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云容災備份方案


以云服務平臺作為企業云業務統一入口, 提供IT資源服務化的整合引擎, 實現資源服務化、 運維部署自勱化。

通過備份加強數據的安全性, 通過三地四中心建立容災體系

? 備份不容災是保證業務連續性的兩種技術手段, 兩者有著緊密的關聯

? 備份的目的是保存歷叱數據, 主要方式是將生產數據復制至其他離線介質中進行保存

? 容災的目的是在異地建立不生產系統相同的環境幵通過數據同步, 將生產環境復制至容災環境,當生產環境發生災難時, 由容災環境接管業務繼續運行

? 備份是容災的基礎, 而由于逡輯故障恢復和歸檔等需求, 容災丌能完全替代備份

? 丌同的業務系統有丌同的RPO和RTO需求, 根據需求來規劃合理的災備方案

應先建立同城災備, 再逐步推進到同城雙活


兩地三中心

三地四中心的職能規劃

備份規劃

四中心異地容災的規劃

主備數據中心容災架構

虛擬化平臺異地恢復(SRM) 介紹

災備恢復策略

雙活云數據中心是一個復雜的系統工程

雙活數據中心技術架構

災備線路規劃


IBM的三種異地容災備份方案

在前一篇中我們介紹數據容災的重要性和相關技術,從中了解到了數據容災與我們常見的數據備份是兩個不完全等同的概念。在數據容災中最常采用,也是最有效的方案是異地容災。這種容災方案最有保障,因為它是把數據備份保存在另一地方,甚至另一個國家,這樣數據就會更安全。試想一下在伊拉克這樣連成戰爭不斷的國家,即使把數據保存在了本國其它地方也是不安全的,所以有許多數據存儲廠商提出了全球容災的方案。從本篇起要向大家介紹幾個典型的數據存儲廠商的異地容災方案,本篇所介紹的是全球最為著名的數據存儲廠商-- IBM的幾種異地容災方案。針對不同的用戶需求,IBM公司的異地容災方案產品線非常豐富,各種數據備份技術和應用方案層出不窮,處于全球領先地位。它的這些容災方案不可能全在本文中介紹清楚,所以只選三個常見的方案類型向大家介紹。

一、數據級災備--PPRC

IBM的PPRC(Peer to Peer Remote Copy,點對占點遠程復制)復制技術是基于ESS企業級數據存儲服務器,通過ESCON(EnterpriseSystems Connection,企業管理系統連接,是一種光纖通道)通道建立配對的邏輯卷容災技術。這是IBM的最高級別容災方案,主要適用于大、中型和電信企業選用。它的網絡結構在圖中數據中心A和數據中心B可以是兩相隔上百公里的網絡系統,既可以單獨把某個數據中心的數據備份到另一個遠程數據中心中,也可以實現相互遠程備份。

在標準的實時備份方案中,服務器主機通過SAN與IBM企業存儲服務器ESS相連接,兩臺ESS之間通過ESCON通道實現同步遠程拷貝。受ESCON傳輸距離的限制,當主、備機房的距離超過2公里時,需要加光纖延伸器。光纖延伸器可以從多個不同的廠商購得,比如IBM 2029Fibre Saver、INRANGE的9801等。在光纖延伸器的幫助下,PPRC數據備份可達到100公里以上。在這種容災方案中,核心設備就是IBM的ESS的企業級存儲服務器,目前最新的型號主要有IBM TotalStorage Enterprise Storage Server(ESS)Model 750/800這兩種.

ESS 800型企業級存儲服務器支持IBM的多種Windows、UNIX、NetWare等服務器平臺之間的存儲共享,通過雙RISC架構SMP處理器、大容量高速緩存和串行磁盤連接提供出眾的性能;使用冗余的硬件、鏡像映射的寫高速緩存和RAID-5及RAID-10級別的磁盤陣列技術保護支持關鍵業務應用程序的高可用性。對通過ESCON、FICON、光纖通道、2GB光纖通道/FICON或Ultra SCSI連接的主機支持快速率的數據傳輸;通過Web瀏覽器、CLI(命令行界面)或者通過使用ESS API來提供高效、集中的操作管理;使擁有不同種類主機的企業不僅能升至55.9TB的物理磁盤容量,同時能保持最優性能。

對于這種方案中可能用到的SAN交換機在前面已有了這方面的產品介紹,在此不再贅述。不過要注意的是,在IBM的這些容災方案中都要求全套設備最好采用IBM自己的,所以在這種容災方案中的SAN交換機也需要選擇IBM自己的。在IBM中提供多種不同檔次的SAN交換機產品,如F08/16/32、M12等機型,可以全面滿足各類企業需求。

PPRC容災方案能夠自動將源卷上的數據同步到目標卷,實現以存儲為基礎的、實時的、與應用無關的數據遠程鏡像功能,可根據需要選擇同步或異步方式。PPRC實現較為簡單,純粹基于硬件,是無數據丟失且具有完全恢復功能的災難恢復解決方案,需要兩個中心均配置IBM的ESS存儲服務器。

在同步方式下,PPRC將確保如果備份卷不能被更新,那么即使源卷更新成功,整個寫操作也會返回失敗--徹底保證源卷和目的卷的數據一致。同步方式可以保證數據完全不丟失和很好一致性保證。數據的一致性非常重要,特別是對于系統和數據庫中的數據,不一致的數據無法保證數據的安全,嚴重時還可能造成數據庫無法啟動。但要注意,采用同步復制方式對系統性能有較大影響,特別是當兩個數據中心服務器不夠強壯時。

在異步工作方式下,PPRC能夠在遠端更新未完成的情況下,通過本地更新成功向主機返回"寫成功"信號。其好處是:在主備機房之間數據鏈路帶寬成為瓶頸時,采用異步方式對數據中心主機房生產系統性能的影響不大。缺點是采取這種方式的數據將有可能丟失。所以當采用異步方式時,IBM建議先采用IBM ESS的快速拷貝功能"FlashCopy",備份需同步的數據,再進行數據同步。

PPRC在初始連接時需要建立邏輯卷連接,之后PPRC會自動同步該邏輯卷。利用此項功能,可以進行ESS之間的數據遷移.

二、應用級災備--HAGEO

IBM的HAGEO(High Availability Geography)的縮寫,是IBMAIX平臺最優秀的實時災難備份軟件。我們知道,前面介紹的PPRC方案主要是通過硬件來實現的,而此處的HAGEO方案則主要是通過軟件實現的,相對來說比較經濟,但對硬件的配置也比較苛刻。

這種備份方案理論上對備份中心距離沒有限制,利用IP網絡,不需要專光纖;對應用程序、數據庫類型和存儲設備類型都是透明的,即在HAGEO下應用程序不需修改。但性能較以上介紹的PPRC方案差些,適用于中型企業選用。

HAGEO可以為客戶的數據和應用提供同步實時鏡像,其中增強型同步(MWC)模式可以提供數據的原始性和一致性,同時HAGEO也提供異步模式。HAGEO和應用程序緊密結合,不僅僅實現數據的實時鏡像,同時也可以實現應用的自動接管,大大減少了災難發生時手工操作。HAGEO可以做到零數據丟失,災難恢復時間一般在半個小時左右(指應用恢復)。

目前最為主流的HAGEO異地容災方案是基于RS/6000平臺的,在這種HAGEO環境中,每個交易或任務完成之前,系統都會通過遠程網絡,先完成生產系統和備份系統的數據更新,保障數據實時一致性。并且像HACMP雙機備份一樣,提供故障檢測和自動實時恢復功能。HACMP是IBM RS/6000平臺上的高可用軟件,它解決了本地多個服務器之間的互相備份問題。HAGEO將HACMP的功能在地理位置上作了延伸,將HACMP的優勢擴展到廣域網上,從而提供了一個很好的遠程備份解決方案。

IBM HAGEO容災方案的基本設想是:生產環境是兩臺RS/6000服務器(如圖4所示),組成一個本地的雙機熱備環境。當本地的一臺服務器發生故障時,應用會自動切換到本地另外一臺服務器上。在備份地點,由一臺RS/6000服務器作為備份服務器。當生產環境中的兩臺服務器都不能工作時,備份地點的服務器自動啟動應用,恢復正常的生產環境.連接兩地的網絡帶寬應大于2MB,以確保兩地備份服務器數據同步,具體所采用的網絡連接方式可以多樣,如專線方式的DDN、T3、互聯網寬帶接入等。如果應用對I/O的寫請求很多,應提高網絡帶寬,以保證系統的整體性能不受影響??蛻舳巳绾卧L問服務器也是在做方案時需要考慮的一個重要因素。注意,HAGEO方案只能負責到(服務器)系統這一層,在災難發生后,客戶端如何訪問備份中心,這一點需要在網絡整體設計時加以考慮。

三、NAS容災方案

雖然NAS方案大家都覺得不如SAN,但它的廉價特性(它是采用傳統的IP技術),在目前來說SAN還是無法比擬的,特別是對于中小型企業。針對全國性機構數據集中實時數據復制與災害備援需求,IBM采用NAS,LTO技術及NSI Software Double-Take數據同步方案,為全國性機構地市級節點以及省級中心節點提供基于NAS存儲平臺的數據同步解決方案,以最經濟的方式達到備援的目的,并保證系統的高可用性。

該方案對于全國性機構地市級節點的數據通過現有的網絡連接,占用最少的網絡資源,在第一時間將數據文件以增量的方式傳送至省級中心節點。同時也可實現省級中心節點向地市級節點的數據發送。并且在每個地市級節點還可以實現兩臺NAS存儲設備之間的數據實時同步以及系統的災難備援。并且在磁盤介質備份的基礎上,可進一步實現磁盤到磁帶的數據備份,以充分滿足數據的安全與可用性。其中一種利用公網進行省級與市級數據中心數據通信的網絡結構.

1.省級數據中心

省級中心采用NAS300(如圖7所示)系列或更高級的NAS500存儲服務器,它上面的數據與各地市級NAS200系列(如圖8所示)上數據通過Double Take軟件即時或定時保持同步,為公司提供準確的營業數據。地市級中心數據可通過T3、DDN、WAN等連接方式向省級中心進行實時或定時數據同步,充分利用各種網絡資源并最小化投資與運營成本。

基于I/O網絡流量的多少,IBM NAS Gateway 300可以支持每單位1000個以上基于IP的客戶機。要為每個用戶提供足夠的存儲容量,最多可分配22TB的存儲量。NAS300兼容IBM企業存儲服務器(ESS)、FAStT200、FAStT500、FAStT700和其它供應商提供的設備。IBM NAS Gateway 300預裝了Tivoli SANergy軟件,該軟件使用戶能通過較高的吞吐量但較低的開銷以文件、卷和字節級別訪問SAN中的存儲設備。通過它而在IP客戶機與SAN之間建立的高性能鏈接有助于利用兩個網絡中的現有投資。

NAS 200的存儲容量在109.2GB到3.52TB之間提供了一條不間斷的容量升級路徑,允許您"按增長支付",保護您的投資。而且提供數據保護的多級RAID和高級軟件,幫助您確保業務連續性,實現跨平臺(Windows [CIFS]、UNIX [NFS]、HTTP、FTP、ApplTalk和NetWare)文件共享,有助于減少網絡復雜性和維護費用,允許數據在整個企業內使用。

省級中心存儲數據的NAS存儲服務器上安裝DoubleTake軟件,并同時把它指定為Target端與Source端,一方面完成地市級數據向省級中心同步的功能(Target),另一方面可以實現省級中心向地市級數據中心下發數據的需要(Source)。

在省級中心NAS300存儲設備上連接IBM LTO系列磁帶設備以實現數據的雙重備份與保護。建議客戶在省級數據中心安裝Double Take Console控制臺軟件,以管理本省及下屬地市Double Take Source and Target的工作。

2.地市級數據中心

地市級數據中心NAS服務器上數據通過Double Take軟件即時或定時與省級中心NAS服務器保持同步,在正常運行狀態下業務數據NAS1與管理數據NAS2分開。但NAS1與NAS2可互為備援,當故障產生時,NAS1或NAS2可接替對方工作從而保證數據的高可用性。地市級中心數據可通過T3、DDN、WAN等連接方式向省級中心進行實時或定時數據同步,這樣可以保障地市級的數據的安全性。各地市級存儲數據的每臺NAS200存儲服務器為需要備份數據的服務器。在其上安裝Double Take軟件,并指定為Target端與Source端,一方面完成地市級數據向省級中心同步的功能(Source),另一方面可以實現地市級中心NAS1與NAS2之間的實時數據同步與相互備援(Target &Source)。Double Take的管理工作由省級中心完成。該方案對應用透明,數據同步由存儲系統獨立完成,極大提高了系統的可用性與數據的一致性;在數據集中的基礎上,TCO整體擁有成本極大降低;實現數據的集中,同步,高可用,備份與備援一體化方案。IBM  NAS產品與NSI Double-Take軟件的多個模式共同使用,使得用戶可以根據自己的環境靈活地選擇適合的配置。

四、編后語

以上介紹了IBM針對不同企業用戶需求推出的三種數據異地容災方案,它們各有特點。PPRC方案有用的是純硬件方案,具有最好的數據傳輸性能,而且適用于幾乎所有的主流系統操作平臺和IBM的硬件服務器平臺,但一般只用于數據備份中心相距數據源公司100公里以內的企業選用。而且投資最大,不是一般企業可以隨得起的。HAGEO方案則主要依賴軟件,數據傳輸性能較差,而且是為IBM AIX UNIX服務器專門開發的,但相對來說投資比較低,適用于中型企業選用。對于NAS方案,由于采用的通常是采用公網傳輸(也可用專線),傳輸性能最差,但網絡使用傳統的IP技術,投資最經濟,連接距離較廣(可在全球范圍內),適合于企業總與小型各分支機構之間的數據備份。


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