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2.3.1在本地实现数据保护7
2.3.2远程复制和应急8
2.4本地灾难发生时的接管和恢复10
2.4.1单个文件丢失或损坏10
2.4.2SQL数据库和应用系统无法正常启动10
2.4.3硬盘中毒后的接管和恢复11
2.4.4硬盘物理损坏的接管和恢复11
2.4.5Windows系统恢复11
2.5异地灾难发生时的接管和恢复11
2.6关键技术和优势12
第3章方案特点总结15
第1章CDP解决方案
1.1CDP解决方案
CDP(连续数据保护)管理器和基于此的容灾复制技术就是这样一种涵盖了几乎以上所有考虑要素的灾备技术。
这种灾备技术的框架是:
1.在林业勘察设计院设置专门用于存储服务的CDP服务器,用于在本地实现各系统数据的实时复制和多点快照(用于历史数据的瞬间恢复和实时备份)。
2.对于Windows系统(包括WindowsServer2003操作系统,SQL数据库和其他应用),通过飞康公司的Disksafe实时系统镜像技术实现系统级别的实时克隆,从而获得本地的实时保护和系统破坏后的本地恢复能力(大量的灾难利用本地的快速恢复是最佳的解决方式)。
3.利用统一的复制技术,实现CDP保护器的异地复制,从而将本地保护的范围扩大到各类自然灾害级别的异地保护。
4.利用专用的传输优化技术将数据的存储复制进行优化,适应广域网络的低带宽条件,从而使得灾备系统真正适应基础环境,降低传输的开销。
5.利用多达256个快照的多点快照技术实现各种数据错误的瞬间恢复能力。
6.飞康CDP保护,对于各类数据库和应用都可以达到极快的记录级别恢复能力,比如Oracle数据库的快速记录恢复。
1.2实现目标
本次林业勘察设计院要实现的目标有:
⏹实时镜像备份,无备份窗口
这一特征使得CDP方案彻底不同于传统的备份技术,备份技术所困扰人们的长备份窗口和按天进行备份的弱点将不再存在。
⏹备份数据立即可用
由于CDP实时镜像备份技术所获取的数据影像不是专用的备份格式,而是直接的数据原型,因此数据的恢复将是立即可用,无需任何恢复窗口,这在恢复技术上已经产生了一个大的飞跃。
⏹多点快照,无需1分钟历史数据轻松获取
CDP保护技术既是一种灾难发生时保护最新数据的灾难备份技术,也是一种历史数据丢失时恢复原有数据的备份技术,由于自动产生数据的多个时间点保存,因此即使丢失的数据已经过了几天,你仍然可以轻松实现1分钟获取正确的历史数据的能力。
⏹实现系统故障后的快速恢复能力
在本地生产端建立一套完整的自动化数据实时备份机制,每时每刻随时内完成本地端及异地端数据备份。
避免因发生天灾人祸后的数据丢失,导致营运系统停止运行,严重影响到企业的服务质量。
⏹实现灵活和方便的实时备份机制,管理简单
能够对实时备份系统进行灵活的集中管理,需要提供良好的操作使用界面、事件告警、与工作流程的管理等,将复杂的企业数据保护工作化繁为简,避免人为的疏忽,降低维护人员的工作量。
总之,CDP技术的设计思想是彻底摆脱传统备份方式的弱点,实现系统数据的实时和超高速恢复能力,使得信息系统获得前所未有的健壮性。
第2章详细设计
在本章中先介绍本次方案的整体架构,根据架构介绍连续数据保护的原理,最后详细说明各种灾难下的恢复方法。
2.1林业勘察设计院需容灾系统现状
如图所示,为目前林业勘察设计院需进行容灾及保护的系统结构。
目前支撑林业勘察设计院有三套主要系统,三套系统主机分别通过SAS连接各自挂接自己的存储磁盘阵列,形成各自的独立DAS结构。
由于目前各系统独立运行,且没有任何数据备份机制或容灾机制因此一旦系统出现问题,就会面临长时间系统停机的危险,如果数据出现问题,那就会面临长时间收集的数据将全部丢失,其后果不堪设想。
因此目前我院急需上马一套数据保护或容灾系统,减少系统停机和对现有数据做良好保护。
2.2林业勘察设计院CDP连续保护总体架构
IPStorCDP容灾方案,是专为林业勘察设计院应用系统设计的一套行之有效的,集磁盘镜像、数据备份、数据远程容灾于一体的综合容灾解决方案。
其基本架构为:
根据与各位领导及技术人员沟通,我院准备为3套系统各自购买1台主机,将各个系统做成HA方式,这样当任何一台主机出现问题时,系统均可以不间断业务工作,由另外一台主机对外提供服务。
由于数据是企业的最宝贵的财富,对于数据我们采取使用一台CDP(持续数据保护)设备,将3个系统中的数据实时备份到CDP设备中,一旦各系统磁盘阵列出现问题CDP都可以挂接应用服务器对外进行服务。
另外如果有必要CDP系统还可以将操作系统也同时保护起来,这样做任何一个操作系统出问题后,CDP均可以顶替原系统对外进行服务。
具体描述如下:
⏹在林业勘察设计院生产中心增加一台CDPServer,接入到以太网络和SAN架构中,通过iSCSI方式进行数据保护。
保护数据和操作系统的方法是将生产数据镜像到CDPServer中(本地硬盘或磁盘阵列均可,本图为本地硬盘的情况),详细的原理见“2.2连续数据保护原理”。
⏹将CDPServer采用旁路的方式接入到以太网络,不会对现有网络拓扑有任何的更改和影响,而且,数据以镜像的方式备份到CDPServer中,不影响正常的生产数据。
⏹先期可以在本地生产中心部署一台CDP,将数据或操作系统进行保护,一旦时机成熟,可将CDP挪到异地,将生产中心的数据通过网络事实备份到异地。
⏹FalconStorCDP与主流磁盘阵列完美结合,可以采用令购的磁盘阵列作为存储设备,也可以采用CDP自带的存储设备作为数据存储使用。
⏹IPStorCDP数据保护管理器配置256份快照/生产卷的快照模块(TimeMark),实现多历史点保护。
⏹如果生产系统出现人为的错误,需提取数据进行查询或纠正错误,只需对远程对应的快照瞬间可用即可(这一过程5分钟即可完成)。
⏹CDP提供了两端磁盘系统的差异比较机制,容灾系统随时可以进行各类容灾备份演习,比如利用生产中心启动验证某类业务接管后的正确性,并且在容灾备份演习结束后进行各种方向的还原(如容灾备份系统同步生产系统或生产系统同步容灾备份系统等),具有很大的灵活性
2.3连续数据保护原理
本节将分别介绍Windows系统(包括操作系统,数据库和应用)连续数据保护原理。
重点介绍数据通过怎样的方式镜像到CDPServer中的。
对于Windows系统,会在其上安装一个名为Disksafe的软件,该软件的作用是将被保护的分区或磁盘镜像到CDPServer中,从而提供连续数据保护。
Disksafe是经过Microsoft认证的软件,集成在MMC中,对系统资源占用小于5%,不会影响性能。
2.4实时备份和应急流程
太极公司为林业勘察设计院设计的应急恢复系统包括两部分,第一部分为本地保护(备份,即连续数据保护),第二部分在本地保护之上实现远程容灾。
同时实现了本地的实时备份(连续数据保护)和异地的灾难备份(远程容灾)。
下面分别阐述。
2.4.1在本地实现数据保护
在增加了IPStorCDP设备的新的存储架构下,系统首先在本地就提供了多种数据保护和恢复模式:
镜像的保护模式可以有效应对存储设备的单点故障引起的数据灾难。
在“主存储”系统发生设备故障时,CDP系统可以立即提供存储服务,保证应用服务的持续性。
通过CDP设备提供的逻辑快照功能,可以获得多256个全备份。
这种模式可以应对任何数据逻辑故障,包括:
数据库逻辑错误、人为误操作和病毒等引起的数据库数据丢失、人为或病毒引起的数据库崩溃等故障。
利用CDP快照,我们不仅可以对数据库各类错误实现快速恢复,还可以解决传统备份无法实现的数据库“表级恢复”。
比如在误操作导致某个数据库表被误删除的情况下,不需要对整个数据库进行恢复,只需要从快照中提取丢失的“表”,把它恢复到还在运行的数据库中即可。
需要说明的一个技术优势是:
实现这256个快照全备份,并不需要其他备份方式那样需要的“256倍存储空间”,只需要增加大约20%的额外存储空间就可以满足所有备份的需要。
有了这256个全备份的支持能力,我们可以非常方便的制定数据备份策略,根据需要,我们可以选择制定诸如以下案例的备份策略:
✧每小时一次的快照(全备份),可以保留至少10天左右的历史数据备份,使得我们至少有能力追溯到10天以前的历史数据。
✧每10分钟一次的快照,可以保留两天左右的历史数据备份,使得我们有能力追溯到接近2天内的历史数据,而且数据最大只有10分钟的偏离。
对比:
一般磁带库备份只能通过速度很慢的“Restore”操作恢复到“前天晚上”的备份点的数据,然后需要结合数据库日志恢复整整“一天”的交易。
而一般的容灾系统又无法提供历史数据的恢复。
利用CDP系统进行的实时数据备份和快照备份,我们可以应对各种数据系统故障和错误,保证数据系统的快速恢复。
对于林业勘察设计院而言,采用CDP数据保护架构,可以避免我们以前遇到的各种数据备份的困扰:
✧备份数据无法验证,潜在的风险是无法保证数据恢复的成功!
✧磁带库设备故障率高,难以维护。
这个问题各地系统深有体会。
✧备份速度慢,恢复速度更慢,结合第一点的数据恢复的可靠性低,使得数据恢复过程就像一把悬在信息中心头顶的剑那样的难受。
重要的是,利用本地的CDP以及快照系统,RPO指标完全可以在0至10分钟内,这对应用系统而言,相当于增加了一把保险锁。
2.4.2远程复制和应急
在本地生产中心构建了IPStorCDP之后,远程数据实时备份或容灾就变得非常简单了。
我们只需要在两地CDP上各增加一套持续数据复制模块“CDR”即可。
美国飞康软件公司的远程复制策略分为三种:
⏹连续远程复制
⏹时间增量复制
⏹数据增量复制
一般在宽带的远程传输系统上,可以采用连续方式传递,而在常规的广域网络中,则建议采用定时增量的方式传输。
我们以定时增量传输方式为例进行过程描述。
✧本地CDPAppliance数据保护器将时间间隔内的差量block(利用了SnapShot缓存区)经由TCP/IP传到远端的CDP管理器中。
远端CDP管理器先将数据放入暂时存储区中,待确认所有数据均传输无误后,才确认完成,否则需重新续传。
✧远端CDP管理器将暂时存储区中的数据写入到对应的逻辑卷中。
✧远端CDP管理器可搭配TimeMark快照提取功能进行快照的提取。
美国飞康软件CDP数据保护器的远程复制拥有极大的优点:
CDP管理器的replication经由TCP/IPWAN传输,因是标准的协议,故可由两台CDP的网卡直接传输。
一般传统容灾技术中的磁盘阵列的replication则由两台磁盘阵列的控制器经WAN专线传输,不论是透过磁盘阵列的ESCON接口或FCswitch的光纤端口,都必须搭配一对非常昂贵的gateway网关转WAN来传输,导致其建设、管理与维护成本大幅提高。
IPStorCDP管理器的Replication利用了MicroScan技术进行小单元数据传输(传输单元512字节为单位,不同于磁盘阵列系统的16k等块传输),从而大大节省了广域网络的传输带宽。
多个项目证明,美国飞康软件公司的远程容灾传输占用的带宽最小。
IPStorCDP管理器的资料需先经过快照,数据库在快照前通过snapshotagent先使数据库进入hotbackupmode,因此数据写
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