容灾系统方案及数据备份技术.doc

随着社会信息化步伐的不断加快，人们对信息系统的容灾备份能JJ提出更高的要求。容灾技术冈此也日新月异。研究容灾技术，建立容灾系统的体系架构，提高容灾系统性能，都是重要的研究方向。
近几年，大量数据灾难如911事件，黑客服务器攻击等，使得数据安全问题更加迫切。容灾已经成为信息数据中心建设的热门课题，很多容灾技术也快速地发展起来。在容灾行业，有一个常识是，灾难一旦发生，如何尽量降低灾难给企业带来的负面影响是需要高度重视的一个问题。同样，企业在遭受来自互联网的“灾难”时，首先需要做的就是迅速建立起事故响应机制，尽早恢复日常的信息服务。不过，这需要企业在进行信息化的过程中做好未雨绸缪的容灾备份工作，做好了准备，才能有事情发生时的从容应对。
在容灾技术中通过容灾备份可以很好地解决系统的安全稳定运行要求。容灾备份是通过特定的容灾机制，在各种灾难损害发生后，仍然能够最大限度地保障提供正常应用服务的信息系统。容灾备份可以分为数据备份和应用备份。数据备份需要保证用户数据的完整性、可靠性和一致性。对于提供实时服务的信息系统，在用户的服务请求在灾难中中断时，应用备份可以提供不问断的应用服务，让客户的服务请求能够继续运行，保证信息系统提供的服务完整、可靠、一致。数据备份是容灾系统的基础，也足容灾系统能够正常工作的保障；应用备份则是容灾系统的建设目标，它必须建立在可靠的数据备份的基础之上，通过应用系统、网络系统等各种资源之间的良好协调来实现。
根据IBM公司SHARE78标准，容灾技术可以分为7个层次，从无任何容灾备份措施，到将备份的磁带存储在异地，再刮建立应用系统实时切换的异地容灾备份中心，数据和应用的恢复时间从数天到几个小时甚至几秒。一个完整的容灾备份系统包括本地数据备份、远程数据复制和异地备份中心。当然，并不是所有的企业都需要这样一个系统，只有对不可中断的关键业务才有必要建立容灾备份中心。而小型企业通过建立NAS或SAN的离线数据备份和人为的数据转移就可以达到很好的容灾备份效果。
1、容灾方案的分类
目前有很多种容灾技术，分类也比较复杂。但总体上可以区分为离线式容灾（冷容灾）和在线容灾（热容灾）两种类型。
所谓的离线式容灾主要依靠备份技术来实现。其重要步骤是将数据通过备份系统备份到磁带上面，而后将磁带运送到异地保存管理。这种方式主要由备份软件来实现备份和磁带的管理，除了磁带的运送和存放外，其他步骤可实现自动化管理。整个方案的部署和管理比较简单，相应的投资也较少。但缺点也比较明显：由于采用磁带存放数据，所以数据恢复较慢，而且备份窗口内的数据都会丢失，实时性比较差。对于资金受限、对数据恢复的RTO和RPO要求较低的用户可以选择这种方式。
在线式容灾要求生产中心和灾备中心f同时工作，生产中心和灾备中心之间有传输链路连接。数据自生产中心实时复制传送到灾备中心。在此基础上，可以在应用层进行集群管理，当生产中心遭受灾难、出现故障时，可由灾备中心自动接管并继续提供服务。应用层的管理一般由专门的软件来实现，可以代替管理员实现自动管理。由上面分析可见，实现在线容灾的关键是数据的复制。数据的复制有多种实现方式，各有利弊。由于在线容灾可以实现数据的实时复制，因此，数据恢复的RTO和RPO都可以满足用户的高要求。因此，数据重要性很高的用户都应选择这种方式，比如金融行业的用户。但要实现这种方式的容灾必须有很高的投入。
2、容灾系统的体系架构
从容灾抗毁系统技术的不同实现层次角度来看，一个实用的容灾抗毁系统的体系结构是影响系统工作效能的重要方面。一个典型的容灾系统的体系架构如图所示。
2.1本地容灾技术
本地数据保护可以保证在一些本地的灾难发生的情况下，尽快地恢复业务数据，保证业务的正常运行。本地容灾技术分为数据容灾和服务容灾。
本地数据容灾从技术上主要可分为：磁盘保护技术、快照数据保护技术、磁带/磁盘数据备份技术。本地服务容灾从实现技术上主要可分为：双机热备和本地集群技术。本地数据容灾通过对本地数据进行定时的备份手段，当系统发生故障和人为错误时，可以将备份数据恢复，从而保证了本地数据的安全性。当然系统服务的暂时停顿不可避免。单纯的数据容灾已不能满足人们对关键业务不间断提供服务的需求，因此，服务容灾目前成为应用热点。本地服务容灾通过配置多机环境，达到提高信息系统的高可用性，抗御单点故障的目的。一旦系统发生局部的故障和人为错误，比如，操作系统故障、网络故障、掉电等，本地服务容灾系统可以在用户不可觉察的最短时间内迅速接替故障系统，使系统应用继续运行，确保系统服务的连续性。本地服务容灾典型的实现方式是采用双机热备技术。这种方式是指采用两台服务器进行冗余容错，将两台服务器分为主从服务器，在正常情况下，主服务器提供服务，从服务器保持和主服务器的一致。当主服务器出现故障时，从服务器立即接