HP：容灾架构技术分析

容灾系统理论分析
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容灾的等级(Share78)
Tier 7 – 业务系统可实现自动的系统接管 零数据丢失 或接近零数据丢失
最关键的应用
Tier 6 – 远程数据镜像, 保证数据的完整性和一 致性
存储设备
缺点 占用主机资源（10 － 30％) 主机写操作性能受距离影响较大 备份中心数据无法恢复回主中心 数据库误操作同时被复制
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4.存储硬件层实现物理数据复制
Backbone
LAN Switch LAN Switch
仲裁节点
LAN Switch LAN Switch
Store
生产卷
快照
将存储数据直接备份 且可直接备份快照，快速修复逻辑错误
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业务连续性——HA集群
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各层面的业务连续性方案
100 BaseT 传输中继 E1,ATM..
100 BaseT
Host
Host
数据库日志
Archive Log，逻辑日志
Host
Host
FC Switch
FC Switch
FC Switch
FC Switch
存储设备
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存储设备 备份数据中心
主数据中心
3.镜像软件实现物理数据复制
WAN
HP Server
HP Server
光纤直联/DWDM
HP Server
HP Server
FC Switch
FC Switch
Mirrordisk/UX或VVR
存储设备 优点 确保数据完整性，一致性 结构比较简单 对磁盘子系统透明 MirrorDisk/UX不占用局域网和 广域网资源
<10%
同构主机异构存储
阵列硬件数据 智能存储数据 数据块（4－8 复制功能（同 对应用透明 倍交易数据量） 复制 步／异步）
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高(I/O级)
对主机 无明显 同构主机同构存储 性能影响
数据备份方式比较
•传统的备份软件+带库方案
利用备份软件实现交易数据的定时备份
•先进的直备方案
数据块（4－8 对应用透明 倍交易数据量）
同构主机异构存储 同构主机异构存储 同构主机异构存储
只复制数据库数据;无 法实现备份数据的迅 速回切
支持同步方式 支持同步和异步方式 存储数据的可靠性和 数据访问性能有所限 制 两端都需要同一系列 存储
高(I/O级) 高(I/O级)
20%－30% <10%
高(I/O级)
Availability
metropolitan area
wide area
Wide-area Clustering Continental Clusters
Cluster Extension XP Metrocluster XP Continuous Access XP
p
AutoPath SecurePath Business XP来自百度文库Copy XP XP
Heartbeat LANs
. .
FC-SW#1 FC-SW#2 FC-SW#3 FC-SW#4
应用系统 自动切换
优点 数据复制、备份过程不占用主机资 源，保证大量数据的复制性能 可以根据应用要求设定同步或异步 数据复制，保证数据库的一致性，完 整性 连接、复制功能故障不影响主机应 用运行 备份中心数据可立即恢复回主中心 运行 操作、控制简单，可随时建立或停 止数据复制、备份功能 可灵活选择备份数据对象 缺点 数据误操作同样被复制 主备中心必须为同构存储设备
财务数据
电子邮件服务器 Web 内容 办公文档
个人的多媒体演示文档
3 个月的旧电子邮件
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如果有更经济的数据存储选择，为什么还要用最贵的呢？ 仅供惠普及惠普授权渠道合作伙伴内部使用
选择正确的技术...
上次 交易 数据丢失 — 恢复点目标 (RPO)
集群
镜像， 快照和系统 冗余
高 成本
Core SAN
Continentalclusters 洲际集群
CA
WAN
BC
Disk Array Disk Array Disk Array
Continuous Access synchronous
Continuous Access Extension asynchronous
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2.直备方案介绍
通过“直备”可以直接将业务数据快速备份到重删备份设备，实现快速本地备份恢复，也可防止业务的逻辑错误。 无需任何备份软件，操作直接简单。可以针对某应用进行备份，也可对应用透明直接备份底层。
DB 1 DB 2
OS Server Hardware
DB 3
VM
VM
VM
磁盘备份 和复制
分钟
磁盘备份 采用重复数据 删除 磁带备份
低 成本 小时
小时
5
5
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秒 分钟 正常运行时间——恢复时间目标（RTO）
“即时”
容灾的技术实现方式
效果
兼容性 复杂度 带宽
应用
DBMS 数据库管理系统
5. 基于应用 复制 4. 基于数据 库复制
裸设备/卷 设备I/O驱动程序 NFS,CIFS SCSI, FC SAN IP 磁盘阵列
直接将业务数据快速备份到重删备份设备，实现快速本地备份恢复无需任何 备份软件，操作直接简单
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1.传统的备份软件+带库方案
优点：
•支持广域网，不受距离限制 •针对各个应用进行各自的备份但操作复杂 缺点： •除硬件带库配置外，还需要额外配置专业的 备份软件，成本极高； •实施逻辑复杂，存在人为错误风险,需要部 署备份服务器，media服务器，代理等 •业务无法在备份中心迅速恢复 •备份中心的备份数据无法快速恢复回主中心 •备份一般以天为单位，无法保证VM上应用 的一致性，另外还会加重ESX主机负载
Vmware ESxi Server Hardware
FCHBA
REST API control
FCHBA
NIC
NIC
FC-SAN
存储
重删备份设备 每小时备份140TB容量 合成全备份——快照增量备份实现 AIRTEL 印度电信公司案例 重删压缩比高达>100：1 Catalyst 备份2.5PB数据只占用24TB
用
Tier 5 – 软件级的两地点, 两阶段提交(交易完整性)
当前CRM容灾系统
费
数分钟或数 小时的数据 丢失 接近24 小时 数据丢失 24-48 小时 数据丢失
Tier 4 – 批量/在线的数据库镜像或日志传输
重要的应用
Tier 3 -电子链接 ( Electronic Vaulting ) Tier 2 - PTAM + Hot Site Tier 1 - PTAM Days
实现远程数据复制的主要方式比较
•逻辑数据复制
利用中间件软件实现交易数据的远程备份 利用数据库系统本身实现数据库远程备份
•物理数据复制
利用系统软件, 通过光纤连接实现数据网络镜像 利用存储子系统实现硬件级数据远程复制
•虚拟存储技术复制
利用虚拟网关设备，如IBM SVC，EMC Vplex 在主机和存储设备之间远 程复制数据
备注
最大难点为交易处理 结果的一致性检查
Oracle 数据库日志（ 2 基于数据库日 低 ( 无 须 大 量 较低 ( 如损失 GoldenGate/Da － 4 倍交易数据 <10% 志复制 修改应用) 至少一个LOG) 量） taGuard
软件级数据复 制 Veritas Volume 数 据 块 （ 4 － 8 对应用透明 倍交易数据量） Rep 基 于 SAN 交 换 存储虚拟化网 的存储虚拟化， 数据块（4－8 对应用透明 关 实现数据分流 倍 交 易 数 据 量 ） 至多个存储 系统镜像软件
缓存
OS
文件系统
3. 基于OS 复制
2. 基于 SAN复制
1. 基于阵列 复制
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NAS
全面的容灾系统包括：
• • • • 数据远程复制 数据备份 生产连续性 应用级容灾
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•综合多种技术复制
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1. 交易数据复制
优点 支持广域网，不受距离限制 不需要单独的硬件、软件支持 数据传输量最少，节约网络资源 数据拷贝，网络连接故障不影响 应用 数据逻辑复制，可避免扩散人为错 误 对磁盘子系统透明 缺点 消耗主机资源(10%)及网络资源 需定期进行一致性检查 备份中心的备份数据无法快速恢 复回主中心 需对应用程序作较大修改
主数据中心
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备份数据中心
远程数据复制方案的比较
技术实现方 数据实时 主机资源占 传输数据量 应用复杂度 式 性 用
软件开发商专 交易数据复制 交易数据 门编写 高(须大量修 一 般 , 改 应 用 ), 实 施 <10% failback复杂 难度大
对平台的考虑
异构主机异构存储
不重要的应用
15 Min. 1-4 Hr.. 4 -8 Hr.. 8-12 Hr.. 12-16 Hr..24 Hr..
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恢复所需时间 (RTO)
并非所有数据都具备同样的价值
评估您企业数据的不同价值
将数据放到不同的存储层中，使其与其生命周期中的价值匹配， 这样可以节省大量的资金。 客户数据库 ERP 系统
通过虚拟网关实现容灾
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其他容灾方式： 基于存储虚拟网关的容灾比较
带内虚拟化技术 典型软件IBM SVC
带外虚拟化技术
典型软件EMC Vplex CDP
基于存储控制器的虚拟化 技术 典型存储HP XP存储
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基于存储虚拟网关的容灾的缺陷
存储数据的可靠性和数据访问性能受限难以得 到保障。
• 可靠性问题：基于SAN交换的存储虚拟化，他是无 法统一管理异构存储之间的元数据：任何一个阵列 的故障可以导致所有数据的丢失。 性能问题：数据是存放在横跨多个存储上，所有存 储上都是数据片断，当然它也不能考虑到各个磁盘 之间的性能差异，即使是同档次的存储之间，由于 Cache算法和适用的应用场景差异，IO性能存在差 异，而这种基于SAN 的数据访问技术，目前只能将 性能降低到存储阵列中的最低性能上，使得异构存 储的性能受到最低存储性能的影响 管理维护复杂：日常维护或操作时需要先操作底层 存储，再操作Vplex虚拟网关，再操作CDP，再操作 主机，易出错。 存储虚拟化适合存储的利旧和统一管理，不适合存 储的容灾。
容灾架构技术分析
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中国惠普 江苏移动技术服务团队
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c1
cn
Data Integrity Check XP
Clustering
Scalability
生产连续性蓝图
DataCenter 1
ServiceGuar d
DataCenter 2
MetroCluster
DataCenter 3
ContinentalClusters
Metrocluster 同城集群
100 BaseT 传输中继 E1,ATM..
100 BaseT
Host
Host
交易数据远程同 步
Host
Host
FC Switch
FC Switch
FC Switch
FC Switch
存储设备
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存储设备
主数据中心
备份数据中心
2.数据库日志复制
优点 支持广域网，不受距离限制 不需要单独的硬件、软件支持 数据拷贝，网络连接故障不影响 应用 对磁盘子系统透明 实施逻辑复制降低扩散人为错误 风险 无须修改应用程序 缺点 Oracle必须置于归档方式 业务无法在备份中心迅速恢复 备份中心的备份数据无法快速恢 复回主中心 无法实现非数据库数据的远程复 制 至少丢失一个日志文件