網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及其備份及容災(zāi)

1、l 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理日常業(yè)務(wù)，從最早的服務(wù)器 /客戶機(jī)（Server/Clinet）模式，到今天的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算（Network Computing）環(huán)境，今后的移動(dòng)計(jì)算（Pervasive Computing）環(huán)境，對(duì)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求不再受時(shí)間和空間的限制。 。隨著計(jì)算機(jī)的能力不斷提高，數(shù)據(jù)量也在不斷膨脹。一切的發(fā)展似乎已經(jīng)陷入了一個(gè)可怕的循環(huán)：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)膨脹膨脹提高計(jì)算機(jī)性能提高計(jì)算機(jī)性能導(dǎo)致新一輪的數(shù)據(jù)膨脹導(dǎo)致新一輪的數(shù)據(jù)膨脹引來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、利用、分析和管理都非常地復(fù)引來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、利用、分析和管理都非常地復(fù)雜雜l 和目前的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)有SAN、NAS和iSCSI。 u

2、SAN uNAS uiSCSISAN主要是基于光纖通道的、面向數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)，可以看成是傳統(tǒng)總線的擴(kuò)展。NAS是在TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上提供文件的存取服務(wù)。iSCSI則是前面兩種技術(shù)在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的融合，通過(guò)把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP/IP包中，以便在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上傳送uDAS特別適合于對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高、服務(wù)器的數(shù)量很少的中小型局域網(wǎng)，其主要的優(yōu)點(diǎn)在于存儲(chǔ)容量擴(kuò)展的實(shí)施非常簡(jiǎn)單，投入的成本少而見(jiàn)效快。 u具體地講，DAS問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：（1）容易形成服務(wù)器到存儲(chǔ)設(shè)備的瓶頸。 （2）影響數(shù)據(jù)的可用性。 （3）存儲(chǔ)設(shè)備分散，不便于管理監(jiān)控。 （4）容易造成存儲(chǔ)空間浪費(fèi)。

3、（5）對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份時(shí)將會(huì)極大地占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬。 l NAS網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，即將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上，提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。NAS服務(wù)器一般由存儲(chǔ)硬件、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。它基于TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)文文件級(jí)數(shù)據(jù)件級(jí)數(shù)據(jù)的存取服務(wù)。 NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，可以無(wú)需服務(wù)器直接上網(wǎng)，不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的、專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議，因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡(jiǎn)單。 l 主要面向高效的文件共享任務(wù)，適用于那些需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大大容量文件數(shù)據(jù)容量文件數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合。l 以IBM為代表的業(yè)界各大

4、存儲(chǔ)廠商紛紛推出NAS解決方案 NAS產(chǎn)品是真正即插即用產(chǎn)品是真正即插即用的產(chǎn)品，內(nèi)置專門用于數(shù)據(jù)的產(chǎn)品，內(nèi)置專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以直接掛接到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以直接掛接到網(wǎng)絡(luò)上。上。 用戶可根據(jù)需要來(lái)確定用戶可根據(jù)需要來(lái)確定NAS的物理位置，一般將的物理位置，一般將其放置在訪問(wèn)頻率最高的其放置在訪問(wèn)頻率最高的地方，以進(jìn)一步縮短用戶地方，以進(jìn)一步縮短用戶的訪問(wèn)時(shí)間并提高網(wǎng)絡(luò)吞的訪問(wèn)時(shí)間并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。吐量。 客戶不需安裝任何額外軟客戶不需安裝任何額外軟件，件，NAS服務(wù)器的設(shè)置、服務(wù)器的設(shè)置、升級(jí)及管理均可通過(guò)升級(jí)及管理均可通過(guò)Web瀏覽器遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。

5、瀏覽器遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。NAS服服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)直連，當(dāng)增加務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)直連，當(dāng)增加或移去或移去NAS設(shè)備時(shí)不會(huì)中設(shè)備時(shí)不會(huì)中斷網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。斷網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。無(wú)需應(yīng)用服務(wù)器的無(wú)需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù)，干預(yù)，NAS設(shè)備允許設(shè)備允許用戶在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)用戶在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù)；這樣既可減小據(jù)；這樣既可減小CPU的開銷，也能顯的開銷，也能顯著改善網(wǎng)絡(luò)的性能。著改善網(wǎng)絡(luò)的性能。NAS獨(dú)立于操作系統(tǒng)平獨(dú)立于操作系統(tǒng)平臺(tái)，可以支持臺(tái)，可以支持Windows、UNIX、Mac、Linux和和Netware等不同操作系等不同操作系統(tǒng)。統(tǒng)。 采用磁盤陣列技術(shù)，采用磁盤陣列技術(shù)，NAS可保證硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)可保證硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全與完整。的

6、安全與完整。 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)，即使相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器不再工使相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器不再工作了，仍然可以讀取數(shù)據(jù)。作了，仍然可以讀取數(shù)據(jù)。 采用嵌入式操作系統(tǒng)，采用嵌入式操作系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性。具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性。 網(wǎng)絡(luò)管理員可方便地設(shè)網(wǎng)絡(luò)管理員可方便地設(shè)置用戶或用戶組對(duì)置用戶或用戶組對(duì)NAS服務(wù)服務(wù)器的訪問(wèn)權(quán)限。器的訪問(wèn)權(quán)限。NAS是精簡(jiǎn)型服務(wù)器，在是精簡(jiǎn)型服務(wù)器，在硬件架構(gòu)上只需硬件架構(gòu)上只需CUP、內(nèi)、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡和主機(jī)板存、硬盤、網(wǎng)卡和主機(jī)板等。在軟件方面，操作系等。在軟件方面，操作系統(tǒng)也是精簡(jiǎn)型系統(tǒng)，有些統(tǒng)也是精簡(jiǎn)型系統(tǒng)，有些甚至是免費(fèi)的甚至是免費(fèi)的

7、Linux。l NAS的缺點(diǎn) 在擁有以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí) ，有些致命的弱點(diǎn)： 1）只適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；蛘咻^低數(shù)據(jù)流量較低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份。因?yàn)镹AS仍使用應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備份和恢復(fù)，LAN除了處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份的存儲(chǔ)磁盤請(qǐng)求。 2）投資成本較高（后期擴(kuò)容成本高）而可靠度不高， 一般文件服務(wù)器沒(méi)有高可用配置，存在單點(diǎn)故障存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù) -什么是什么是SAN ? l SAN是英文Storage Area Network的縮寫，通常譯為“存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)”，它是一種在服務(wù)器和外部存儲(chǔ)資源或獨(dú)立的存儲(chǔ)資源之間實(shí)現(xiàn)高速可靠訪問(wèn)的專用網(wǎng)絡(luò)專用網(wǎng)絡(luò)。 SA

8、N 采用可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備不隸屬于任何一臺(tái)服務(wù)器，所有的存儲(chǔ)設(shè)備都可以在全部的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間作為對(duì)等資源共享對(duì)等資源共享。 Server （服務(wù)器） Storage（存儲(chǔ)設(shè)備） SAN fabric（連接設(shè)備） Software（管理軟件） Service（服務(wù)） l 1)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享： 由于存儲(chǔ)設(shè)備的中心化，大量的文 件服務(wù)器可以低成本的存取和共享信息，而同時(shí)也不會(huì)使系統(tǒng)性能有明顯的下降；l 2)存儲(chǔ)共享存儲(chǔ)共享： 兩個(gè)或多個(gè)服務(wù)器可以共享一個(gè)存儲(chǔ)單元，這個(gè)存儲(chǔ)單元在邏輯上可以被分成多個(gè)部分，而每個(gè)部分又連接在特定的服務(wù)器上；l 3)數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)備份：

9、 使用SAN，數(shù)據(jù)備份操作可以獨(dú)立于原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)異構(gòu)平臺(tái)服務(wù)器和多數(shù)據(jù)形式進(jìn)行集中備份，從而能夠提高操作的性能和管理的集中；l 4)災(zāi)難恢復(fù)災(zāi)難恢復(fù)： 使用SAN，可以采用多種手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份，而且這種備份是熱備份形式，也就是說(shuō)，一旦數(shù)據(jù)出錯(cuò)，立即可以獲得該數(shù)據(jù)的鏡像內(nèi)容。 l 在Internet協(xié)議（IP）統(tǒng)治著局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的今天，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要也在日益增長(zhǎng)。這兩股力量似乎不可避免地要匯聚在一點(diǎn)。Internet小型機(jī)系統(tǒng)接口小型機(jī)系統(tǒng)接口（iSCSI）協(xié)議整合了存儲(chǔ)和IP網(wǎng)絡(luò)，使通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)完成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊的傳輸成為現(xiàn)實(shí)。它建立在兩個(gè)已被廣泛應(yīng)用的技術(shù)之上 -為存儲(chǔ)而建立的SCSI

10、命令和為網(wǎng)絡(luò)化而建立的IP協(xié)議。l iSCSI是一種端到端的協(xié)議，用于在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸存網(wǎng)絡(luò)中傳輸存儲(chǔ)儲(chǔ)I/O數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊。該協(xié)議被使用于服務(wù)器（initiator）、存儲(chǔ)設(shè)備（target）和協(xié)議傳輸網(wǎng)關(guān)設(shè)備。ISCSI使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)交換機(jī)和路由器，將數(shù)據(jù)從服務(wù)器轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)設(shè)備。它還使得IP和以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以被用于對(duì)SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展訪問(wèn)，跨過(guò)任意距離完成對(duì)SAN的擴(kuò)展接入。l iSCSI協(xié)議定義了在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送、接收block（數(shù)據(jù)塊）級(jí)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)則和方法。發(fā)送端將SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP/IP包中再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，接收端收到TCP/IP包之后，將其還原為SCSI命令

11、和數(shù)據(jù)并執(zhí)行，完成之后將返回的SCSI命令和數(shù)據(jù)再封裝到TCP/IP包中再傳送回發(fā)送端。而整個(gè)過(guò)程在用戶看來(lái)，使用遠(yuǎn)端的存儲(chǔ)設(shè)備就象訪問(wèn)本地的SCSI設(shè)備一樣簡(jiǎn)單。支持iSCSI技術(shù)的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備能夠直接連接到現(xiàn)有的IP交換機(jī)和路由器上， iSCSI產(chǎn)品從功能上可以分為3個(gè)類別： 起始端產(chǎn)品、連接件產(chǎn)品和目標(biāo)端產(chǎn)品起始端產(chǎn)品、連接件產(chǎn)品和目標(biāo)端產(chǎn)品 ISCSI 技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)l優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì) 1)連接距離更長(zhǎng)，突破FC SAN目前10公里的局限 2)利用現(xiàn)有的TCP/IP基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)構(gòu)筑SAN，網(wǎng)絡(luò)部署成本相對(duì)較低 3)相對(duì)其他大多數(shù)協(xié)議而言：帶寬高，功能強(qiáng)（特特別是遠(yuǎn)程復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)別

12、是遠(yuǎn)程復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)），可用性強(qiáng) 不足不足 1)與其他存儲(chǔ)協(xié)議兼容性不好,例如FC SAN 融合不能解決 2)從廣域網(wǎng)角度說(shuō),速度仍不理想 3) 相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品正處于發(fā)展階段,用戶可以選擇的余地較小 DAS、NAS、SAN與與ISCSI的性能特的性能特點(diǎn)比較點(diǎn)比較中小型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)選擇中小型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)選擇l1. 與現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的兼容性與現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的兼容性 l2. 存儲(chǔ)系統(tǒng)未來(lái)升級(jí)和擴(kuò)展存儲(chǔ)系統(tǒng)未來(lái)升級(jí)和擴(kuò)展 l3. 選用選用DAS的場(chǎng)合的場(chǎng)合 l4. 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)首選網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)首選NAS l5. 慎選慎選SAN和和iSCSI（適合于中大型企業(yè)）（適合于中大型企業(yè)）相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù)lRAID技術(shù)l

13、HSM分層存儲(chǔ)管理lILM 信息生命周期l存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)l統(tǒng)一存儲(chǔ)網(wǎng) lInfiniBand 接口技術(shù)lIP SAN （iSCSI、FCIP、iFCP）l 備份的三個(gè)層次l 硬件級(jí)備份l 軟件級(jí)備份l 人工級(jí)備份l 硬件級(jí)的備份是指用冗余的硬件冗余的硬件來(lái)保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。比如磁盤鏡像，雙機(jī)容錯(cuò)等方式。如果主硬件損壞，后備硬件馬上能夠接替其工作，這種方式可以有效地防止硬件故障，但無(wú)法防止數(shù)據(jù)的邏輯損壞。l 當(dāng)邏輯損壞發(fā)生時(shí)，硬件備份只會(huì)將錯(cuò)誤復(fù)制一遍，無(wú)法真正保護(hù)數(shù)據(jù)。硬件備份的作用實(shí)際上是保證系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能夠連續(xù)運(yùn)行，更應(yīng)稱為硬件容錯(cuò)。 l 軟件級(jí)的備份是指將系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存到其他介質(zhì)上，

14、當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)可以將系統(tǒng)恢復(fù)到備份時(shí)的狀態(tài)。由于這種備份是由軟件來(lái)完成的，所以稱為軟件備份。當(dāng)然，用這種方法備份和恢復(fù)都要花費(fèi)一定時(shí)間。但這種方法可以完全防止邏輯損防止邏輯損壞壞，因?yàn)閭浞萁橘|(zhì)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是分開的，錯(cuò)誤不會(huì)復(fù)寫到介質(zhì)上。這就意味著，只要保存足夠長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)，就能夠恢復(fù)正確的數(shù)據(jù)。 l 人工級(jí)的備份最為原始，也最簡(jiǎn)單和有效。但如果要用手工方式從頭恢復(fù)所有數(shù)據(jù)，耗費(fèi)的時(shí)間恐怕會(huì)令人難以忍受。 l磁盤鏡像磁盤鏡像(Mirroring)：可以防止單個(gè)硬盤的物理?yè)p壞,但無(wú)法防止邏輯損壞。（硬件級(jí)）l磁盤陣列磁盤陣列(Disk Array)：磁盤陣列一般采用RAID5技術(shù)，可以防止多個(gè)硬

15、盤的物理?yè)p壞，但無(wú)法防止邏輯損壞。（硬件級(jí)）l雙機(jī)容錯(cuò)雙機(jī)容錯(cuò)：SFTIII、Standby、Cluster都屬于雙機(jī)容錯(cuò)的范疇。雙機(jī)容錯(cuò)可以防止單臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理?yè)p壞，但無(wú)法防止邏輯損壞。（硬件級(jí)）l數(shù)據(jù)拷貝數(shù)據(jù)拷貝：可以防止系統(tǒng)的物理?yè)p壞，可以在一定程度上防止邏輯損壞。（軟件級(jí)）l 理想的備份系統(tǒng)是全方位、多層次的。首先，要使用硬件備份來(lái)防止硬件故障。如果由于軟件故障或人為誤操作造成了數(shù)據(jù)的邏輯損壞，則使用軟件方式和手工方式結(jié)合的方法恢復(fù)系統(tǒng)。這種結(jié)合方式構(gòu)成了對(duì)系統(tǒng)的多級(jí)防護(hù)，不僅能夠有效地防止物理?yè)p壞，還能夠徹底防止邏輯損壞。 l 系統(tǒng)備份與普通數(shù)據(jù)備份的不同在于，它不僅備份系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)

16、，還備份系統(tǒng)中安裝的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、用戶設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)等信息，以便迅速恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)。 l 與系統(tǒng)備份對(duì)應(yīng)的概念是災(zāi)難恢復(fù)災(zāi)難恢復(fù)。災(zāi)難恢復(fù)同普通數(shù)據(jù)恢復(fù)的最大區(qū)別在于，在整個(gè)系統(tǒng)都失效時(shí)，用災(zāi)難恢復(fù)措施能夠迅速恢復(fù)系統(tǒng)。而普通數(shù)據(jù)恢復(fù)則不行，如果系統(tǒng)也發(fā)生了失效，在開始數(shù)據(jù)恢復(fù)之前，必須重新裝入系統(tǒng)。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)恢復(fù)只能處理狹義的數(shù)據(jù)失效，而災(zāi)難恢復(fù)則可以處理廣義的數(shù)據(jù)失效。 lVs 拷貝備份不等于單純的拷貝，因?yàn)橄到y(tǒng)的重要信息無(wú)法用拷貝的方式備份下來(lái)，而且管理也是備份的重要組成部分。 lVs 硬件備份對(duì)于那些由于人為錯(cuò)誤或故意破壞而引起的數(shù)據(jù)丟失，硬件備份無(wú)能為力。 lVs 數(shù)據(jù)文件

17、備份除數(shù)據(jù)文件備份外，還需備份系統(tǒng)文件與應(yīng)用程序。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，系統(tǒng)和應(yīng)用程序安裝和配置相對(duì)較復(fù)雜。因此，最有效的方法是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行備份。 lLAN-Based備份方式 lLAN-Free備份方式lServer-Free備份方式 lLAN-Based備份，在該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的。其中配置一臺(tái)服務(wù)器作為備份服務(wù)器，由它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的備份操作。磁帶庫(kù)則接在某臺(tái)服務(wù)器上，在數(shù)據(jù)備份時(shí)備份對(duì)象把數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱艓?kù)中實(shí)現(xiàn)備份的。LAN-Based備份結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省投資、磁帶庫(kù)共享、集中備份管理；它的缺點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力大。Network Backup TodayDiskSto

18、rageDiskStorageDiskStorageTapeNetworkServerBackupServerNetworkServerNetworkServerLANClientClientClient l 由于數(shù)據(jù)通過(guò)LAN傳播，當(dāng)需要備份的數(shù)據(jù)量較大，備份時(shí)間窗口緊張時(shí)，網(wǎng)絡(luò)容易發(fā)生堵塞。在SAN環(huán)境下，可采用存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的LAN-Free備份，需要備份的服務(wù)器通過(guò)SAN連接到磁帶機(jī)上，在LAN-Free備份客戶端軟件的觸發(fā)下，讀取需要備份的數(shù)據(jù)，通過(guò)SAN備份到共享的磁帶機(jī)。 這種獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)不僅可以使使 LAN 流量得以轉(zhuǎn)移流量得以轉(zhuǎn)移，而且它的運(yùn)轉(zhuǎn)所需的 CPU 資源低于資源低于 LAN

19、方式，這是因?yàn)楣饫w通道連接不需要經(jīng)過(guò)服務(wù)器的 TCP/IP 棧，而且某些層的錯(cuò)誤檢查可以由光纖通道內(nèi)部的硬件完成。在許多解決方案中需要一臺(tái)主機(jī)來(lái)管理共享的存儲(chǔ)設(shè)備以及用于查找和恢復(fù)數(shù)據(jù)的備份數(shù)據(jù)庫(kù)。 l 有別于傳統(tǒng)通過(guò)LAN鏈路的備份方式,這樣可以不占用不占用以太網(wǎng)絡(luò)的帶寬以太網(wǎng)絡(luò)的帶寬.LAN-Free BackupSANNetworkServer (backup node)NetworkServerNetworkServerLANClientTapeClientClientDiskStorage l 首先，它仍舊讓服務(wù)器參與了將備份數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的過(guò)程，在一定程度上

20、占用了寶貴的CPU處理時(shí)間和服務(wù)器內(nèi)存。l 還有一個(gè)問(wèn)題是，LAN-free技術(shù)的恢復(fù)能力差強(qiáng)人意，它非常依賴用戶的應(yīng)用。許多產(chǎn)品并不支持文件級(jí)或目錄并不支持文件級(jí)或目錄級(jí)恢復(fù)級(jí)恢復(fù)，映像級(jí)恢復(fù)就變得較為常見(jiàn)。映像級(jí)恢復(fù)就是把整個(gè)映像從磁帶拷回到磁盤上，如果您需要快速恢復(fù)某一個(gè)文件，整個(gè)操作將變得非常麻煩。l 此外，不同廠商實(shí)施的LAN-free機(jī)制各不相同，這還會(huì)導(dǎo)致備份過(guò)程所需的系統(tǒng)之間出現(xiàn)兼容性兼容性問(wèn)題。 l 免服務(wù)器的備份和恢復(fù)是數(shù)據(jù)直接在存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸，備份過(guò)程能夠在SAN內(nèi)部完成，無(wú)需服務(wù)器干預(yù)，從而提高了備份和恢復(fù)速度，縮短了應(yīng)用主機(jī)的CPU周期，釋放出的寶貴的CPU周期可用

21、來(lái)提高操作的效率并增加工作量。這種方式是在LAN-free的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)，克服克服了了LAN-free備份需要服務(wù)器參與的問(wèn)題備份需要服務(wù)器參與的問(wèn)題，從而全面釋放網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器資源。Serverless BackupDiskStorageSANBackupServerNetworkServerNetworkServerLANClientTapeClientClient l 無(wú)服務(wù)器備份與LAN-free備份有著諸多相似的優(yōu)點(diǎn)。如果是無(wú)服務(wù)器備份，源設(shè)備、目的設(shè)備以及SAN設(shè)備是數(shù)據(jù)通道的主要部件。雖然服務(wù)器仍參與備份過(guò)程，但負(fù)負(fù)擔(dān)大大減輕擔(dān)大大減輕，因?yàn)樗淖饔没旧项愃平痪?，只用于指揮

22、，不用于裝載和運(yùn)輸，不是主要的備份數(shù)據(jù)通道。 l 無(wú)服務(wù)器備份技術(shù)具有縮短備份及恢復(fù)所用時(shí)間縮短備份及恢復(fù)所用時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閭浞葸^(guò)程在專用高速存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，而且決定吞吐量的是存儲(chǔ)設(shè)備的速度，而不是服務(wù)器的處理能力，所以系統(tǒng)性能將大為提升。此外，如果采用無(wú)服務(wù)器備份技術(shù)，數(shù)據(jù)可以數(shù)據(jù)流的形式傳輸給多個(gè)磁帶庫(kù)或磁盤陣列。 l 雖然服務(wù)器的負(fù)擔(dān)大為減輕，但仍需要備份應(yīng)用軟件（以及其主機(jī)服務(wù)器）來(lái)控制備份過(guò)程。元數(shù)據(jù)必須記錄在備份軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)上，這仍需要占用CPU資源。 l 與LAN-free一樣，無(wú)服務(wù)器備份可能會(huì)導(dǎo)致上面提到的同樣類型的兼容性問(wèn)題。而且，無(wú)服務(wù)器備份可能難度大、成本高。最后，如

23、果無(wú)服務(wù)器備份的應(yīng)用要更廣泛，恢復(fù)功能方面還有待更大改進(jìn)。 l 目前主流的備份軟件，如IBM Tivoli 、Veritas，均支持上述三種備份方案。三種方案中 LAN備份數(shù)據(jù)量最小，對(duì)服務(wù)器資源占用最多，成本最低； LAN free備份數(shù)據(jù)量大一些，對(duì)服務(wù)器資源占用小一些，成本高一些； SAN Server-free備份方案能夠在短時(shí)間備份大量數(shù)據(jù)，對(duì)服務(wù)器資源占用最少，但成本最高。中小客戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇。 l 災(zāi)難備份常用的技術(shù)有磁帶備份、磁盤鏡像和雙工、RAID技術(shù)、HotSpare技術(shù)、雙機(jī)熱備、服務(wù)器雙工、網(wǎng)絡(luò)冗余和遠(yuǎn)程磁盤鏡像等。針對(duì)災(zāi)難級(jí)的災(zāi)難備份技術(shù)，通常在多種常用技術(shù)應(yīng)用

24、疊加的基礎(chǔ)上，還需要實(shí)施遠(yuǎn)程備份技術(shù)。下面從技術(shù)的角度分析遠(yuǎn)程災(zāi)難備份的實(shí)現(xiàn)原理。l 鏡像是在兩個(gè)或多個(gè)磁盤或磁盤子系統(tǒng)上生成同一個(gè)數(shù)據(jù)同一個(gè)數(shù)據(jù) 的鏡像視圖鏡像視圖的信息存儲(chǔ)過(guò)程，一個(gè)叫主鏡像系統(tǒng)，另一個(gè)叫從鏡像系統(tǒng)。按主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)所處的位置可分為本地鏡像和遠(yuǎn)程鏡像。本地鏡像的主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)是處于同一個(gè)RAID陣列內(nèi)，而遠(yuǎn)程鏡像的主從鏡像存儲(chǔ)系統(tǒng)通常是分布在跨城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的不同節(jié)點(diǎn)上。l 遠(yuǎn)程鏡像又叫遠(yuǎn)程復(fù)制，是容災(zāi)備份的核心技術(shù)核心技術(shù)，同時(shí)也是保持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)同步和實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)的基礎(chǔ)。它利用物理位置上分離的存儲(chǔ)設(shè)備所具備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)連接功能，在遠(yuǎn)程維護(hù)一套數(shù)據(jù)鏡像，一旦災(zāi)難發(fā)生時(shí)，分布

25、在異地存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)備份并不會(huì)受到波及。遠(yuǎn)程鏡像按請(qǐng)求鏡像的主機(jī)是否需要遠(yuǎn)程鏡像站點(diǎn)的確認(rèn)信息，又可分為同步遠(yuǎn)程鏡像同步遠(yuǎn)程鏡像和異步遠(yuǎn)程鏡像。異步遠(yuǎn)程鏡像。將因?yàn)?zāi)難引發(fā)的數(shù)據(jù)損耗風(fēng)險(xiǎn)降低到最低（異步）甚至為零（同步） 一旦發(fā)生災(zāi)難，恢復(fù)進(jìn)程所耗費(fèi)的時(shí)間比較短。這是因?yàn)榻⑦h(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏡像，是不需要經(jīng)由代理服務(wù)器的，它可以支持異構(gòu)服務(wù)器和應(yīng)用程序。同步遠(yuǎn)程鏡像l 同步遠(yuǎn)程鏡像（同步復(fù)制技術(shù)）是指通過(guò)遠(yuǎn)程鏡像軟件，將本地?cái)?shù)據(jù)以完全同步完全同步的方式復(fù)制到異地，每一個(gè)本地的I/O事務(wù)均需等待遠(yuǎn)程復(fù)制的完成確認(rèn)信息，方予以釋放。同步鏡像使遠(yuǎn)程拷貝總能與本地機(jī)要求復(fù)制的內(nèi)容相匹配。當(dāng)主站點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，用戶

26、的應(yīng)用程序切換到備份的替代站點(diǎn)后，被鏡像的遠(yuǎn)程副本可以保證業(yè)務(wù)繼續(xù)執(zhí)行而沒(méi)有數(shù)據(jù)的丟失。異步遠(yuǎn)程鏡像l 異步遠(yuǎn)程鏡像（異步復(fù)制技術(shù)）則由本地存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給請(qǐng)求鏡像主機(jī)的I/O操作完成確認(rèn)信息，保證在更新遠(yuǎn)程存儲(chǔ)視圖前完成向本地存儲(chǔ)系統(tǒng)輸出/輸入數(shù)據(jù)的基本操作。它采用了“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化（store-and-forward）”技術(shù)，所有的I/O操作是在后臺(tái)同步進(jìn)行的，這使得本地系統(tǒng)性能受到的影響很小，大大縮短了數(shù)據(jù)處理時(shí)的等待時(shí)間。異步遠(yuǎn)程鏡像具有“對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求小，傳輸距離長(zhǎng)（可達(dá)到1000公里以上）”的優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，由于許多遠(yuǎn)程的從鏡像系統(tǒng)“寫”操作是沒(méi)有得到確認(rèn)的，當(dāng)由于某種原因?qū)е聰?shù)據(jù)傳

27、輸失敗時(shí)，極有可能會(huì)破壞主從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性。 l 可以按照實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程備份功能的主體對(duì)象分為兩類，遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)和遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)。兩種技術(shù)都是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程盤機(jī)鏡像數(shù)據(jù)的同步異步拷貝。遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)是通過(guò)主機(jī)系統(tǒng)控制和完成數(shù)據(jù)的拷貝，遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)則是由盤機(jī)本身的控制軟件完成盤機(jī)之間的數(shù)據(jù)的同步/異步拷貝，完成的過(guò)程不需要主機(jī)參入。 l 遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)是實(shí)現(xiàn)盤機(jī)之間的直接鏡像，其控制過(guò)程直接由盤機(jī)控制軟件盤機(jī)控制軟件完成，主機(jī)不需參與控制遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)實(shí)現(xiàn)盤機(jī)鏡像有幾種方式，其中包括同步、異步、半同步和自適應(yīng)等不同方式。 l 對(duì)于盤機(jī)數(shù)據(jù)的每一個(gè)I/O的寫過(guò)程都經(jīng)過(guò)：主

28、機(jī)寫I/O一主端盤機(jī)寫數(shù)據(jù)、同時(shí)發(fā)送寫I/O于遠(yuǎn)端盤機(jī)+從端盤機(jī)完成寫I/O并發(fā)送寫完成信號(hào)+主端盤機(jī)收到從端盤機(jī)寫完成信號(hào)并發(fā)送寫I/O全部完成信號(hào)給主機(jī)。其中盤機(jī)寫過(guò)程不一定是真的寫完成，而是I/O到達(dá)盤機(jī)，盤機(jī)就發(fā)送寫完成，以此來(lái)提高整個(gè)寫的效率。 l 主機(jī)的一連串寫I/O到達(dá)主端盤機(jī)，主端盤機(jī)完成寫I/O后(很多實(shí)際處理中是收到寫I/O后即回復(fù)主機(jī)完成，實(shí)際需要寫I/O放到了高速緩存中，在有盤機(jī)控制部件完成卷的寫入，以此提高整個(gè)寫的效率)，即刻回復(fù)主機(jī)寫I/O完成。主盤機(jī)將接收的一系列寫I/O發(fā)給遠(yuǎn)端從盤機(jī)，從盤機(jī)在接收寫I/O后，完成數(shù)據(jù)卷的寫過(guò)程。對(duì)于主盤機(jī)到從盤機(jī)的I/O序列的序

29、號(hào)可能與主機(jī)發(fā)送的I/O序號(hào)不一致，但可以通過(guò)其它一些方法來(lái)重新排序，例如給每個(gè)I/O添加時(shí)間戳或序號(hào)。l 在遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)中，整個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制的過(guò)程都由主機(jī)控制主機(jī)控制完成，其磁盤鏡像軟件作為系統(tǒng)應(yīng)用軟件的一部分。在遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)中，其完成遠(yuǎn)程磁盤鏡像的過(guò)程從實(shí)現(xiàn)方式上也主要分為同步和異步兩種方式，還有同步異步自適應(yīng)方式。 l 應(yīng)用程序提出寫數(shù)據(jù)要求，并將數(shù)據(jù)提交磁盤鏡像控制軟件；l 磁盤鏡像控制軟件將數(shù)據(jù)寫到生產(chǎn)系統(tǒng)的磁盤；l 生產(chǎn)系統(tǒng)中的磁盤數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺浞莸拇疟P對(duì)每個(gè)在生產(chǎn)系統(tǒng)的寫操作都要將這個(gè)寫操作送到備份磁盤，備份機(jī)磁盤數(shù)據(jù)復(fù)制，備份磁盤復(fù)制生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)；l 將寫完操作信息返給生產(chǎn)磁盤；l

30、當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)收到備份系統(tǒng)傳回的已寫信息之后，生產(chǎn)機(jī)的磁盤鏡像控制軟件通知主機(jī)應(yīng)用程序該寫操作己完畢，在此之后生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用繼續(xù)執(zhí)行。l在主備機(jī)房之間數(shù)據(jù)鏈路帶寬成為瓶頸時(shí)，采用同步方式對(duì)主機(jī)房生產(chǎn)系統(tǒng)的性能影響很大；l數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，數(shù)據(jù)的一致性能得到完全保證。 l 用程序提出寫數(shù)據(jù)要求，將數(shù)據(jù)提交磁盤鏡像控制軟件；l 磁盤鏡像控制軟件將數(shù)據(jù)寫到生產(chǎn)系統(tǒng)的磁盤；l 生產(chǎn)系統(tǒng)的磁盤寫動(dòng)作完成，磁盤鏡像控制軟件通知主機(jī)應(yīng)用程序該寫操作已完畢，在此之后生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用繼續(xù)執(zhí)行；l 生產(chǎn)系統(tǒng)中的磁盤鏡像控制軟件將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺浞莸拇疟P，備份磁盤復(fù)制生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)：l 備份磁盤將寫完操作信息返給生產(chǎn)磁盤鏡像控制軟件。

31、l在主備機(jī)房之間數(shù)據(jù)鏈路帶寬成為瓶頸時(shí)，采用異步方式可以不影響主機(jī)房生產(chǎn)系統(tǒng)的性能；l數(shù)據(jù)將有可能丟失；l當(dāng)異步同步不能最終成功完成的情況下，數(shù)據(jù)的一致性無(wú)法得到保證。l 基于遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)不適合同步復(fù)制不適合同步復(fù)制需求，適用于異步數(shù)據(jù)復(fù)制的場(chǎng)合基于遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)軟件作為主機(jī)操作系統(tǒng)的一部分，是針對(duì)專用的平臺(tái)針對(duì)專用的平臺(tái)，不適用于所有的系統(tǒng)平臺(tái)。存儲(chǔ)系統(tǒng)供應(yīng)商提供的遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)是由存儲(chǔ)系統(tǒng)本身提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制功能，這種技術(shù)的好處是能提供更有效的更有效的I/O協(xié)議和獨(dú)立協(xié)議和獨(dú)立于平臺(tái)于平臺(tái)的特性，但實(shí)現(xiàn)的成本比基于主機(jī)技術(shù)要高得多 l 同時(shí)，基于遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于主機(jī)系統(tǒng)的控制，主備端的主機(jī)系統(tǒng)都要參入整個(gè)過(guò)程，其控控制的復(fù)雜度制的復(fù)雜度相對(duì)較大，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)管理和控制的難度較大與遠(yuǎn)程主機(jī)技術(shù)相比，遠(yuǎn)程磁盤鏡像技術(shù)是完全基于盤機(jī)，其數(shù)據(jù)的鏡像過(guò)程完全在主從端盤機(jī)之間完成，不需要主機(jī)的參入，其復(fù)雜度相對(duì)較小，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)管理和控制的難度也相對(duì)較小。l RPO（Recovery Point Objective）：即數(shù)據(jù)恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)，主要指的是業(yè)