系統(tǒng)容災(zāi)備份技術(shù)介紹

系統(tǒng)容災(zāi)備份介紹災(zāi)備介紹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》GB/T20988—2007災(zāi)備類別根據(jù)恢復(fù)的目標(biāo)與需要的成本投入，災(zāi)備可以分為三個等級：數(shù)據(jù)級、應(yīng)用級、業(yè)務(wù)級災(zāi)備，根據(jù)關(guān)系業(yè)務(wù)恢復(fù)等級逐步提高，而需要的投資費(fèi)用也相應(yīng)增長。數(shù)據(jù)級災(zāi)備數(shù)據(jù)級災(zāi)備指將主站點(diǎn)的數(shù)據(jù)復(fù)制到從站點(diǎn)，當(dāng)主站點(diǎn)出現(xiàn)故障時，僅能實(shí)現(xiàn)存儲系統(tǒng)的接管或是數(shù)據(jù)的恢復(fù)。從站點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以是本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)的完全復(fù)制，也可以比生產(chǎn)數(shù)據(jù)略微落后，而差異的數(shù)據(jù)可以通過一些工具（如操作記錄、日志等）手工補(bǔ)回。數(shù)據(jù)級災(zāi)備強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)，是所有災(zāi)備工作的基礎(chǔ)。其包括數(shù)據(jù)的復(fù)制、備份、恢復(fù)等?；跀?shù)據(jù)容災(zāi)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)恢復(fù)的速度較慢，通常情況下RTO超過24小時，但是這種級別的容災(zāi)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本較低。較低級的數(shù)據(jù)級災(zāi)備可通過將需要備份的數(shù)據(jù)用人工方式保存到異地來實(shí)現(xiàn)，比如將備份的磁帶/硬盤定時運(yùn)送到異地保存。較高級的數(shù)據(jù)災(zāi)備方案則依靠基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)復(fù)制工具，實(shí)現(xiàn)主站點(diǎn)和災(zāi)備中心之間的異步/同步的數(shù)據(jù)傳輸，比如采用基于磁盤陣列的數(shù)據(jù)復(fù)制功能（基于數(shù)據(jù)庫的復(fù)制方式可分為實(shí)時復(fù)制、定時復(fù)制和存儲轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)制）。應(yīng)用級災(zāi)備應(yīng)用級災(zāi)備在數(shù)據(jù)級容災(zāi)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)應(yīng)用可用性，確保業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。要求容災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用不能改變原有業(yè)務(wù)處理邏輯，是對主站點(diǎn)系統(tǒng)的基本復(fù)制。因此，從站點(diǎn)需要建立起一套和主站點(diǎn)生產(chǎn)相當(dāng)?shù)膫浞莪h(huán)境，包括主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、IP等資源均有配套，當(dāng)主站點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時，從站點(diǎn)系統(tǒng)可以提供完全可用的生產(chǎn)環(huán)境。應(yīng)用級災(zāi)備強(qiáng)調(diào)應(yīng)用的具體功能接管，是在數(shù)據(jù)級災(zāi)備的基礎(chǔ)上把應(yīng)用處理能力再復(fù)制一份，即在異地災(zāi)備中心構(gòu)建一套相同或相似的支撐系統(tǒng)，提供比數(shù)據(jù)級災(zāi)備更高級別的業(yè)務(wù)恢復(fù)能力。其RTO通常在12個小時以內(nèi)，技術(shù)復(fù)雜度較高，運(yùn)行維護(hù)的成本也比較高。應(yīng)用級災(zāi)備需要具備提供應(yīng)用接管的能力，即在主站點(diǎn)發(fā)生故障的情況下，能夠在災(zāi)備中心接管應(yīng)用，從而盡量減少系統(tǒng)停機(jī)時間，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性。業(yè)務(wù)級災(zāi)備業(yè)務(wù)級災(zāi)備是最高級別的災(zāi)備建設(shè)，業(yè)務(wù)級災(zāi)備則是在數(shù)據(jù)級災(zāi)備、應(yīng)用級災(zāi)備基礎(chǔ)上，還考慮到IT系統(tǒng)之外的業(yè)務(wù)因素，包括備用辦公場所、辦公人員等，而且業(yè)務(wù)級災(zāi)備通常對支持業(yè)務(wù)的IT系統(tǒng)會有更高的要求（RTO在分鐘級）。業(yè)務(wù)級災(zāi)備的業(yè)務(wù)恢復(fù)過程自動化程度高，RTO可以做到30分鐘以內(nèi)。但實(shí)施難度大、運(yùn)行維護(hù)成本高，需要在應(yīng)用層對系統(tǒng)進(jìn)行改造，比較適合流程固定的簡單業(yè)務(wù)系統(tǒng)。災(zāi)備技術(shù)指標(biāo)災(zāi)備核心指標(biāo)是恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)RPO和恢復(fù)及時性RTO，其他技術(shù)指標(biāo)有：恢復(fù)完整性目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時間、切換時間、資源利用率、業(yè)務(wù)連續(xù)性等?；謴?fù)點(diǎn)目標(biāo)RPO（RecoveryPointObjective）：以數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，衡量業(yè)務(wù)恢復(fù)過程數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。即數(shù)據(jù)恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)，主要指的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量?；謴?fù)及時性RTO（RecoveryTimeObjective）：以應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，衡量業(yè)務(wù)恢復(fù)正常所需時間。即恢復(fù)時間目標(biāo)，主要指的是所能容忍的業(yè)務(wù)停止服務(wù)的最長時間，也就是從災(zāi)難發(fā)生到業(yè)務(wù)系統(tǒng)恢復(fù)服務(wù)功能所需要的最短時間周期。主要工作內(nèi)容構(gòu)建一套高效、可靠的應(yīng)用級容災(zāi)備份體系，需綜合考量如下方面工作內(nèi)容：備份地點(diǎn)：基于業(yè)務(wù)需求和風(fēng)險評估，選擇地理上分散且具備高安全標(biāo)準(zhǔn)的備份地點(diǎn)。應(yīng)選擇遠(yuǎn)離自然災(zāi)害頻發(fā)、同時配備完善基礎(chǔ)設(shè)施（包括電力供應(yīng)、溫濕度控制及通信網(wǎng)絡(luò)物理安全防護(hù)等）的地點(diǎn)，可確保在任何情況下都能有效保護(hù)數(shù)據(jù)完整性和業(yè)務(wù)可用性。傳輸網(wǎng)絡(luò)：采用光纖直連、傳輸鏈路加密等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建主站點(diǎn)與備份站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通道，確保數(shù)據(jù)同步的安全性、實(shí)時性與完整性，在極端條件下保障業(yè)務(wù)正常運(yùn)作。應(yīng)急響應(yīng)流程：制定詳盡的災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃，涵蓋從數(shù)據(jù)恢復(fù)、應(yīng)用重啟、業(yè)務(wù)恢復(fù)的每一個環(huán)節(jié)。明確各團(tuán)隊(duì)的責(zé)任分工，設(shè)定恢復(fù)時間目標(biāo)（RTO）和恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)（RPO），確保所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程能在預(yù)定時間內(nèi)恢復(fù)正常。實(shí)戰(zhàn)演練：模擬極端條件場景，組織災(zāi)難恢復(fù)演練，檢驗(yàn)預(yù)案實(shí)用性和團(tuán)隊(duì)協(xié)同能力。提升實(shí)戰(zhàn)操作熟練度，并在演練中發(fā)現(xiàn)潛在問題，及時調(diào)整優(yōu)化災(zāi)備策略。優(yōu)化與動態(tài)調(diào)整：檢查容災(zāi)備份系統(tǒng)效能，包括數(shù)據(jù)完整性、網(wǎng)絡(luò)延遲、資源利用率等指標(biāo)。并結(jié)合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)變化和技術(shù)進(jìn)步情況，適時調(diào)整容災(zāi)備份策略，確保其始終貼合當(dāng)前業(yè)務(wù)需求。系統(tǒng)災(zāi)備方式序號名稱描述優(yōu)缺點(diǎn)1冷備在系統(tǒng)停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行的備份，通常是在非工作時間執(zhí)行。備份的數(shù)據(jù)是靜止的，不包含正在運(yùn)行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或事務(wù)。優(yōu)點(diǎn)：備份操作不會干擾生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行，數(shù)據(jù)一致性較好。缺點(diǎn)：恢復(fù)時間較長，因?yàn)樾枰匦掳惭b系統(tǒng)和應(yīng)用程序，然后恢復(fù)數(shù)據(jù)。2熱備在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行的備份，備份的數(shù)據(jù)包括實(shí)時數(shù)據(jù)和事務(wù)日志，可以在不停機(jī)的情況下進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：不會中斷業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)實(shí)時性高。缺點(diǎn)：技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本較高；如果數(shù)據(jù)量大，備份速度較慢。3溫備介于冷備和熱備之間，系統(tǒng)部分運(yùn)行，部分?jǐn)?shù)據(jù)可以實(shí)時備份，其他數(shù)據(jù)則在停機(jī)時備份。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)合了冷備和熱備的優(yōu)點(diǎn)，既保證了一定的實(shí)時性，又減少了停機(jī)時間。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和成本高于冷備，低于熱備。4快照備份快照備份是在某一時刻對數(shù)據(jù)的完整復(fù)制，通常由存儲系統(tǒng)自動完成，不占用生產(chǎn)系統(tǒng)資源。優(yōu)點(diǎn)：對生產(chǎn)系統(tǒng)影響小，可以快速恢復(fù)到某個時間點(diǎn)的狀態(tài)。缺點(diǎn)：快照空間有限，不能長期保存大量快照；數(shù)據(jù)恢復(fù)時需要額外步驟。5增量備份只備份自上次備份以來更改的數(shù)據(jù)，可以是增量熱備或增量冷備。優(yōu)點(diǎn)：備份速度快，占用存儲空間少。缺點(diǎn)：恢復(fù)時需要多個備份集，恢復(fù)過程較復(fù)雜。6差異備份差異備份記錄自上次完全備份以來所有更改的數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：相比增量備份，恢復(fù)過程更簡單，只需要兩個備份集。缺點(diǎn)：隨著更改數(shù)據(jù)的累積，差異備份的大小會逐漸增大。7遠(yuǎn)程復(fù)制實(shí)時或定期將數(shù)據(jù)從主站點(diǎn)復(fù)制到遠(yuǎn)程站點(diǎn)，可以是同步或異步復(fù)制優(yōu)點(diǎn)：提供數(shù)據(jù)的實(shí)時或接近實(shí)時的副本，快速恢復(fù)。缺點(diǎn)：成本較高，對網(wǎng)絡(luò)帶寬有較高要求。主要應(yīng)用場景技術(shù)內(nèi)容 容災(zāi)是指在極端條件下，保證信息系統(tǒng)能正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性；備份是指為了應(yīng)對災(zāi)難來臨時造成的數(shù)據(jù)丟失問題，保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性。系統(tǒng)應(yīng)用級容災(zāi)備份是一種高級別的容災(zāi)備份策略，它的核心目標(biāo)是在極端條件下，能夠快速恢復(fù)關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用，以確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。其不僅是備份數(shù)據(jù)，還涉及到應(yīng)用程序狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫事務(wù)、會話管理以及網(wǎng)絡(luò)連接的連續(xù)性問題。主要涉及的技術(shù)內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)同步與復(fù)制：實(shí)時復(fù)制數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程站點(diǎn)，確保主站點(diǎn)與容災(zāi)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致。應(yīng)用狀態(tài)和會話管理：為了在切換到容災(zāi)站點(diǎn)時保持應(yīng)用的連貫性，需要復(fù)制應(yīng)用狀態(tài)和用戶會話信息。涉及到分布式緩存、會話復(fù)制或應(yīng)用層的狀態(tài)同步。故障檢測與切換：監(jiān)控系統(tǒng)健康狀況，一旦檢測到主站點(diǎn)故障，自動或手動觸發(fā)容災(zāi)切換流程，將流量導(dǎo)向容災(zāi)站點(diǎn)。切換流程包括DNS重定向、負(fù)載均衡器配置更新、網(wǎng)絡(luò)路由調(diào)整等。負(fù)載均衡與資源分配：將請求均勻分布到多個活動節(jié)點(diǎn)，確保資源的有效利用和高可用性。容災(zāi)切換后，負(fù)載均衡器需要重新配置，以指向容災(zāi)站點(diǎn)的資源。網(wǎng)絡(luò)連接與配置：容災(zāi)站點(diǎn)需要有獨(dú)立且穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，確保在主站點(diǎn)不可用時仍能提供服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)配置需要支持快速切換，例如使用BGP（邊界網(wǎng)