北京中科同向(一体化)云备份数据柜白皮书

中科同向云备份数据柜
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前言 (3)
文档适用范围 (3)
术语定义 (3)
一、云备份数据柜介绍 (9)
1.1技术简介 (9)
1.2功能简介 (9)
1.3技术原理 (10)
二、用于数据容灾的中科同向云备份数据柜 (13)
2.1产品简介 (13)
2.2产品模块 (13)
管理控制台 (13)
客户端 (14)
介质服务器 (14)
三、应用容灾的典型部署方式 (15)
3.1支持平台和应用范围 (16)
平台支持 (16)
应用支持 (16)
四、亮点功能概览 (17)
4.1内置高效数据备份 (17)
4.2内置的实时复制 (17)
4.3内置的灾难恢复 (17)
4.4内置虚拟化容灾方案 (18)
4.5内置的重复数据删除 (19)
4.6内置的灾难恢复演习 (19)
4.7基于级联复制的远程应用容灾 (20)
4.8智能的版本合成 (20)
4.9更迅速的时间点恢复 (21)
4.10丰富的网络传输控制 (21)
五、关键技术剖析 (21)
5.1数据库实时复制技术 (21)
5.2数据库一致性技术 (21)
5.3接管数据一致性技术 (22)
5.4重复数据删除技术 (23)
5.5Seldata 恢复技术 (23)
前言
中科同向云备份数据柜是一种业务可持续性、云存储、云备份的容灾平台，可保证业务系统在发生灾难后可持续对外提供服务。

整个平台的可持续性关键指标包括数据丢失量最小（RPO）和灾难恢复时间最小（RTO）。

中科同向云备份数据柜采用云计算模式，基于持续数据保护（CDP）技术，内置数据备份、灾难恢复和数据归档、网络存储模块，可实现应用系统的实时备份、本地高可用、一体化集成保护、异地数据持续性容灾等方案。

文档适用范围
此文档适用于以下产品线：
中科同向云备份数据柜
术语定义
恢复点目标（Recovery Point Objective）
RPO 是以时间为单位，即在灾难发生时，系统和数据必须恢复到的时间点要求。

RPO 标志系统能够容忍的最大数据丢失量。

系统容忍丢失的数据量越小，RPO 的值越小。

恢复时间目标（Recovery Time Objective）
RTO 是以时间为单位，即在灾难发生后，信息系统或业务功能从停止到必须恢复的时间要求。

RTO 标志系统能够容忍的服务停止的最长时间。

系统服务的紧迫性要求越高，RTO 的值越小。

实时复制（RealTime Replication）
是实现持续数据保护（CDP）方案的关键技术，可将生产服务器中应用系统的数据实时地复制到网络中的介质服务器上，在复制过程中应用系统仍然正常工作，保存在介质服务器上的复制数据可提供任意时间点恢复。

灾难恢复（Disaster Recovery）
是实现应用容灾，保证业务持续性的关键技术，可通过配置容灾服务器，克隆系统和应用，并在容灾服务器上生成一份生产服务器的最新数据副本，当生产服务器出现故障时，由
容灾服务器立即接管生产服务器的业务，继续对外提供服务，保证业务持续性。

应用容灾（Application Continuity）
保证业务系统在发生灾难后可持续对外提供服务的一种技术方案，可持续性关键指标包括数据丢失量最小（RPO）和灾难恢复时间最小（RTO）。

应用容灾由基于实时复制的持
续数据保护方案和灾难恢复方案共同组成。

生产服务器（Production Server）
是指用户环境中正常提供业务服务的服务器，它通常为 ERP、CRM、OA、财务等企业
内部关键服务器。

容灾服务器（Secondary Server）
在应用容灾方案中，容灾服务器是生产服务器的一个完整拷贝，当生产服务器发生故障无法工作时，容灾服务器可接管并继续提供相同服务，以保证应用的高可用性和业务的持续性。

生产站点（Production Site）
是指用户能提供正常业务服务的计算机环境，包括生产服务器、网络、存储、服务器软件等一系列的 IT 设施。

容灾站点（DR Site）
是指应用容灾方案中针对生产站点提供的容灾计算机环境，包括容灾服务器、演习服务器、容灾软件、存储等一系列的 IT 设施。

灾难恢复演习（Disaster Recovery Exercise）
是应用容灾的测试方案，通过灾难恢复演习可用来验证整个方案的可恢复性以及容灾服务器的可用性，包括实战演习和模拟演习两种方式。

实战演习（Actual Exercise）
灾难恢复演习时，对整个应用容灾方案进行测试，验证灾难恢复的可用性。

在实战演习期间，将把生产站点的生产服务器切换到容灾站点的容灾服务器，并对生产服务器进行恢复，恢复完成后，再从容灾服务器切换到生产服务器。

模拟演习（Simulated Exercise）
灾难恢复演习时，对容灾服务器的可用性进行测试，验证容灾服务器能否正常运行。

在模拟演习期间，将启动容灾服务器的业务系统，但不会将生产服务器切换到容灾服务器。

演习服务器（Exercising Server）
用来进行灾难恢复模拟演习，验证容灾服务器的可用性，它即可以采用容灾服务器来代替，也可以单独部署演习服务器，定期演习恢复可用性。

同步复制（Synchronized Replication）
同步复制是一种 I/O 复制模式，是指在实时复制期间，数据分离器捕获到生产服务器的一个写操作时，必须在同时写到介质服务器的日志卷之后，生产服务器的写操作才完成。

同步复制可以保证生产服务器和容灾站点之间数据零丢失，但是会对生产服务器性能造成一定的影响，适用于生产站点和容灾站点之间距离较短的应用容灾。

异步复制（Asynchronized Replication）
相对于同步复制，异步复制在数据分离器捕获到生产服务器的一个写操作后，直接将其写到生产服务器的日志卷，之后生产服务器的写操作完成。

异步复制对生产服务器的性能影响较低，且适用于生产站点和容灾站点之间距离较长的应用容灾。

正向复制（Normal Direction Replication）
正向复制是指在实时复制期间，将数据从生产服务器复制到介质服务器上，再由介质服务器分发到容灾服务器。

反向复制（Reverse Direction Replication）
反向复制是指在灾难恢复期间，容灾服务器接管生产服务器后，将容灾服务器上变化的数据复制到介质服务器上，再由介质服务器恢复到生产服务器。

时间点恢复（Timepoint Recovery）
将生产服务器的数据实时复制到介质服务器后，数据将保存在日志卷上形成一个时间点，以便支持任意时间点恢复。

当生产服务器出现故障后，可从介质服务器上选择合适的时间点，恢复生产服务器到指定的时间点状态。

源介质服务器(Source Media Server)
在级联复制的远程应用容灾方案，生产服务器首先实时复制数据到本地介质服务器，然后再通过介质同步，从本地介质服务器分发数据到远程介质服务器，本地介质服务器即为源介质服务器。

目标介质服务器(Targeted Media Server)
在级联复制的远程应用容灾方案，生产服务器首先实时复制数据到本地介质服务器，然后再通过介质同步，从本地介质服务器分发数据到远程介质服务器，远程介质服务器即为目标介质服务器。

虚拟化容灾（Virtualized Disaster Recovery）
虚拟化容灾是指在应用容灾方案中，容灾服务器可部署在与生产服务器异构的虚拟化平台上。

相对于传统容灾方案，虚拟化容灾将显著降低容灾构建和维护成本。

虚拟IP（Virtual IP）
虚拟 IP 是容灾方案中，由一对生产服务器和容灾服务器共用的一个 IP 地址。

在系统正常运行时，该 IP 由生产服务器采用，当进行灾难恢复时，由容灾服务器接管后采用。

IP接管（IP Takeover）
IP 接管是指在容灾方案中，在一对生产服务器和容灾服务器之间切换虚拟 IP 的过程。

重复数据删除（Data De-Duplication）
一种可在介质服务器端将各时间点的重复数据以及不同源系统中的重复数据进行识别，并将重复的数据只在介质服务器上保存一份的数据压缩技术。

安全域
生产服务器、介质服务器、云备份数据柜等共同组成的保护数据安全、应用安全的整体安全框架。

云备份知识介绍
云计算（cloud computing，分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。

云存储的概念与云计算类似，它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

云备份数据柜是指其通过现有网络环境对各种服务器进行集中备份存储，该服务器不仅可以提供数据备份存储功能，同时可以提供数据容灾功能，通过“云”对各级服务器提供数据安全服务。

云存储高速发展的技术前提
一、宽带网络的发展
真正的云存储系统将会是一个多区域分布、遍布全国、甚至于遍布全球的庞大公用系统，使用者需要通过ADSL、DDN等宽带接入设备来连接云存储，而不是通过FC、 SCSI或以太网线缆直接连接一台独立的、私有的存储设备上。

只有宽带网络得到充足的发展，使用者才有可能获得足够大的数据传输带宽，实现大量容量数据的传输，真正享受到云存储服务，否则只能是空谈。

二、WEB2.0技术
Web2.0 技术的核心是分享。

只有通过web2.0技术，云存储的使用者才有可能通过 PC、手机、移动多媒体等多种设备，实现数据、文档、图片和视音频等内容的集中存储和资料共享。

Web2.0技术的发展使得使用者的应用方式和可得服务更加灵活和多样。

三、应用存储的发展
云存储不仅仅是存储，更多的是应用。

应用存储是一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备，它不仅具有数据存储功能，还具有应用软件功能，可以看作是服务器和存储设备的集合体。

应用存储技术的发展可以大量减少云存储中服务器的数量，从而降低系统建设成本，减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈，减少数据传输环节，提供系统性能和效率，保证整个系统的高效稳定运行。

四、集群技术、网格技术和分布式文件系统
云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协同工作的集合体，任何一个单点的存
储系统都不是云存储。

既然是由多个存储设备构成的，不同存储设备之间就需要通过集群技术、分布式文件系统和网格计算等技术，实现多个存储设备之间的协同工作，使多个的存储设备可以对外提供同一种服务，并提供更大更强更好的数据访问性能。

如果没有这些技术的存在，云存储就不可能真正实现，所谓的云存储只能是一个一个的独立系统，不能形成云状结构。

五、CDN内容分发、P2P技术、数据压缩技术、重复数据删除技术、数据加密技术
CDN内容分发系统、数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问，同时，通过各种数据备份和容灾技术保证云存储中的数据不会丢失，保证云存储自身的安全和稳定。

如果云存储中的数据安全得不到保证，想来也没有人敢用云存储，否则，保存的数据不是很快丢失了，就是全国人民都知道了。

六、存储虚拟化技术、存储网络化管理技术
云存储中的存储设备数量庞大且分布在多不同地域，如何实现不同厂商、不同型号甚至于不同类型（如FC存储和 IP存储）的多台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理将会是一个巨大的难题，这个问题得不到解决，存储设备就会是整个云存储系统的性能瓶颈，结构上也无法形成一个整体，而且还会带来后期容量和性能扩展难等问题。

一、云备份数据柜介绍
1.1技术简介
中科同向云备份数据柜基于持续数据保护（CDP）技术，内置数据备份、灾难恢复和数据归档、云存储模块，可持续地备份生产服务器上的数据库应用系统的变化，并将变化同步或异步地传输到介质服务器的日志卷和容灾服务器的数据卷上，当灾难发生时，可通过容灾服务器接管原有系统，并从介质服务器上恢复任意时间点到生产服务器，达到应用系统数据容灾RPO和RTO最低的目标。

1.2功能简介
●数据备份功能：
支持跨平台，包括 Windows、Linux、UNIX平台
支持SQL Server 、Oracle、lotus 等数据库的在线备份
支持磁盘、磁带、VTL存储
支持备份过程审计、统计出每台服务器流量及软件使用所占比率分析图，审查备份网络使用情况
支持定时、备份前对备份系统的每个环节进行检测并做记录
●实时复制功能：
支持跨平台，包括 Windows 和 Linux 平台
支持SQL Server 和 Oracle 等数据库的实时复制
支持主机到主机和带外旁路两种复制链路
支持同步复制和异步复制两种复制方法
支持完全恢复和基于指纹的 Delta 恢复
支持基于弹性时间点的智能合成策略
支持基于重复数据删除的传输和存储精简
支持传输带宽的压缩和流量控制
●灾难恢复功能：
可采用容灾服务器运行生产服务器的应用系统，提供灾难恢复功能
容灾服务器可以与生产服务器的硬件保持异构
云备份数据柜与生产服务器的硬件保持异构
支持网络故障、服务器故障、数据库故障等故障检测策略设置
支持容灾服务器的自动/手动接管，虚拟 IP 漂移等
支持两种灾难恢复演习模式，实战演习和模拟演习
可与虚拟化功能结合，将容灾服务器直接部署在云备份服务器上
在容灾服务器接管期间，容灾服务器上的数据变化可反向复制到生产服务器中
●介质同步功能：
支持介质服务器日志卷复制到一个或多个介质服务器，提供级联复制
可提供异地业务持续性容灾方案，包括两地互容、一地多容、链式环容、多地共容
支持复制数据网络传输的断点续传和网络带宽流量控制
支持远程容灾服务器接管期间数据变化一致性的反向复制
●网络存储功能：
内置大容量共享存储
支持NAS 共享存储功能
支持SAN集中存储功能
集 DAS、NAS、IP SAN 和 FC SAN 等众多存储架构为一体
1.3技术原理
当中科同向云备份数据柜提供网络存储时，实时复制模块首先是通过正向持续复制，将生产服务器上应用系统的数据库变化复制到介质服务器，介质服务器保存数据到CDP 日志卷，然后介质服务器再将数据分发到对应的容灾服务器。

当灾难发生时，生产服务器无法继续运行，灾难恢复模块首先通知容灾服务器接管原有 系统，然后从介质服务器上恢复指定的时间点到生产服务器，时间点恢复期间，数据是直接 从介质服务器流向生产服务器，不需要容灾服务器参与。

在容灾服务器接管生产服务器期间，会产生新的数据变化，容灾服务器首先将这些变化复制到介质服务器，介质服务器将其保存到 CDP 日志卷。

当介质服务器完成时间点恢复后，将应用系统从容灾服务器切换到生产服务器时，期间会将容灾服务器变化的数据从 CDP 日志卷上恢复到生产服务器，从而达到容灾服务器和生产服务器在接管期间的一致性。

当中科同向云备份数据柜作为容灾服务器时，中科同向云备份数据柜有每一分钟的快照数据当主机的数据遭到破坏的时候，可以从服务器上恢复之前一分钟的数据，然后启动应用。

保证了业务的连续性。

技术优势
基于云计算技术的中科同向云备份数据柜，相对于传统的数据备份，其技术优势包括：
避免数据的丢失：通过持续数据保护，确保数据库的每一个变化都实时地复制到介质服务器端，一旦出现灾难，数据丢失量将在一个未完成的事务级别。

消除系统的宕机时间：通过容灾服务器的灾难恢复，可在极短的时间内还原业务系统，消除了系统的宕机时间。

降低业务风险：通过容灾方案，确保业务系统的可持续性运行，极大的降低业务的运营风险。

节约成本：简化的容灾方案，减少应用系统可用性的维护时间，并且通过避免数据丢失和消除宕机时间，减少应用系统故障所产生的经济损失。

持续数据保护：不受点数影响的快照技术，基于I/O的数据传输模式，实现了真正的持续数据保护。

提供足够的云存储空间及扩展接口：精简的操作平台，使共享云存储空间更加客观，同时后置8个扩展接口可以在存储空间不足的情况下，与任何一款存储设备进行连接扩容。

可对数据进行离线归档存储：云备份数据柜可以直接连接物理磁带库，对数据进行离线归档保存。

更低功耗和碳排量的一体化设备：采用更多绿色节能技术，包括带来更少设备部署数量的虚拟化服务器整合，CPU 变频和磁盘休眠等可实现节能模式自动切换，支持基于性能加速技术的大容量低能耗 SATA 盘作为存储介质，可从容实现离线备份方案的D2D2T 阶段备份，整体能耗远远低于传统非一体化设备。

二、用于数据容灾的中科同向云备份数据柜
2.1产品简介
中科同向云备份数据柜旨在为用户提供集备份、容灾、存储为一体的创新安全保护平台。

它可满足从PC 到 Windows 到 Linux 和 UNIX 等服务器环境的集中备份；通过容灾、虚拟化、云计算技术来满足各种容灾及虚拟化应用需求，支持自动/手动进行应用容灾接管、支持数据自动同步及异地容灾；设备采用 NAS、IP SAN 和 FC SAN 多种存储架构相结合的方式，可以满足用户数据共享和集中存储的需求。

在中科同向云备份数据柜中集成了持续数据保护（CDP）技术，包括数据备份、灾难恢复、数据归档和云备份，并且内置虚拟化平台，可基于中科同向云备份数据柜构建完整的应用容灾方案，包含通过客户端实时复制应用系统数据库到中科同向云备份数据柜，通过内置虚拟化平台部署容灾服务器进行灾难恢复等。

2.2产品模块
管理控制台
中科同向云备份数据柜管理中心，基于HeartsOne Backup 安全控制平台管理模式，负责：
集中控管安全域内所有生产服务器和容灾服务器对象，监视服务器对象的运行状态
统一调度数据传输任务，此任务将生产服务器数据传输到介质服务器的 CDP 日志卷
管理灾难恢复任务，此任务将介质服务器的 CDP 日志卷数据恢复到容灾服务器，并负责容灾服务器的自动或手动接管策略，以及灾难恢复演习
提供时间点恢复，可选择任意时间点数据恢复到生产服务器或容灾服务器
集中管理数据灾难接管，包括接管策略、接管状态、接管转移等
管理介质同步策略，将 CDP 日志卷级联复制到其它介质服务器
客户端
为中科同向云备份数据柜应用于受保护服务器的应用程序，负责：
中科同向云备份数据柜通过IP网络进行部署，通过IP网络进行数据传输、数据备份、数据容灾
与云备份数据柜相连，负责对安全域内客户端服务器数据进行集中备份存储，以及灾难恢复的执行
提供数据传输路径调度，负责将应用系统数据库的变化数据按照安全需求传输到指定存储位置
负责监测数据库运行状态、网络状态等
支持旁路复制模式，减少实时复制对正常应用系统的性能影响
提供同步式复制和异步式复制两种复制方法
响应时间点恢复请求，执行完全恢复或基于指纹的 Delta 恢复
响应灾难恢复指令，执行应用系统状态控制、IP 接管、反向复制等
在客户端服务器只需要安装客户端代理即可，因为中科同向的HeartsOne Backup对数据库、应用有良好的支持能力，所以在安装部署时，在应用上、网络部署上均无安全冲撞。

根据不同数据库配置不同Agent，保证Agent与数据库的兼容性，对数据库内存进行变化量刷新同步，双管齐下保证数据的一致性。

介质服务器
为中科同向云备份数据柜接受数据保存和数据恢复的应用程序模块，它内置在中科同向云备份数据柜中，负责：
接受来自安全域内各个服务器实时备份传输的数据，按时间点保存到 CDP 日志卷
根据灾难恢复任务，将 CDP 日志卷数据自动恢复到容灾服务器
对 CDP 日志卷的数据进行在线重复数据删除
根据介质同步策略，将 CDP 日志卷复制到其它一台或者多台介质服务器中
根据灾难恢复策略，执行时间点完全恢复或 Delta 恢复
提供大容量可扩展云存储空间
在生产服务器存储设备出现宕机状况时，进行实时数据接管
三、应用容灾的典型部署方式
应用系统的正常运行时保障业务不间断运行的坚实后盾，所以需要在应用系统的各个层面通过不同的方式（硬件冗余、系统冗余、数据冗余等）保障应用系统的不间断运行，保障业务的连续性。

现在保障业务连续性的常规做法是HA，即重要数据已经有双机了，通过双机实现了服务器的冗余，应用的冗余。

为保障业务连续性，对数据进行容灾保护，中科同向云备份数据柜可做如下部署：
在用户局域网中部署一台中科同向云备份数据柜，初始化云服务平台
将生产服务器存储通过数据容灾管理工具迁移到云备份平台
在生产服务器上安装客户端
在管理控制台里绑定生产服务器存储和云备份服务器，创建灾难恢复任务
在管理控制台里创建实时传输任务，将生产服务器数据实时传输到云备份服务器
灾难恢复任务自动将云备份服务器的CDP日志卷数据回滚到云备份服务器的数据卷
灾难发生时，中科同向云备份数据柜可以直接接管生产服务器的存储保障业务高可用
3.1支持平台和应用范围
平台支持
支持 Windows 2003（32/64bit）、Windows 2008（32/64bit）、Windows 2008 R2 （64bit）
支持 SQL Server 2000、SQL Server 2005(32/64bit)、SQL Server 2008(32/64bit) 支持 Oracle 9i、Oracle 10g（32/64bit）
支持 Oracle for Redhat Enteprise 4(32/64bit)、Redhat Enterprise 5（32/64bit）
支持lotus、Exchange
支持My SQL、Sybase、Informix
应用支持
SQL Server、Oracle等数据库的在线备份
应用系统的本地高可用容灾
虚拟化容灾一体化保护
备份容灾存储一体化保护
一对一、一对多、多对一容灾保护
多地共享异地容灾平台
多地冗余异地容灾保护
两地交叉异地容灾保护
链式环形异地容灾保护
持续数据保护
自定义备份策略
无限快照点数
支持各种后端存储
构建VTL
四、亮点功能概览
4.1内置高效数据备份
为分布式的服务器、数据库、应用以及多种客户端提供了企业级的数据保护，包括Windows、Linux、NetWare、Mac OS X以及UNIX环境。

可通过Mozilla、 Internet Explorer 浏览器或云备份管理器可以从一个管理控制台对基于Windows、UNIX和Linux的生产服务器进行集中控制、管理。

它支持由一台或多台计算机组成的小型到大型企业环境，可跨越不同的平台和机构。

4.2内置的实时复制
可支持 Windows 平台下的 SQL Server ，可支持 Oracle for Windows/Linux 的数据库实时复制，包括同步复制和异步复制两种复制方法。

实时复制的数据不仅保存为 CDP 日志以用于实现灵活的任意时间点恢复，还可复原在容灾服务器上用于系统接管。

实时复制的链路除了直接主机（生产服务器）到主机（介质服务器），还可支持带外旁路架构，避免实时复制对应用系统的性能带外更大影响。

4.3内置的灾难恢复
内置的灾难恢复采用容灾服务器模式，通过将生产服务器的应用系统数据实时传输到云备份服务器，保证灾难发生后数据系统能够迅速恢复。