存储备份容灾最佳实践

基于主机的备份方案
客 户 端
• • •
需要在被备份的机器上 安装客户端 通过客户端将备份数据 传输到备份介质 主流备份方案
•
邮件服务器 文件服务器 数据库服务器 爱数备份存储柜
丌改变用户的存储结构
广泛兼容性
•
备份软件的典型架构
管理控制台
备份服务器
• 集中管理介质服务器 • 集中管理待保护对象
介质服务器
RPO (Recovery Point Objective) – 恢复点目标
– 収生意外灾难事件时可能丢失的数据量。是指能够恢复至可以支持业务运作，系统及数据恢复到 怎样的更新程度—可以是上一周的备份数据，也可以是上一次交易的实时数据
另一个角度看RTO和RPO – 恢复点目标 (RPO)：客户容许的最大数据丢失量 – 恢复时间目标 (RTO)：客户容许的最长停机时间
NAS 的劣势
• 本身是性能瓶颈 • 不适用于数据库应用
SAN：存储区域网络
SAN(存储区域网络)通过传输 协议连接到一群计算机上。在 该网络中提供了多主机连接， 但幵非通过标准的网络拓扑。 狭义的SAN：FC-SAN 广义的SAN：各种协议的SAN
SAN 的组成
• Server （服务器） • Storage（存储设备） – 磁盘阵列、磁带设备 • SAN fabric（存储连接设备） – 集线器、交换机、路由器、网关、HBA卡 • Software（存储管理软件）
存储备份容灾基础知识
服务器与存储系统
服务器：一种高性能计算机，用亍提供计算 能力，为网络请求提供服务。 存储系统：丌是简单的存储设备，包括丌同 架构的存储管理系统、基亍RAID的磁盘系 统等。 存储架构：包括DAS/NAS/SAN。 RAID：是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，翻译成中文即 为独立磁盘冗余阵列，或简称磁盘阵列，包 括RAID0/1/5/5+1/6等。
启动 备份
故障 / 灾难
启动 还原
启动 恢复
启动 应用程序
RPO
+
RTO
= LO$$
快照与备份
/oradata
snapshot
A
1
快照是实现备份的一种技术方式之一： - 基于主机的快照，如VSS，LVM - 基于存储的快照，EMC/NetApp
快照的实现方式包括： - 克隆型，Split-Mirror - 指针型，Copy-on-Write 是CDP技术的前身，通常是备份软件是 的整合的一项功能之一。 快照默认是在本机引用，如果不通过备 份软件迁移到备份介质上，则不安全。
4-12小时
丢失 4小时以内
12-24小时
丢失 1天以内
备用场地支持:备份磁带通过车辆转移到异地，幵在异地建 立备用系统
基本支持：无异地备份，数据只在本地存储。
24-72小时
丢失 1天以上
1级
无法预计
可能全部丢失
容灾方案建设
实时复制
1
容灾的适应能力
服务器
应用接管
备用服务器
2
容灾的实时性
3
容灾的可接管能力
《2008中国信息 化发展趋势白皮书》 --CCW
Mean what?
系统有效性建设的三个阶段
存储行业发展历程
第一代存储
名称
存储架构 关注点 技术特点
第二代存储
可管理的智能型存储
以数据为中心的存储系 统 存储的可管理性和提供 更多功能 可管理性，提供卷拷贝， 存储级容灾，快照等智 能化特征； 存储资源整合困难 EMC、HDS、NetAPP
合成备份
增量备份
介质
客户端
介质
备份窗口和 RPO、RTO
备份窗口（Backup Windows）
_
指的是完成一次给定备份所需的时间
RTO (Recovery Time Objective) – 恢复时间目标
– 是指灾难収生后，从I/T系统停机导致业务停顿开始，到IT系统恢复可以支持业务恢复运营乊时， 所需要的时间为RTO，这丌仅要考虑数据的恢复时间，还应该考虑恢复后数据的完整性、一致性 的修复和确认、备份中心计算机处理系统的启劢和备份中心的网络切换等全部时间
介质服务器 爱数备份存储柜 • 集中保存备份数据 • 加密和压缩存储 • 实时同步到进程介质服务器
待保护对象
• PC/Laptop
• WIN/Linux 平台服务器
PC and Laptop
WIN/Linux 平台服务器
国家信息系统灾难恢复规范分析
（GB/T 20988-2007）
容灾等级 恢复耗时
存储备份容灾最佳实践
————贺鸿富
1
了解我们所处的行业（技术背景）
2 3
洞悉用户的真实需求（合适技术）
驾驭行业的发展趋势（技术趋势） 提供最佳集成的解决方案
4
目录
1 2 3 4 5 6
存储备份容灾基础知识 行业背景及发展趋势 备份恢复方案最佳实践 存储方案最佳实践
容灾方案最佳实践
最佳集成的最佳商业价值
DAS的优势
• 相对廉价
• 使用熟练
• 广泛使用
DAS 的劣势
DAS的劣势
• 性能差 • 与LAN和应用相互形象 • 不能轻易和经济性地扩展
• 受连接距离限制
• 包含很多单点故障 • 管理困难
NAS：网络附加存储
一种针对网络文件共享迚行优化的数据 存储结构。
NAS 的优势
• 访问快 • 可扩展性能好 • 使用灵活 • 性能可靠 • 易于安装和管理 • 成本低、廉价
1小时以内
备份方式 6级 5级 4级 3级 2级
数据丢失程度
接近 0 丢失
数据零丢失和远程集群支持:实时备份所有数据和业务，灾
难収生时可立即切换接管
实时数据传输及完整设备支持:本地数据不异地中心相亏映
像，保持同步
2-4小时
丢失 2小时以内
电子传输及完整设备支持：将数据通过网络备份到异地 电子传输和部分设备支持:备份数据通过网络传输到异地数 据中心
容灾关键技术—复制
• • • 基于主机的数据复制技术 基于存储层的数据复制技术 基于数据库的数据复制技术
边缘连接
基于存储的
边缘连接
本地 SAN
多跳
DR站点 SAN
同步复制方法
Write(B,A)
A
LAN
Ack
Write(B,A’’)
IP A’’
卷映射表
A
Write(B,A’)
卷映射表
iSCSI
Write(B,A’’)
第三代存储
虚拟化的按需存储
以应用为中心的存储系统 存储对业务应用的支持 面向应用提供丰富的功能如重复数据 删除、集群、存储资源自动分配、虚 拟化、环保、按需分配资源、连续快 照等 Data Domain、3PAR、Compellent、 Lefthand、Pillar Data、XIV、EqualLogic 、汉勤
IP SAN：基于IP的存储区域网络
网站服务器 数据库服务器 数据库服务器
IP SAN基亍 iSCSI协议，通过 以太网连接到一 群计算机上。在 该网络中提供了 多主机连接。
IP-SAN
邮件服务器
应用服务器
应用服务器
SAN 的优势
• SAN提供高可扩展性能 • 服务器、存储和带宽可以独立地被扩展
异地灾难恢复（DR）
• • •
可防止更大灾难 基于异步复制 接管和漂移难度大
行业背景及发展趋势
备份容灾-IT建设的必需品
Strength IT 运维有效性建设 IT 应用建设 IT 基础设施建设
2002
2004
2006
2009
Time
信息化发展与信息数据安全 目前中国CIO们的十大挑战！
• 建立信息安全管理体系 • 重要数据保护 • IT策略规划 • 业务连续性保障 • 规范化的IT服务管理 • 灾难恢复 • 历叱数据管理 • 高可用性 • 信息化对业务的适应性 • 服务器的优化和维护
JBOD(Just a Box Of Disks) 阵列
以服务器为中心的存 储系统 容量、性能、可靠性 具备一定的性能和容 量，可以比较可靠地 保持数据； 无管理 IBM、DEC、HP
代表厂商
存储行业发展历程
以服务器为中心阶段 以数据存储中心阶段 以数据应用中心阶段 以数据运营服务中心阶段
A A’ B C D E F G G’ H
2
3
G
4
持续数据保护 CDP
根据SNIA的定义，CDP应具备特征： • 数据的更动必须连续的被记录与追 踪。 • 所有数据的变化历程都被保存在与 主储存地点不同的独立地点。 • 数据还原点(Recovery point objectives，RPO)是任意的。
磁带
文件

某一时间点的数据 备份数据存放亍介质中 多个丌同时间点的副本
为什么要备份？
硬件敀障 软件敀障
灾难性事件
“备份”重要性
保留历叱记录 误操作
病毒入侵
对备份存在的认识误区
双机、Raid、镜像≠备份 手工备份＜＜自劢备份 应用层面：磁带备份≤磁盘备份
备份类型和对应恢复时间点数
存储模式的演变
DAS 直连存储
NAS网络附加存储 SAN 存储区域网络 统一存储（Unified Storage） 虚拟存储（Virtualized Storage） 智能存储（Intelligent Storage）
存 储 整 合
存储架构对备份容灾的影响
1
•对备份的影响 • 建设备份方案 • 充分利用存储性能 • 保持环境的丌变
• 可以运行数据库
SAN 的劣势
• 价格高，尤其是FC SAN
• 异构环境下的互操作性
• 管理复杂
SAN 的典型结构-低端
SAN 的典型结构-中端
SAN 的典型结构-高端
存储架构比较
存储架构比较
高
可用性和可扩展性比较
高
备份是什么？
数据库 介质 操作系统 硬盘 先盘 应用程序 打包的备份集
完全备份
恢复时间点和对应恢复数据
差异备份
增量备份
第 一 次
第 二 次
第 三 次
第 四 次
合成备份
Sun. Mon. Tues. Weds. Thurs. Fri. Sat. Sun.
全备份
合成备份的价值： 增量备份 增量备份 增量备份 增量备份 增量备份 增量备份 1. 合成备份丌占用客户端和服务器间的网络带宽； 2. 合成备份可回收介质上备份数据占用的空间； 备份服务器 3. 丌占用客户端资源；
存储技术
• 存储介质
– 光盘 – 磁带 – 硬盘
• SCSI技术 • RAID技术
Hard Disk
Tape
Optical Disk
DAS：直接附加存储
DAS（Direct Attached Storage—直接附加存储） 是指将存储设备通过SCSI 接口或先纤通道直接连接到 一台计算机上。
DAS：直接附加存储
2
•对容灾的影响 • 数据一致性的解决方案 • 容灾技术的选择 • 容灾敁果的影响
存储技术的趋势 1
• 基于 IP 的存储 • IP SAN（万兆） • FCoE •SSD 固态磁盘 • 随机访问的性能 • 省电和耐用 • 高速缓冲和分级存储 •智能网络存储 • 自劢精减配置 • 存储池劢态扩展 • 自劢数据分级 • 价值 • 充分利用IP网络，减少网络建设重复投资 • 易亍维护和管理 • 价值 • 更好的性能 • 无燥音 • 更少能耗和散热 • 价值 • 适合未来虚拟化服务器和桌面的应用 • 更好的性能 • 数据量的膨胀丌会线性增加存储投资
A’
A’’
本地站点
异地站点
异步复制方法
Write(B,A)
A
Merge Write(B,A’’) LAN Ack Write(B,A’’) Write(B,A’’) 定期复制
IP A’’
日志 卷映射表
A
Write(B,A’)
卷映射表
日志
iSCSI
A’
ABaidu Nhomakorabea’
本地站点
异地站点
复制技术比较
功能 主机性能影响 基亍主机的复制技术 所有复制处理都由主机完成，对主机 性能影响大 额外的I/O延迟 较严重，通常对原始写操作迚行一系 列额外处理才能完成一个原始写操作 远程复制 支持，但性能有待提升 基亍数据库的复制技术 所有复制处理都由主机完成，对 主机和应用系统性能影响大 较严重，需要解析和复制日志， 对写操作阷塞很大 支持，但性能有待提升 基亍存储层的复制技术 非常低，复制在存储层自行 处理 无，原始写操作和复制操作 都是在存储端同时处理 支持，通过网络链接层改迚 可获得最佳性能
复制链接
额外的软件需要 总拥有成本 配置改变要求
带内
是 中–高 是，需要在主机端安装软件，幵调整 存储连接
带内
是 高 丌需要，仅在主机端安装软件监 控日志即可 异步
带内或带外
无 低 是，需要升级存储架构
复制策略
同步或异步
同步或异步
本地高可用（HA）
• • • •
主从式双机 集群 存储高可用 基于主机复制的高 可用
重复数据删除
• • • • •
消除重复的数据块，同样的数据仅保存一次 在线和事后重复数据删除两种方案 基于哈希和基于内容的识别方法 适用于大数据量环境（10TB以上） 适用于远程数据备份环境
Data
Deduplication
基于介质的备份方案
•
通过存储快照来实现
•
• •
需要迚行存储整合
完整副本仍然需要借劣备 份软件 非主流方案，适用范围窄