時(shí),存在存儲(chǔ)介質(zhì)難管理的問(wèn)題,并且當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)存在大量數(shù)據(jù)難以及時(shí)恢復(fù)的問(wèn)題。為了解決此問(wèn)題,災(zāi)難發(fā)生時(shí),先恢復(fù)關(guān)鍵數(shù)據(jù),后恢復(fù)非關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
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)。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。
第3級(jí):活動(dòng)備援中心在相隔較遠(yuǎn)的地方分別建立兩個(gè)數(shù)據(jù)中心,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)。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)系統(tǒng)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。
在建立容災(zāi)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)、基于IP的SAN的互連技術(shù)、快照技術(shù)等。
衡量容災(zāi)系統(tǒng)的兩個(gè)技術(shù)指標(biāo):RPO(Recovery Point Objective):即數(shù)據(jù)恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo),主要指的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。
RTO(Recovery Time Objective):即恢復(fù)時(shí)間目標(biāo),主要指的是所能容忍的業(yè)務(wù)停止服務(wù)的最長(zhǎng)時(shí)間,也就是從災(zāi)難發(fā)生到業(yè)務(wù)系統(tǒng)恢復(fù)服務(wù)功能所需要的最短時(shí)間周期。
RPO針對(duì)的是數(shù)據(jù)丟失,而RTO針對(duì)的是服務(wù)丟失,二者沒(méi)有必然的關(guān)聯(lián)性。RTO和RPO的確定必須在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和業(yè)務(wù)影響分析后根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求確定。對(duì)于不同企業(yè)的同一種業(yè)務(wù),RTO和RPO的需求也會(huì)有所不同。
三、數(shù)據(jù)容災(zāi)與數(shù)據(jù)備份的聯(lián)系
從定義上看,備份是指用戶為應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)(或者原有的重要數(shù)據(jù)信息)制作一份或者多份拷貝,以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性。因此,備份與容災(zāi)所關(guān)注的對(duì)象有所不同,備份關(guān)系數(shù)據(jù)的安全,容災(zāi)關(guān)心業(yè)務(wù)應(yīng)用的安全,我們可以把備份稱作是“數(shù)據(jù)保護(hù)”,而容災(zāi)稱作“業(yè)務(wù)應(yīng)用保護(hù)”。備份最多表現(xiàn)為通過(guò)備份軟件使用磁帶機(jī)或者磁帶庫(kù)將數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝,也有用戶使用磁盤、光盤作為存儲(chǔ)介質(zhì);容災(zāi)則表現(xiàn)為通過(guò)高可
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