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基于VTL技术的容灾方案

作者:佚名 来源:网络整理 2012-3-4

容灾技术对于保护企业业务的连续性变得越来越重要。近两年,各种容灾技术不断涌现。其中,虚拟磁带库(VTL)是发展较快,且比较受用户欢迎的产品。本文详细介绍了VTL技术的特点,提出了一种基于VTL技术的容灾解决方案。

自然灾害频发以及网络病毒攻击等人为破坏不断发生,许多企业由于系统宕机、业务停滞或数据丢失而无法恢复,最终倒闭。于是,涉及到网络安全、数据保护的相关法律和法规陆续出台,各种容灾备份产品不断涌现。

从原来的磁带库离线备份到现在持续数据保护灾备技术,从单一的备份到现在复杂的多种备份方案的融合,灾难备份技术不断发展、创新。各企业依据对数据安全性要求的不同,可以选择不同的容灾备份技术和产品。

本文主要阐述了容灾备份的技术及原理,并结合当前市场销售火爆的虚拟磁带库产品,提出了一种基于虚拟磁带库技术的容灾方案,供大家参考。

容灾备份技术概述

什么是容灾备份?

容灾备份是通过在异地建立和维护一个或多个备份存储系统,利用地理位置上的分离,保证系统和数据对灾难性事件具有一定抵御能力。

容灾备份一般可以通过三种不同的方式来实现,分别是基于磁盘阵列的方式、基于主机的方式和基于网络(交换机)的方式。

第一种是基于磁盘阵列的容灾方式。

目前,业界主要利用远程拷贝的形式来实现,又可分为同步远程拷贝和异步远程拷贝,主要由磁盘阵列厂商基于自己的磁盘阵列提供各自的远程拷贝软件,比如EMC、IBM、NetApp等。

第二种是基于主机的容灾方式。

这种方式只能在距离较近的容灾方案中使用。基于主机的方案就是采用双主机、双存储的方式,通过主机系统把两台存储做镜像处理,从而实现数据同步。不过,这种方式的同步跟存储之间的同步是有一些区别的。基于主机的同步是两端同时发起I/O,然后等待I/O同时结束。

第三种是基于交换机的方式。

这种方式是通过一个单独的网络,把存储设备和挂在TCP/IP局域网上的服务器群相连,当有海量数据的存取要求时,数据可以通过存储区域网,在相关服务器和后台存储设备之间高速传输。至于这个网络究竟是什么网络,并没有特别的要求。在距离较近的时候,可以直接采用SAN连接(FC-SAN或者IP-SAN都可以)。如果距离超过10公里,用户单独采用SAN连接会带来性能瓶颈。此时,用户应该采用SAN路由器,也就是我们经常说的FCIP以及IFCP。

灾难备份衡量指标

随着备份技术不断发展,各公司都推出了自己的灾备技术。由于灾备产品的多样化以及备份方式的不同,不同灾备产品的灾难备份能力也有差别。为了衡量灾备效果,国际上有两个公认的衡量指标—RTO(Recovery Time Objective)和RPO(Recovery Point Objective)。

RTO即恢复时间目标,主要指的是所能容忍的业务停止服务的最长时间,也就是从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期。一般而言,RTO时间越短,意味着要求系统在更短的时间内恢复到可使用状态。虽然从管理的角度讲,RTO时间越短越好,但是这也意味着更高的成本,比如需要购买更快的存储设备或高可用性的软件。

RPO即数据恢复点目标,主要指的是业务系统所能容忍的数据丢失量。

RPO针对的是数据丢失,而RTO针对的是服务丢失,两者没有必然的关联性。用户必须在进行风险分析和业务影响分析后,才能根据不同的业务需求确定RTO和RPO这两个指标。对于不同企业的同一种业务,RTO和RPO的需求也会有所不同。

现在,人们提出的业务连续性的技术指标是:秒级的数据丢失,保证RPO小于两分钟;实现自动化的业务灾难恢复,保证RTO小于两小时。为了提高RTO和RPO两个技术指标,在某种程度上,企业必须要放弃使用低速的磁带,而改用高速运转的磁盘。但是,企业又不愿意改变原来磁带的复制方式。正是在此背景下,虚拟磁带库逐渐发展起来,并成为当今灾难备份领域中的关键技术。

虚拟磁带库技术兴起

虚拟磁带库(Virtual Tape Library,VTL)外表是磁带,实质是磁盘。它利用仿真SCSI指令的方式,将磁盘仿真成磁带设备,从而在不改变原有磁带备份架构的前提下,以磁盘取代磁带,达到缩短备份窗口,提高备份效率,缩短还原时间的目的。在磁盘到磁带备份的过程中,虚拟磁带库起到了一个极大的缓冲作用,对于离线备份起了十分重要的作用。

如图1所示,这是由VTL与真实磁带构成的三层式的备份架构,也就是所谓的磁盘到磁盘到磁带(D2D2T)的备份方式。最前端是在线应用服务器的高性能磁盘,最末端是真实磁带设备,而采用中低价位SATA磁盘的虚拟磁带库则介于两者之间。虚拟磁带库的基础是磁盘阵列,因此可利用磁盘的随机读写特性,有效提高还原性能。虚拟磁带库适用于保存还原效率较高的近期生产数据,也就是作为后端真实磁带库的缓冲(Buffer),以便缩短备份窗口。所有备份数据先写入速度较快的虚拟磁带库,然后再于其他时间转存到真实磁带上。磁带属于抽取式媒体,易于扩充容量(只需购买新的磁带),单位成本低,适用于数据的长期保存。虚拟磁带库与磁带库相互配合,就可同时满足效率与成本的需求。

随着虚拟磁带库的发展,在虚拟磁带库的基本功能基础上,虚拟磁带库厂商又开发了相关的软件,以扩大虚拟磁带库的应用范围。比如硬件压缩功能、重复数据删除功能、自动磁带缓冲功能、磁带加密功能、磁带销毁功能、无服务器磁带备份功能等,不仅在容量上为虚拟带库提供了更大的扩展空间,而且进一步优化了虚拟磁带库的性能,使得以虚拟磁带库为基础的容灾备份系统变得越来贴近用户的需求。

浪潮基于VTL的容灾方案

在虚拟磁带库提供的众多功能中,有一个是远程复制的功能。该功能将基于磁盘阵列复制的技术应用到虚拟磁带库中,并且利用了虚拟磁带库的特点,提高了系统容灾备份的效率。

如图2所示,浪潮将VTL1000虚拟磁带库用于容灾解决方案中。数据生产中心将数据备份到VTL1000上。在远程的容灾中心部署同样的VTL1000,并在生产端和容灾端分别安装VTL1000远程数据复制软件,数据通过远程复制软件将要备份的数据传输到远端的容灾中心。远端的容灾中心接收到运送来的数据后,根据预先选择的策略,部分或者全部将数据转移到磁带库上,用于长期备份,从而实现了容灾的目的。

浪潮VTL1000虚拟磁带库容灾解决方案提供了容灾级别中最基本的数据级容灾。随着人们对虚拟磁带库研究的逐步深入,更高级别的容灾也许会出现在虚拟磁带库平台上。如果真是那样,虚拟磁带库在容灾方案中的价值也会越来越大,其市场前景会更广阔。

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