容災技術的概念和實現畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 恰好在于將?容災?分級而制。 大體而言，?容災?體系可劃分為數據容災與應用容災兩個層次。數據級的 ?容災?較為基礎，其還可繼續細分為兩個級別，基礎的?數據容災?方案僅需利用磁帶庫和管理軟件就能實現數據異地備份，達 到?容災?的功效；而較高級的?數據容災?方案則是依靠數據復制工具，例如 VERITAS 的 VVR 軟件，或者存儲系統的硬件控制器，實現數據的遠程復制。相比之下，較高級別的應用?容災?系統，則要求企業的多種應用在災難發生時進行快速切換，以確保業務的連續性。應用級的?容災?系統又包括?手動切換?和?自動切換?兩種方式，其中能實現應用自動切換以及瞬間恢復的?容災?方案是目前?容災?的最高境界，但其要求的軟硬 件投入相對較高，因此，享受這種方案的目前主要是電信、金融等領域的一些大型企業。可見，企業應該可以根據自身的需要來構建自己的容災系統。 軟件容災，彈性部署：?容災?也能豐儉由人？ 一切企業生產系統出乎預料地失效都應算作是啟動?容災?系統的外界條件，這意味著任何在本地的硬件或軟件的失敗也都應包括在內。為能使企業在災難發生時實時、自動地響應，并能在冗余設備上快速將應用系統重新啟動而只損失極少的數據， VERITAS 提出了構建在高可用性基礎平臺上的?軟件容災?的概念。 與其他的?容災?方案有所不同， VERITAS?軟件容災?之道的最大特色就是?可進可退?、?豐儉由人?，為不同需求的用戶提供由低到高不同服務等級的?容災?方案，其中包括從入門級的可管理磁帶容災方案 VERITAS NetBackup Vault Option，到較高級的實時數據容災方案 VERITAS Volume Replicator，乃至更高級的企業級的實時應用級容災方案 VERITAS Global Cluster Option 和 VERITAS Cluster Server。這樣，不僅可以滿足大型企業的容災需要，也降低 了中小企業邁進容災的門檻。 必不可少的?災難演習? 如同高層大廈必須定期進行?防火演習?一樣，?容災?系統也需要進行?災難演習?，這也是 VERITAS 的?軟件容災?所獨有的特色。由于 IT 系統的環境很可能需要經常變化，這要求容災系統也應及時適應這種變化，因此策略性的?災難演習?成為必不可少的手段。 為了確保企業新搭建的?容災?系統能在遇到?災難?的時候及時響應，正常地發揮?四大職責?， VERITAS 專門在自己的?容災?方案中引入了遠比單純的?硬件演習?更節約成本、更方便和擁有更強可用性的軟件?災難演習?功能。由于 VERITAS 的?災難演習?對正常運行的生產系統的影響微乎其微，因此它更受需要經常對 IT 系統進行升級或調整的用戶的青睞。 尾聲：走向服務的?容災? 近年來，越來越多的存儲服務提供商正在努力嘗試這種更新的服務策略，而 VERITAS 提供的不同服務等級的?容災?產品和技術，將有助于存儲服務提供商開展更廣闊的?容災外包?服務業務。 這種?容災服務?也可分為?公?、?私?兩類，即企業的信息部門為企業內部提供的服務（?私?）以及諸如 IDC 等機構面向社會市場提供的外包服務（?公?）。由于外包服務商，尤其是面向?公?的服務 商，往往需要幫助客戶解決存在于結構復雜的異構平臺的各種?容災?問題，因此，他們更加需要利用 VERITAS 提供的彈性多級的?容 災服務?方案去巧妙解決客戶復雜多變的需求。 容災技術的應用現狀 隨著企業信息化進程的推進，大部分企業核心應用的數據庫容量都在大幅增加，數據的安全變得越來越重要。大量的數據在帶給企業財富的同時，數據丟失帶來的損失也越來越大，容災備份則顯現出重要性。為了了解企業應用數據容災技術及方案的情況，在此設定了此調查選項。 調查數據顯示，在受訪用戶中，僅有 %的用戶沒有采用容災措施，也就是說此外約 %的用戶都考慮了企業數據容災， ITPUB社區的大版主蓋國強分析道，這充分說明企業對于數據的重視，而企業數據容災也在近幾年成為了一個重要的新興領域，不管是傳統的數據庫系統提供商以及存儲設備提供商，都在競爭這一塊巨大的市場。 以 Oracle 公司為例，在 20xx 年 Oracle 收購了重要的數據復制技術提供商 GoldenGate，強化其在數據復制、容災、跨平臺遷移等方面的競爭優勢，這也說明了廠商對于這個領域的重視。 據了解，目前針對數據庫的遠程復制、容災主要有以下幾種技術或解決方案： 第一， 基于存儲層的容災復制方案 這種技術的復制機制是通過基于 SAN 的存儲局域網進行復制，復制針對每個 IO 進行，復制的數據量比較大 。系統可以實現數據的同步或異步兩種方式的復制 .對大數據量的系統來說有很大的優勢 (每天日志量在 60G 以上 ),但是對主機、操作系統、數據庫版本等要求一致，且對絡環境的要求比較高。目標系統不需要有主機，只要有 存儲設備就可以，如果需要目標系統可讀，需要額外的配置和設備，比較麻煩。 調查數據顯示， %的用戶選擇了基于存儲層面的容災復制技術，依賴于存儲層面的容災技術隔離了數據庫的復雜性，通過底層來完成數據保護，具有簡化高效的特點，但是一般來說需要較高的投資 。 第二 基于數據庫自身技術的容災方案 (redo log 的方式 ) 調查顯示，基于數據庫自身的容災方案這一部分的用戶選擇占到了 %，蓋國強認為，這類方案的特點是依賴于數據庫技術實現，不需要過多的額外投資，而且方案靈活，可以根據具體環境選擇不同的實施方案，所 以一直是廣為接受的容災手段。比如， Oracle 的 DataGuard 技術在 Oracle 11gR2 版本中就進一步的實現了 Active DataGuard 模式。 第三 基于邏輯卷的容災復制方案 調查數據顯示，有 %的用戶選擇了這種類型的技術和方案。這種技術的機制是通過基于 TCP/IP 的網絡環境進行復制，由操作系統進程捕捉邏輯卷的變化進行復制。其特點與基于存儲設備的復制方案比較類似，也可以選擇同步或異步兩種方式，對主機的軟、硬件環境的一致性要求也比較高，對大數據量的應用比較有優勢。其目標系統如果要實現可讀， 需要創建第三方鏡像。個人認為這種技術和上面提到的基于存儲的復制技術比較適合于超大數據量的系統，或者是應用系統的容災復制。 3 容災技術的實施情況 數據越來越突出地成為社會正常運作的核心。對于一個企業來講，數據更是影晌其生存和發展的關鍵，各行業的用戶和企業對網絡 應用和數據信息的依賴日益強烈，使得突發性災難如火災，洪水，地震或者恐怖事件對整個企業的數據和業務生產會造成重大影響，所以如何保證在災難發生時，企業數據不丟失，保證系統服務盡快恢復運行成為人們關注的話題，容災技術日益成為各個行業關注的焦點。 隨著信息化建設的不斷發展，人們已經越來越意識到數據的重要性。數據的價值體現有兩個前提，既數據的安全和可用，這就要求數據信息系統具有高可用性。基于這種認識，各種存儲技術被快速發展起來，保證數據的安全性有專業 存儲 系統和備份解決方案。 災難備份是今天的一個重要的課題，如何保證數據中心在經歷一定級別的故障和災難后能夠盡快恢復運營，對干此務連續性較為敏感的企業是至關重要的。 調查報告 20xx年 1 月 5 日， VMware 公司日前宣布了中小企業 IT 中心運營效率、災難備份、虛擬化利用狀況的全面調查結果。調查結果顯示，33%的中小企業在過去兩年內都曾遭遇 IT 系統中斷，超過 21%的中小企業因為故障和災難丟失了關鍵的業務數據。超過 62%的中小企業因此影響了業績，喪失了客戶。 與此同時，雖然 77%的中小企業將維持現有客戶列為最重要的業務目標，但是仍有 47%的中小企業制定了業務連續性的計劃并在過去兩年內進行了更新，或制定了詳細的數據備份和保留政策。 此次調查還發現，中小企業利用虛擬化獲得了廣泛的益處。多數中小企業認為，虛擬化最顯著的效果體現在節省 IT 日常管理任務 （ 73%）、應用可用性（ 71%）、響應變化的業務需求（ 68%）、備份和數據保護（ 67%）、業務連續性（ 67%）以及提高企業贏利能力和發展速度（ 67%）。 VMware中小企業調查進一步的結果顯示： 20xx 年首選的 IT計劃是提高安全性（ 61%）、數據備份和保護（ 52%）、維持現有基礎架構（ 42%）、減少能源利用（ 39%）以及業務連續性和災難恢復（ 39%）。 20xx 年的業務目標是留住核心員工（ 81%）、控制成本（ 81%）、發掘新客戶（ 79%）、留住當前客戶（ 77%）和提高生產率（ 77%）。約 89%的 IT 部門花費了一半以上的時間用于常規的管理任務。 企業的 IT 部門通過虛擬化顯 著地提高了效率。相較于 45%未實施虛擬化的企業而言， 71%已經采用虛擬化的企業發現他們的 IT 部門變得更富有效率。 IT 部門能夠更加快速地響應業務需求。實施虛擬化的企業發現 IT部門的響應更加快速。相較于 57%未實施虛擬化的企業而言， 73%已經采用虛擬化的企業發現他們 IT部門的響應變得更加快捷。 4 災備系統的實施方案 近幾年以來，中國的災難備份系統市場取得了長足的發展。各行業和相關企業對于災難備份已經非常重視，很多行業的災難備份系統建設已經全面啟動。目前中國各大中金融機構、電信運營商以及部分 政府單位已經進入災備系統設計或實施階段，其余行業在加緊災備建設。 下面是容災技術應用的 2 個實際案例和常見的災備技術的實施： 案例一 需求 某保險公司 (以下簡稱客戶 )向 EMC 公司提出建立容災方案的想法，由于客戶對容災技術了解不多，因此此方案是根據其異地存在辦公設施的條件提出異地容災的初步設想。容災技術和方案的設計極其復雜，客戶不能提供具體需求的情況較為普遍。了解客戶的初步設想后， EMC 公司根據以往經過多次驗證的經驗和成熟的業務連續性服務集成方法論，幫助客戶從評估現有服務水平入手，定義業務需求，調研高可用性和恢復技術，設計基礎架構，進行技術測試和實施，開發業務連續性技術，實施容災測試演習，建立更新與維護制度，建立資源管理、改進與考評體系，使容災方案真正做到 養兵千日，用兵一時 。 方案 EMC 在業務連續性服務方面有著一套完整的實施方法論，稱作業務連續性服務集成方法論 (Business Continuity Solution Integration，簡稱 BCSI)。它是 EMC 通過對多年實施業務連續性和容災服務的所積累的經驗進行總結和提煉，開發出來的業務連續性實施方法論模型，該實施方法在全球眾多相關項目中廣為使用并得到驗證。這一方法論，包括規劃 (Plan)、建立 (Build)、和管理 (Manage) 三個階段、十個步驟的咨詢和技術服務。 根據客戶的容災地點的選擇考慮范圍， EMC 針對生產站點和容災站點之間的距離推薦三種技術方案： 第一類：北京、成都，距離在 1000 公里以上 EMC 推薦使用 SRDF SAR 單跳數據復制方案，該方案對于鏈路的帶寬沒有具體要求，可以滿足任何鏈路帶寬和 RPO 需求。 第二類：南京、杭州、蘇州等地，距離在 3 個小時車程以內 EMC 推薦使用 SRDF 異步數據復制方案，如果鏈路帶寬允許的話，可以考慮對最關鍵的業務數據實施同步復制保護。如果鏈路帶寬比較低，也可以考慮 SRDF SAR 單跳數據復制模式。 第三類：同城 (外高橋、張江、漕河徑 ) EMC 推薦使用 SRDF 同步數據復制方案，根據災備地點和目前生產中心的之間的物理距離，我們建議在同城的模式下，可以采用 SRDF同步方式，對核心業務數據采用同步保護模式。 同城同步方案 方案優勢： 同步模式可以確保兩邊核心業務數據的完全一致，而且在回切(Fail Back)時，可以透明的回切，無需等待災備端數據的回拷完畢。換句話講，用戶無需任何專門的停機時間，即可完成生產中心的啟動，真正實現用戶業務系統的連續性。這是其它廠商無法實現的功能。用戶可以利用該功能，非常輕松的實現災備演練和日常計劃性停機維護等工作。結合本地數據復制軟件 TimeFinder，用戶可以克隆生產數 據或對生產數據執行快照。用戶可以將該份數據作為開發、測試的源數據或數據倉庫系統的數據挖掘和抽樣等功能。另外，用戶可以在災備端對災備磁盤執行同樣的功能，克隆數據可以作為災備演練的環境。快照數據可以作為鏈路中斷等故障時，需要數據再同步時，可以對災備數據實現二次保護。 在本地生產中心配置虛擬磁盤庫，可以將每日的數據備份直接備份至磁盤庫，然后利用備份軟件將備份數據自動克隆至災備中心的磁帶庫，實現磁帶數據的異地保留。同時，基