張凱

摘要21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)得到了空前的普及，隨之而來(lái)的不僅僅是生產(chǎn)生活上的便捷，同時(shí)也存在著隱患，由于種種原因所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，如果沒(méi)做好容災(zāi)的話，很可能帶來(lái)的后果就是災(zāi)難性的。本文從容災(zāi)系統(tǒng)著手，首先指出了容災(zāi)系統(tǒng)的重要性，然后講述了早期容災(zāi)的發(fā)展以及局限性，從而引入云容災(zāi)，提出了云容災(zāi)的優(yōu)勢(shì)，并分析了云容災(zāi)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞容災(zāi)；云存儲(chǔ)；云容災(zāi)

1容災(zāi)的重要性

科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)也越來(lái)越普及，數(shù)據(jù)信息逐漸成為了人們生產(chǎn)生活的關(guān)鍵所在。而對(duì)于現(xiàn)在的公司來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)信息則是他們的命脈，對(duì)其生存和發(fā)展至關(guān)重要。數(shù)字化的世界為人們提供了無(wú)數(shù)便利，提高了工作生產(chǎn)的效率，但同時(shí)也存在著安全隱患。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生造成數(shù)據(jù)信息的丟失時(shí)，帶來(lái)的后果往往也是致命的。這里說(shuō)的災(zāi)難主要指不可抗拒的自然災(zāi)害（火災(zāi)、地震等）；硬件設(shè)施的損壞（硬盤(pán)故障、電源中斷等）以及操作失誤。有數(shù)據(jù)顯示在20世紀(jì)90年代的美國(guó)，發(fā)生過(guò)數(shù)據(jù)信息丟失的公司中，大多數(shù)都己倒閉，最后能生存下來(lái)得以繼續(xù)發(fā)展的只有16%。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)信息是多么的重要，而數(shù)據(jù)災(zāi)難所帶來(lái)的后果是多么的可怕。

鑒于以上所述，如何能讓數(shù)據(jù)信息在各類災(zāi)難發(fā)生后還能完整的保存下來(lái)，并且使整個(gè)系統(tǒng)可以迅速的恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)、投入使用，就顯得尤為重要，于是容災(zāi)系統(tǒng)便在這樣背景下孕育而生。

2容災(zāi)的發(fā)展

任何事物發(fā)展的初期總是困難的，容災(zāi)系統(tǒng)也不例外，早期的容災(zāi)是在本地范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份，其所能達(dá)到的效果也是很有局限性的。盡管這樣的本地?cái)?shù)據(jù)備份可以在人為誤操作、軟件錯(cuò)誤以及硬件故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，但是當(dāng)火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)卻是無(wú)可奈何。

隨著容災(zāi)技術(shù)的日益完善，異地容災(zāi)被提了出來(lái)，在很大程度上彌補(bǔ)了數(shù)據(jù)備份的不足。異地容災(zāi)，其實(shí)就是在距離本地系統(tǒng)較遠(yuǎn)的地方，搭建一套相同的系統(tǒng)，使之能夠在災(zāi)難發(fā)生后迅速替代原系統(tǒng)為人們服務(wù)。這種異地容災(zāi)系統(tǒng)比起之前的本地?cái)?shù)據(jù)備份，在技術(shù)上有所提升，且在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)的保護(hù)作用具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是仍然有著種種不足。首先，這種異地容災(zāi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)速度不能得到保障，其次，信息化的迅猛發(fā)展使得信息數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)，帶來(lái)的影響就是人們?cè)诖罱ó惖厝轂?zāi)時(shí)需要投入更多的硬件設(shè)備，并且隨之而來(lái)的維護(hù)費(fèi)用和人力也是一筆很大的開(kāi)銷。因此，我們還需要更為先進(jìn)、成本更低的容災(zāi)技術(shù)。

為了有效地克服這些問(wèn)題，近年來(lái)，發(fā)展迅速的云存儲(chǔ)技術(shù)被逐漸被應(yīng)用到了容災(zāi)系統(tǒng)中。云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上的拓展，是一種近些年興起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，是通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)。通俗地講，云存儲(chǔ)就是將儲(chǔ)存資源放到云上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時(shí)間、任何地方，透過(guò)任何可連網(wǎng)的裝置連接到云上方便存取數(shù)據(jù)。

將云存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用于容災(zāi)備份，在很大程度上降低了異地容災(zāi)的成本，因此很快在各個(gè)行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。云容災(zāi)，基于云端的容災(zāi)系統(tǒng)，可以是異地也可以是本地，亦可以都有。云容災(zāi)系統(tǒng)集成了本地容災(zāi)系統(tǒng)、異地容災(zāi)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，加上云端的集中管理，集中數(shù)據(jù)分析等功能，打造了一種功能強(qiáng)大的云端應(yīng)用。

3云容災(zāi)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

第一，完成信息存儲(chǔ)其核心技術(shù)是映射技術(shù)，將云容災(zāi)處理程序以及管理設(shè)備程序抽象為兩個(gè)數(shù)據(jù)模型，在這兩個(gè)數(shù)據(jù)模型之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，最終形成映射關(guān)系。經(jīng)由一種指令的觸發(fā)而產(chǎn)生的自動(dòng)化操作形成了數(shù)據(jù)的自動(dòng)遷移，這種自動(dòng)遷移建立在上述映射關(guān)系上，其觸發(fā)條件包含以下的一系列事件：磁盤(pán)的填充、飽和，磁盤(pán)容量的縮小、擴(kuò)展，磁盤(pán)的維修、損壞。系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行自動(dòng)映射依賴于上述的某個(gè)事件產(chǎn)生，其指令包含自動(dòng)復(fù)制、保存、刪除、粘貼。該技術(shù)的應(yīng)用如以下兩點(diǎn)所述，磁盤(pán)容量的自動(dòng)調(diào)整，在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)磁盤(pán)容量不足，自動(dòng)加載新的磁盤(pán)，并且更改磁盤(pán)總?cè)萘?，?duì)于磁盤(pán)容量的減少，則需要將不再需要的磁盤(pán)卸載；磁盤(pán)透明替換基于隱射技術(shù)實(shí)現(xiàn)，建立一個(gè)云存儲(chǔ)環(huán)境，在云存儲(chǔ)環(huán)境中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行多個(gè)副本備份，備份過(guò)程在容災(zāi)服務(wù)器中不斷創(chuàng)建副本，通過(guò)建立若干副本的方式，防止磁盤(pán)損壞導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法還原。

第二，緩存技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)是為了解決高速率數(shù)據(jù)設(shè)備與低速率設(shè)備之間數(shù)據(jù)訪問(wèn)不匹配的問(wèn)題，通過(guò)將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)庫(kù)的方法保存在內(nèi)存，當(dāng)需要對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，直接在內(nèi)存中進(jìn)行，從而減少了從低速設(shè)備中讀取的時(shí)間。云容災(zāi)基于云存儲(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，在該系統(tǒng)中合理的利用緩存技術(shù)，通過(guò)精準(zhǔn)的算法完成數(shù)據(jù)的緩存，一旦需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速恢復(fù)時(shí)，可以從緩存中獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。緩存算法主要包括以下兩點(diǎn)：1）對(duì)于異地?cái)?shù)據(jù)塊的替換，需要通過(guò)計(jì)算恢復(fù)數(shù)據(jù)塊的單位時(shí)間恢復(fù)次數(shù)決定是否需要替換；2）對(duì)于本地?cái)?shù)據(jù)塊的替換，需要統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的恢復(fù)次數(shù)，替換數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)次數(shù)最少的。

第三，磁盤(pán)技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用，使得各種文件的顯示沒(méi)有太大的差異。客戶端的代理程序?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)塊中，并將文件夾進(jìn)行備份之后存儲(chǔ)到容災(zāi)服務(wù)器之內(nèi)。采用合理的安全策略保證服務(wù)器數(shù)據(jù)的安全性。例如采用加密的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，訪問(wèn)者需提供秘鑰才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減、更改、修正，并且提供操作的數(shù)據(jù)為備份內(nèi)容；若訪問(wèn)者沒(méi)有秘鑰，那么需要相應(yīng)的信息進(jìn)行身份驗(yàn)證。

云容災(zāi)可實(shí)現(xiàn)基于系統(tǒng)級(jí)別甚至業(yè)務(wù)級(jí)別的備份，出現(xiàn)災(zāi)害不需重建系統(tǒng)，就可以達(dá)到快速恢復(fù)的目的。其次減少主機(jī)負(fù)載，存儲(chǔ)直接通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)備份。而且云容災(zāi)還可以在構(gòu)造目標(biāo)的時(shí)候做到傳統(tǒng)容災(zāi)所無(wú)法辦到的“與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)”，這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)容災(zāi)解決不了應(yīng)用一致性的問(wèn)題，而類別繁多的應(yīng)用，使得也沒(méi)有一個(gè)通用的辦法可以在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)。容災(zāi)的成本也因?yàn)樵朴?jì)算的加入被大大降低了，而且在災(zāi)后恢復(fù)時(shí)也有了不同的選擇，由此那些原來(lái)因昂貴的價(jià)格對(duì)容災(zāi)系統(tǒng)避而遠(yuǎn)之的中小型企業(yè)也可以將容災(zāi)系統(tǒng)搭建起來(lái)。所以基于云存儲(chǔ)的容災(zāi)系統(tǒng)比起早期的容災(zāi)系統(tǒng)，技術(shù)上更先進(jìn)、更全面，但是花費(fèi)上卻要少得多。

4結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的逐步提高，以及容災(zāi)維護(hù)措施的不斷改進(jìn)，云容災(zāi)系統(tǒng)將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越大的作用，在面對(duì)災(zāi)難恢復(fù)時(shí)也將更加迅速。容災(zāi)的技術(shù)核心是冗余，它是容災(zāi)的主要技術(shù)，如果這里的設(shè)備出了問(wèn)題，那么會(huì)有別處的設(shè)備及時(shí)補(bǔ)上。為了使容災(zāi)系統(tǒng)還能兼顧日常操作中的容錯(cuò)率，會(huì)有許許多多的服務(wù)器和存儲(chǔ)資源都在云計(jì)算中被同時(shí)使用著，這樣的容災(zāi)系統(tǒng)在實(shí)施的過(guò)程中，設(shè)備便得到了保障。而容災(zāi)的執(zhí)行也因?yàn)樵朴?jì)算當(dāng)中集中式管理和虛擬化技術(shù)的加入而越來(lái)越方便。

本文從容災(zāi)的重要性著手，通過(guò)早期容災(zāi)發(fā)展中遇到的問(wèn)題，引入云容災(zāi)的概念，并探討了云容災(zāi)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。容災(zāi)在未來(lái)的信息科技發(fā)展中將會(huì)顯得愈發(fā)重要，而云容災(zāi)則是未來(lái)容災(zāi)發(fā)展的主要方向。endprint