淺析cdp卷鏡像數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

中國電信股份有限公司淮南分公司 馮 俠

1 數(shù)據(jù)備份必要性

為提高信息系統(tǒng)的高可靠性，就需要建設(shè)一個(gè)對(duì)突發(fā)情況可以抵御或者化解的異地災(zāi)備系統(tǒng)和容災(zāi)系統(tǒng)。異地災(zāi)備系統(tǒng)和容災(zāi)系統(tǒng)的核心是將災(zāi)難化解，一是要保證行業(yè)數(shù)據(jù)安全，二是要保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。通常，數(shù)據(jù)的安全需要既要保證用戶數(shù)據(jù)的完整性，又要保證數(shù)據(jù)的可靠性及數(shù)據(jù)的一致性，避免數(shù)據(jù)受到蓄意侵害，還要能防止災(zāi)難對(duì)數(shù)據(jù)帶來毀滅性后果，所以數(shù)據(jù)安全是前提，也是正常工作的保障。

作為存儲(chǔ)領(lǐng)域中一項(xiàng)新興的重要技術(shù)，CDP至誕生之日就從未缺乏市場關(guān)注。如今，人們希望CDP能兌現(xiàn)當(dāng)初的承諾，從幕后來到臺(tái)前。在日益升溫的期待中， CDP不辱使命，開始接管容災(zāi)備份市場。今天我們來了解下CDP的分類及其優(yōu)勢，何種CDP適用于哪種場景，CDP在當(dāng)前乃至日后的工作中，究竟能夠扮演怎樣的角色，且看本文cdp卷鏡像數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)的相關(guān)論述。

2 CDP分類

從CDP的概念中我們不難發(fā)現(xiàn)CDP的應(yīng)用架構(gòu)，最為關(guān)鍵的特性是系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫或文件集在一個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)的還原能力。那么相應(yīng)的，在實(shí)施CDP系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，我們將其對(duì)應(yīng)分成基于塊的、文件的或應(yīng)用的CDP系統(tǒng)，分別來為數(shù)量無限的可變恢復(fù)點(diǎn)提供細(xì)微粒度的恢復(fù)對(duì)象。具體而言，基于塊的CDP備份是位于物理儲(chǔ)存或邏輯卷管理層之上。即當(dāng)數(shù)據(jù)塊被寫入主存儲(chǔ)器里時(shí)，寫入的數(shù)據(jù)副本會(huì)被CDP備份系統(tǒng)捕獲到并被存儲(chǔ)到一個(gè)獨(dú)立區(qū)域中?；谖募腃DP備份則是位于文件系統(tǒng)之上，它可以捕獲到文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)事件（如文件的創(chuàng)建、關(guān)閉、修改或者刪除等等）?；趹?yīng)用的CDP直接運(yùn)行于受保護(hù)的特定應(yīng)用之中，這類應(yīng)用提供深層次的集成，使用場景較少，在此不做詳細(xì)闡述。

（1）塊級(jí)CDP備份

塊級(jí)CDP備份應(yīng)用于塊級(jí)保護(hù)場景，是相對(duì)最具技術(shù)含量的CDP應(yīng)用架構(gòu)，它基于數(shù)據(jù)塊CDP引擎，能夠支持大多數(shù)主流的操作系統(tǒng)平臺(tái)及應(yīng)用。

（2）文件級(jí)CDP備份

文件級(jí)CDP備份對(duì)應(yīng)于文件級(jí)保護(hù)場景，位于現(xiàn)有的文件系統(tǒng)之上。它往往結(jié)合一個(gè)特定的操作系統(tǒng)平臺(tái)，內(nèi)置到受保護(hù)主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(如NFS、CIFS)中，支持該操作系統(tǒng)平臺(tái)上的一系列應(yīng)用程序，例如文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、后臺(tái)作業(yè)系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)CDP備份。

（3）CDP備份如何選擇

我們?cè)撊绾胃鶕?jù)應(yīng)用實(shí)情來為客戶量身定制CDP呢？通常情況下，CDP備份需要實(shí)現(xiàn)的功能細(xì)節(jié)與系統(tǒng)事務(wù)的處理頻繁程度存在直接關(guān)聯(lián)。雖然當(dāng)前有包括上述基于塊、文件和應(yīng)用的許多種公認(rèn)的方法技術(shù)都可以提供連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)能力。但是，無論用到了哪種技術(shù)方法，CDP技術(shù)的目標(biāo)都是提供更快的數(shù)據(jù)檢索、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)保護(hù)和更高的業(yè)務(wù)連續(xù)性能力，而同時(shí)力爭使其總體成本和復(fù)雜性比以往任何備份解決方案都要來得盡可能低。按照我們上面對(duì)CDP應(yīng)用構(gòu)架的劃分，來說明各種CDP架構(gòu)的不同應(yīng)用價(jià)值。

塊級(jí)CDP備份是適合于那些擁有龐大關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的作業(yè)系統(tǒng)，特別是針對(duì)一些擁有跨平臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)部署。目前用到的主流備份應(yīng)用就是基于塊級(jí)的CDP備份。

因?yàn)槭轻槍?duì)于某一種特定的平臺(tái)，文件級(jí)CDP更適用于那些希望通過單一的技術(shù)平臺(tái)管理所有應(yīng)用程序的用戶。此外，它還適合于那些希望在公司內(nèi)部部署一套成本相對(duì)低廉的容災(zāi)恢復(fù)解決方案的中型企業(yè)用戶。

3 塊級(jí)CDP主要技術(shù)參數(shù)

（1）磁盤陣列復(fù)制

主要是由一些磁盤陣列的廠商提供，如EMC、IBM、惠普、HDS等, 該技術(shù)主要是通過磁盤陣列控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入操作的同時(shí)，再通過網(wǎng)絡(luò)向容災(zāi)系統(tǒng)的陣列上發(fā)送相同的I/O指令來實(shí)現(xiàn)的。

（2）卷復(fù)制

該技術(shù)一般可以向卷管理軟件廠商購買,如相關(guān)CDP產(chǎn)品。

（3）存儲(chǔ)虛擬化

將系統(tǒng)中的各種異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備映射成為一個(gè)單一的存儲(chǔ)資源，且對(duì)用戶完全透明，以此來達(dá)到屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備異構(gòu)和主機(jī)異構(gòu)的目的，如EMC、IBM、NETAPP等存儲(chǔ)虛擬化解決方案。

（4）數(shù)據(jù)邏輯復(fù)制技術(shù)

由數(shù)據(jù)庫廠商以及一些第三方廠商提供，如DG、OGG、DSG等邏輯級(jí)復(fù)制解決方案。

（5）介質(zhì)災(zāi)備與容災(zāi)

階段性災(zāi)備：將災(zāi)備數(shù)據(jù)劃分為兩個(gè)階段，近期災(zāi)備數(shù)據(jù)保存在磁盤介質(zhì)上，作為近線災(zāi)備；將訪問頻率不高但具有保留價(jià)值的歷史災(zāi)備數(shù)據(jù)保存在磁帶介質(zhì)上，作為離線災(zāi)備。災(zāi)備存儲(chǔ)柜是可通過循環(huán)災(zāi)備以及份數(shù)據(jù)復(fù)制到磁帶設(shè)備上，來提供雙份災(zāi)備和雙重保護(hù)。

遠(yuǎn)程容災(zāi)技術(shù)：是將災(zāi)備數(shù)據(jù)周期性地保存到磁帶設(shè)備里，取出磁帶介質(zhì)，再運(yùn)輸?shù)疆惖貦C(jī)房保管，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程容災(zāi)；當(dāng)發(fā)生災(zāi)難需要遠(yuǎn)程恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，只要取出磁帶在異地直接讀取恢復(fù)。

保護(hù)遺留資產(chǎn)方法：用災(zāi)備存儲(chǔ)柜領(lǐng)先的磁盤災(zāi)備方案來保護(hù)數(shù)據(jù)，還可以使用磁帶介質(zhì)作雙重保護(hù)，來保護(hù)已有投資的遺留資產(chǎn)。

4 建立災(zāi)備系統(tǒng)的基本思路

異地災(zāi)備和容災(zāi)系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)保護(hù)和應(yīng)用切換兩大基本內(nèi)容，其中最為重要的是數(shù)據(jù)安全保護(hù)部分。根據(jù)客戶的規(guī)模、需求以及IT現(xiàn)狀，災(zāi)備容災(zāi)解決方案，可分為本地?cái)?shù)據(jù)安全保護(hù)、本地應(yīng)用的高可用性、異地?cái)?shù)據(jù)安全保護(hù)。

4.1 本地?cái)?shù)據(jù)災(zāi)備技術(shù)

本地?cái)?shù)據(jù)災(zāi)備是用戶對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有定時(shí)災(zāi)備需要，假如系統(tǒng)發(fā)生故障或人為錯(cuò)誤時(shí)，可通過恢復(fù)災(zāi)備數(shù)據(jù)來保證業(yè)務(wù)正常的開展。災(zāi)備必須要保證足夠小的災(zāi)備窗口，這對(duì)系統(tǒng)運(yùn)營的影響減少是最小的。恢復(fù)需要以最快的速度完成，本地應(yīng)有足夠的帶寬和資源，能實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)災(zāi)備、CDP等快速災(zāi)備恢復(fù)模式。災(zāi)備存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)安裝在本地網(wǎng)絡(luò)，從本地實(shí)現(xiàn)災(zāi)備，需兼容各種通用的災(zāi)備管理軟件。

4.2 應(yīng)用系統(tǒng)的高可用性

高可用，顧名思義，意思是確保本地應(yīng)用系統(tǒng)在多機(jī)環(huán)境下，使系統(tǒng)具有抗御任何單點(diǎn)故障的能力，一旦系統(tǒng)發(fā)生意外(如操作系統(tǒng)出錯(cuò)、設(shè)備故障、掉電、網(wǎng)絡(luò)故障等)，高可用系統(tǒng)能在最短時(shí)間里迅速確保系統(tǒng)能繼續(xù)正常運(yùn)行。若運(yùn)營數(shù)據(jù)、災(zāi)備數(shù)據(jù)、應(yīng)用系統(tǒng)都存放在本地，顯然不夠安全，弊端是無法完全承擔(dān)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，此時(shí)災(zāi)備系統(tǒng)是無法保證災(zāi)難出現(xiàn)后系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行的；當(dāng)然，高可用系統(tǒng)也無法防止重大災(zāi)難的發(fā)生，像地震等自然災(zāi)害，因此，異地容災(zāi)尤顯重要。容災(zāi)距離可以是幾十米、幾百米、幾公里，甚至兩個(gè)城市之間，只要IP可達(dá)，且網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠。

4.3 數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)

如果用戶將本地災(zāi)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)離本地保存用以抵御災(zāi)難，則災(zāi)難發(fā)生后，可以依據(jù)災(zāi)難的嚴(yán)重程度，再按預(yù)定的恢復(fù)程序，購置必備硬件和安裝災(zāi)備系統(tǒng)，來及時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)即可。

4.4 災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)原則

（1）穩(wěn)定性

若想為系統(tǒng)應(yīng)用提供一個(gè)數(shù)據(jù)保護(hù)的方法，首先要求災(zāi)備軟件是一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的成熟產(chǎn)品，其次還要求災(zāi)備系統(tǒng)能夠快速有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)。

（2）自動(dòng)化

災(zāi)備軟件必須具備定時(shí)自動(dòng)災(zāi)備功能，同時(shí)必須具備包括但不限于日志記錄、異常情況自動(dòng)報(bào)警等功能。

（3）擴(kuò)展性

隨著本行業(yè)務(wù)的發(fā)展，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越多，數(shù)據(jù)更新越來越快，系統(tǒng)需具備一定擴(kuò)展性，能夠顯著提高災(zāi)備容量和性能，以此來適應(yīng)變化的數(shù)據(jù)環(huán)境的擴(kuò)充；同時(shí)災(zāi)備軟件必須具備接口擴(kuò)展功能，如短信通知、離線歸檔等。

（4）快速恢復(fù)

災(zāi)備軟件必須具備“一鍵”恢復(fù)功能，恢復(fù)功能包括但不限數(shù)據(jù)庫表、電子數(shù)據(jù)文件、應(yīng)用環(huán)境等，同時(shí)要求減少數(shù)據(jù)恢復(fù)的復(fù)雜度和時(shí)間，特別是提高恢復(fù)時(shí)間效率。

（5）操作簡單

災(zāi)備系統(tǒng)應(yīng)能夠提供一個(gè)直觀的、操作簡單的圖形化用戶界面，來縮短操作人員的學(xué)習(xí)掌握時(shí)間，從而減輕操作人員的工作壓力，使工作可以輕松地設(shè)置和完成。

（6）可管理性

災(zāi)備系統(tǒng)需具備圖形化的管理方式，可同一個(gè)控制臺(tái)上統(tǒng)一的管理多個(gè)災(zāi)備中心，降低運(yùn)工作人員工作壓力。

4.5 災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)的目的

（1）在各系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)發(fā)生損壞或丟失時(shí)能及時(shí)恢復(fù)數(shù)據(jù)。

（2）在各系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生損壞時(shí)可以將系統(tǒng)恢復(fù)到備份節(jié)點(diǎn)。

（3）在生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生物理性損壞時(shí)，可以在新的生產(chǎn)環(huán)境中恢復(fù)所有已備份的應(yīng)用及數(shù)據(jù)。

（4）當(dāng)本地發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，應(yīng)保證數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的安全性，實(shí)現(xiàn)代運(yùn)行。

（5）后期數(shù)據(jù)增長迅速，滿足備份空間快速擴(kuò)容需求。

（6）數(shù)據(jù)保護(hù)無窗口時(shí)間，通過快照或者I/O錄像提取數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。

（7）數(shù)據(jù)一致性保證，保障數(shù)據(jù)可用。

（8）通過journal日志記錄每個(gè)I/O變化，保證了數(shù)據(jù)的一致性。

5 中國電信云災(zāi)備優(yōu)勢

結(jié)合云計(jì)算、云存儲(chǔ)的特性，云災(zāi)備具備多方面的優(yōu)勢：

（1）節(jié)約－投入低

無須一次性采購高額的硬件投入，也無須面對(duì)因?yàn)椴少徲布鶐淼脑O(shè)備壽命、利舊、再采購等硬件生命周期管理問題。

（2）高效－資源服務(wù)化

結(jié)合了云計(jì)算的特點(diǎn)提供了多租戶平臺(tái)、彈性擴(kuò)容的功能，實(shí)現(xiàn)了云災(zāi)備資源的服務(wù)化。

（3）部署靈活－敏捷運(yùn)維

部署簡單、運(yùn)維方便、隨時(shí)演練，運(yùn)維人員可專注于整個(gè)IT系統(tǒng)的分層災(zāi)備的設(shè)計(jì)和規(guī)劃上，并利用彈性的云災(zāi)備資源進(jìn)行分層、分階段部署。

（4）多系統(tǒng)－適應(yīng)混合IT架構(gòu)

對(duì)于物理機(jī)、虛擬機(jī)、云主機(jī)，本地?cái)?shù)據(jù)庫、云數(shù)據(jù)庫，長期并存的混合IT架構(gòu)，可以通過云災(zāi)備進(jìn)行集中管理，全面保護(hù)。

（5）安全－繼承傳統(tǒng)災(zāi)備技術(shù)優(yōu)勢

部分云災(zāi)備解決方案繼承了傳統(tǒng)災(zāi)備解決方案在數(shù)據(jù)一致性、業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)安全性方面的特點(diǎn)。