數(shù)據(jù)級容災是指建立一個異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為本地關鍵應用數(shù)據(jù)的一個可用復制。在本地數(shù)據(jù)及整個應用系統(tǒng)出現(xiàn)災難時，系統(tǒng)至少在異地保存有一份可用的關鍵業(yè)務的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以是本地數(shù)據(jù)的完全實時復制，也可以比本地數(shù)據(jù)略微落后，但一定是可用的。

一 數(shù)據(jù)級容災關鍵技術研究

　　1.1 容災系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)復制方式

　　系統(tǒng)容災備份技術是指通過建立遠程數(shù)據(jù)備份中心，將主中心數(shù)據(jù)實時或分批次地復制到備份中心。正常情況下，系統(tǒng)的各種應用運行在主中心的計算機系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)同時存放在主中心和備份中心的存儲系統(tǒng)中。當主中心由于斷電、火災甚至地震等災難無法工作時，則立即采取一系列相關措施，將網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)線路切換至備份中心，并且利用備份中心計算機系統(tǒng)重新啟動應用系統(tǒng)。這里最關鍵的問題就是保證切換過程時間滿足業(yè)務連續(xù)性要求，同時盡可能保持主中心和備份中心數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。如何解決主中心和備份中心的數(shù)據(jù)備份和恢復則是備份方案的重點。系統(tǒng)容災備份原理如圖1所示。

　　1.2 備份復制級數(shù)據(jù)容災技術

　　1.2.1 適用對象及范圍

　　備份復制級數(shù)據(jù)容災技術主要適用于多個數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)備份，對遠程數(shù)據(jù)備份的一致性有較高的要求。
 

　　1.2.2 實現(xiàn)方式

　　備份復制級數(shù)據(jù)容災技術主要實現(xiàn)方式為：通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心和容災數(shù)據(jù)中心分別部署備份服務器，通過備份服務器管理的磁帶庫之間的復制來實現(xiàn)2個生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)備份。

　　1.2.3 備份復制級數(shù)據(jù)容災技術切換與恢復

　　1)切換流程。當生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時。需要切換到災備中心的備份服務器上，激活備份服務器的數(shù)據(jù)庫即可。

　　2)恢復流程。當生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障恢復時，需要回切到生產(chǎn)中心的備份服務器上，激活備份服務器的數(shù)據(jù)庫即可。

　　1.3 存儲級數(shù)據(jù)容災技術

　　1.3.1 適用對象及范圍

　　存儲級數(shù)據(jù)容災技術主要適用于數(shù)據(jù)中心級的海量數(shù)據(jù)復制，對遠程數(shù)據(jù)備份的一致性有很高的要求。該存儲技術也能滿足多數(shù)據(jù)中心間災難恢復策略的要求；同時也要求用戶必需采用支持該功能的磁盤陣列型號，而這些陣列一般都采用高端陣列。

　　1.3.2 實現(xiàn)方式

　　存儲級數(shù)據(jù)容災技術是先將業(yè)務數(shù)據(jù)整合到企業(yè)級存儲，通過存儲間的同步/異步的方式將數(shù)據(jù)復制到同城/異地中心。磁盤陣列將磁盤鏡像功能的處理負荷從主機轉移到智能磁盤控制器：智能存儲系統(tǒng)上�；�于智能存儲的數(shù)據(jù)復制由智能存儲系統(tǒng)自身實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程復制和同步，即智能存儲系統(tǒng)將對本系統(tǒng)中的存儲器I/O操作Log復制到遠端的存儲系統(tǒng)中并執(zhí)行，保證數(shù)據(jù)的一致性。在這種方式下，數(shù)據(jù)復制軟件運行在存儲系統(tǒng)內(nèi)，因此較容易實現(xiàn)主中心和備份中心的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)庫和目錄的實時拷貝維護能力，一般不會影響主中心主機系統(tǒng)的性能。如果在系統(tǒng)恢復場所具備了實時數(shù)據(jù)，可以做到在災難發(fā)生的同時開始應用處理過程的恢復。

　　存儲級容災技術要求存儲設備自身具有較強的智能管理功能，需配置相應的容災備份管理軟件，配置主、備用系統(tǒng)存儲設備間的網(wǎng)絡通信專用接口設備和相應的通信通道。

　　1.4 操作系統(tǒng)卷復制級數(shù)據(jù)容災技術

　　1.4.1 適用對象及范圍

　　將物理存儲設備劃分為一個或者多個邏輯磁盤卷，便于數(shù)據(jù)的存儲規(guī)劃和管理�；�于邏輯磁盤卷的遠程數(shù)據(jù)復制是指根據(jù)需要將一個或者多個卷進行遠程同步(或者異步)復制。該方案的實現(xiàn)通常通過軟件來實現(xiàn)，基本配置包括卷管理軟件和遠程復制控制管理軟件。

　　基于邏輯磁盤卷的遠程數(shù)據(jù)復制會增加各節(jié)點主機的一些處理性能需求，在主機性能和通信帶寬的要求得到滿足時，遠程復制效率和數(shù)據(jù)一致性可以得到保證。

　　在同時對多個系統(tǒng)進行容災備份的情況下，可以通過在備份中心磁盤陣列上劃分不同的磁盤卷，以對應不同的系統(tǒng)進行復制或鏡像處理的方法，但是該技術會增加主機的負載。

　　1.4.2 實現(xiàn)方式

　　操作系統(tǒng)卷復制級數(shù)據(jù)容災的實現(xiàn)方式也包括同步和異步2種，能夠將生產(chǎn)中心主機操作系統(tǒng)上的對邏輯卷的I/O操作實時或者延時的復制到容災中心的操作系統(tǒng)上，寫到容災中心的邏輯卷當中，實現(xiàn)不同級別的數(shù)據(jù)級容災。

　　由于是操作系統(tǒng)一級進行丁作，如果是獨立的卷管理軟件就需要在操作系統(tǒng)上安裝相應的軟件模塊，如果采用操作系統(tǒng)自帶的卷管理功能，就無需再安裝其他的軟件模塊。

　　1.5 存儲虛擬化數(shù)據(jù)容災技術

　　1.5.1 適用對象及范圍

　　SAN虛擬化解決方案有助于應對存儲管理的挑戰(zhàn)。SAN虛擬化解決方案被設計為利用到不同廠商存儲子系統(tǒng)的連接創(chuàng)建虛擬存儲池，此存儲池能幫助客戶利用未使用的存儲容量，以其業(yè)務更加高效和靈活。

　　1.5.2 實現(xiàn)方式

　　基于SAN的存儲虛擬化同步鏡像實現(xiàn)原理如下(見圖2)。

　　1)主機發(fā)出I/O請求給專門的存儲虛擬化控制器；

　　2)存儲虛擬化設備接收到I/O請求后，先在本地磁盤上執(zhí)行I/O操作；

　　3)同時，將I/O操作通過鏈路傳輸?shù)竭h程對端的存儲虛擬化設備上進行I/O操作；

　　4)兩端I/O操作都完成后，主機的I/O請求被回應。

　　基于SAN的存儲虛擬化異步鏡像實現(xiàn)原理如下(見圖3)：

　　1)主機發(fā)出I/O請求給專門的存儲虛擬化控制器；

　　2)存儲虛擬化設備接收到I/O請求后，先在本地磁盤上執(zhí)行I/O操作，并響應主機；

　　3)同時，在設置的固定間隔內(nèi)將I/O的增量傳輸?shù)綄Χ耍?/p>

　　4)這樣依次循環(huán)地將增量鏡像到對端來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏡像。

　　1.6 數(shù)據(jù)庫級數(shù)據(jù)容災技術

　　1.6.1 適用對象及范圍

　　遠程數(shù)據(jù)庫復制對主機的性能有一定影響，可能增加對磁盤存儲容量的需求(包括對Log的存儲)，但系統(tǒng)恢復較簡單，在實時復制方式時數(shù)據(jù)一致性較好，所以對于數(shù)據(jù)一致性要求較高、數(shù)據(jù)修改更新頻繁的應用可采用基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)備份方案。

　　1.6.2 實現(xiàn)方式

　　遠程數(shù)據(jù)庫復制是由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的遠程復制和同步。在復制過程中，使用自動沖突檢測和解決的手段保證數(shù)據(jù)一致性不受破壞。基于數(shù)據(jù)庫的復制方式可分為實時復制、定時復制和存儲轉發(fā)復制。

　　1)實時復制：當主中心的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容被修改時，備份中心的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容實時地被修改，此種復制方式對網(wǎng)絡可靠性要求高。

　　2)定時復制：當主中心的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容被修改時，備份中心的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容會按照時間間隔，周期性地按照主中心的更新情況進行刷新，時間間隔可長(幾天或幾個月)可短(幾分鐘或幾秒鐘)。

　　3)存儲轉發(fā)復制：當主中心的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容被修改時，主中心的數(shù)據(jù)庫服務器會先將修改操作Log存儲于本地，待時機成熟再轉發(fā)給備份中心。

　　遠程數(shù)據(jù)庫復制需配置數(shù)據(jù)庫遠程復制管理軟件，并具備主、備用系統(tǒng)間的網(wǎng)絡通信條件(例如TCP/IP通道)。遠程數(shù)據(jù)庫復制的容災備份方案中主、備系統(tǒng)中的服務器主機類型、存儲設備類型可以不一樣。對數(shù)據(jù)庫的操作訪問基于開放接口時甚至可以實現(xiàn)異種數(shù)據(jù)庫之間的互為備份復制。此外，主、備系統(tǒng)可通過路由器進行互連。

　　1.7 應用軟件數(shù)據(jù)容災技術

　　1.7.1 適用對象及范圍

　　基于應用軟件的數(shù)據(jù)容災是指由應用軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程復制和同步，當主中心失效時，容災備份中心的應用軟件系統(tǒng)恢復運行，接管主中心的業(yè)務。這種技術是通過在應用軟件內(nèi)部，連接2個異地數(shù)據(jù)副本，每次的業(yè)務處理數(shù)據(jù)分別存入主中心和備份中心的數(shù)據(jù)副本中。

　　但這種方式需要對現(xiàn)有應用軟件系統(tǒng)做比較大的修改升級，甚至重新開發(fā)，增加應用軟件的復雜性，對應用軟件開發(fā)上技術水平要求較高，系統(tǒng)實施難度大，而且后期維護比較復雜。并且由應用軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的復制和同步會對整個業(yè)務系統(tǒng)的性能造成較大的影響。

　　1.7.2 實現(xiàn)方式

　　應用級數(shù)據(jù)容災技術的實現(xiàn)一般是依賴于在應用程序層面對日志的操作，針對應用程序的每一個transaction進行分析，將對本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)的修改復制同步到遠程容災中心。這與數(shù)據(jù)庫和中間件的實現(xiàn)方式有很大類似之處。

二 結語

　　對災難恢復系統(tǒng)所采用的幾種常用技術作簡單描述，結合應用系統(tǒng)的相關特點(實時性要求、運行中斷敏感性等)、數(shù)據(jù)更新頻度、數(shù)據(jù)量大小、相關條件等因素，實際的災難恢復系統(tǒng)解決方案也可能是多種技術方案的組合。

　　容災的發(fā)展是由各種技術和需求集成發(fā)展而來，最終，均歸納成一個同時具有數(shù)據(jù)不丟失和應用不間斷能力的一體化容災。容災的需求清晰而明確，核心需求就是數(shù)據(jù)不丟失和應用不問斷，信息系統(tǒng)的容災系統(tǒng)建設是企業(yè)保持業(yè)務連續(xù)運作需要，長期可持續(xù)發(fā)展的要求，是企業(yè)加強風險管理，提高市場競爭力的重要手段，是行業(yè)監(jiān)管的需要，同時也是保證國家安全、人民利益、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展的需要。

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本文標題：淺談數(shù)據(jù)級容災關鍵技術

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