容灾备份系统技术对比分析v

容灾备份系统技术对比分析v内容摘要：

户数据的异地备份。 软件方式是基于操作系统、数据库系统级的复制技术，对用户应用系统透明，与用户存储设备无关。 在生产中心与灾备中心的 Unix主 机系统上配备 Veritas VVR、 HAGEO 等数据复制软件产品，并在两中心间建立 TCP/IP 数据复制线路，即可实现实时 的远程数据备份 Veritas软件 VERITAS 软件可以实现包括数据级和应用级的整体灾备解决方案。 其中，数据级灾备系统将主点数据实时复制到灾备点。 VERITAS 的 VVR（ Veritas Volume Replicator）是一个灵活而高性能的基于 Volume 的复制软件，它通过一个叫 SRL 的 Volume 做被复制数据的缓存和序时记录，充分保证可靠的复制并保证主备点数据的一致性。  灾备系统结 构和软硬件配置 软硬件配置如下图：（以 2 对 1 的配置为例） 在图中，绿色椭圆形中为必备的软件包（数据级灾备）；灰色椭圆形中为可选的软件包（应用级灾备）。 VERITAS 软件构造的灾备系统由以下几个部分组成：  Veritas Volume Manager（ VxVM）： VxVM 提供了一个在线数据存储管理基础，给数据盘做本地的镜像和其它 RAID 功能，并可在线改变 Volume的大小。  Veritas Volume Replicator（ VVR）： VVR在主点和备点之间做数据复制，将数据库和应用数据作同步 /异 步复制，异步方式下可以调整最大容许的延迟数据量（即最大的潜在损失数据量），可以设置为同步 /异步自动调整方式。 以上两个部分的组合可以实现数据级的灾备，并可为手工的应用切换做主 /备角色切换提供基础。 另外还有两个可选的软件产品：  Veritas Cluster Server（ VCS）： VCS 管理本地集群，将应用系统所涉及的所有软硬件资源做集中的管理，并为 GCM 提供基础数据接口。  Global Cluster Manager（ GCM）： 管理由主点和备点两个 Site 组成的广域集群，集中管理广域范围的 应用，并结合 VVR做应用级的灾备，在主点和备点之间做自动的或管理员确认的或计划内人工发起的应用切换。 在数据级灾备基础上，增加 VCS 和 GCM，即可实现本地集群和广域集群，实现本地的高可用和跨主备节点的应用级灾备。  软件功能解释  VERITAS Volume Manager VERITAS Volume Manager(简称 VxVM) 将在物理磁盘上建立多个或一个逻辑卷 (Volume)。 以裸设备的方式使用卷，或在卷上建立文件系统。 将数据（特别是需要进行远程复制的相关文件系统、数据库）存放在卷上。 由于数据复制是 基于卷的，所以， Volume 是进行复制的基础。  VERITAS Volume Replicator VERITAS Volume Replicator(简称 VVR)负责远程数据复制。 VVR 复制基于Volume 进行。 复制的数据可以是数据库中的数据（文件方式或裸设备方式）和文件。 复制的示意图见下图。 其中，数据从 SITE 1（或称为 Site A）向 SITE2（或称为 Site B）上做远程复制。 1. VVR与 VxVM 完全集成在一起。 用 VxVM 管理界面和命令统一配置管理； 2. 将各个业务系统中需要进行远程复制的多个或一 个卷定义为一个Replicated Volume Group(简称 RVG)； 3. 在 Site A 定义一条 RLINK，指向 Site B；在 Site B 也定义一条指向 Site A的 RLINK。 RLINK 是单向的；需要进行复制的两个系统各定义一个指向对方的 RLINK；每个 RVG 定义一个 RLINK。 4. Storage Replicator Log(简称 SRL)是 VVR中的重要部件。 将数据复制各方的某个卷定义为一个 SRL。 需要复制的数据首先要写入 SRL，然后传到异地。 VVR通过 SRL 保证数据复制严格按照写顺序进行，这在异步 工作方式下非常重要。 当网络中断或异地系统出现故障时，本地数据将记录在 SRL中，等系统恢复正常时再将 SRL中的数据按照先进先出的顺序传送到异地。 当 SRL 满后， VVR将通过 Data Chang Map（简称 DCM）记录变化过的数据块的块号。 VVR数据流程 5. Data Change Map（简称 DCM）与主节点的 RVG 相关，它其中的内容是位图信息，记录某一时间点后修改过的数据块位置。 DCM在正常情况下不使用，在 SRL 满后记录变化的数据块的块号，当恢复正常复制后，等 SRL中的数 据传送完后，将 DCM 中记录的块传送到异地。 灾难恢复后的反向复制也用到 DCM。 6. 数据复制的工作模式缺省为同步 /异步自适应，即在网络延时情况较好、数据能够及时复制时，工作在同步方式，完全保证两边数据的一致性；当网络延时情况较差、数据不能及时复制时，工作在异步方式下，保证主节点的 I/O 性能。 数据复制根据实际情况，自行在两种工作模式之间切换。 7. 备节点的完全同步：在主节点往后备节点正常复制数据前，必须逐块逐块地将主节点中需要复制的数据拷贝到备节点，也就是说，将双方的 RVG 进行同步。 备节点的完全同步分为两种情况，一是复 制时主节点应用不进行数据更改，二是复制时主节点应用进行数据更改。 两种情况下，都可以采用自动同步方式或采用备份和检查点 (Check Point)结合的方法。 自动同步是指通过网络将数据从主节点 (Primary)复制到备份节点(Secondary)。 方法很简单，只要进行一步操作即可完成。 自动同步对带宽要求较高，否则，将无法完成完全同步。 自动同步要求 RVG 中的每个卷都有 DCM。 在完全同步工作期间，备节点无法保持与主节点的数据一致性，只有完全同步完成后，数据一致性才实现。 对于网络带宽较小，或者需要完全同步的数据 量太大时，使用备份与检查点结合的方法。 在备份开始前，在主节点设置检查点，该检查点记录在 SRL 中，然后将数据备份到活动硬盘、光盘、磁带或其它介质上。 备份完成后，将检查点取消。 将备份的数据恢复到后备节点上。 然后将 RLINK连接挂上，主节点 SRL 中记录的的数据传送到后备节点，完成后，两边数据一致，进入正常数据复制状态。 用该方法进行数据完全同步，要求 SRL卷大些，等完成后，再将 SRL 卷通过 Volume Manager 在线缩小。 8. 当某些严重意外情况发生后，备节点会变成新的主节点，称为角色转换，在灾难期间，不进行数据 复制，新的主节点使用 DCM记录变化数据位置。 9. 当原来的主节点在灾难后恢复正常，需要进行数据反向同步和角色转换。 反向同步开始时要进行重置，指将原主节点 SRL 和 DCM中数据（这些数据在灾难发生时尚未传送）的位置信息修改当前主节点（即原后备节点）的 DCM。 反向同步开始后，将 DCM中指向的数据全部传送到原主节点。 传送完成后，将当前主节点的数据库和应用停止，将双方角色复原，并在主节点提供正常服务。 10. 脱机处理。 通过使用 VVR的 InBand Control(IBC)消息、 Snapshot、以及Volume Manager(VxVM)的 FastResync(简称 FR，即快速同步 )功能，可以实现数据的脱机处理。 脱机处理主要指对后备节点种的数据进行处理，例如进行备份、打印报表、数据仓库处理等。 脱机处理由打破后备节点的镜像卷、对镜像数据进行处理、重镜像等几个过程组成。 11. 双收条（双重确认）机制。 指后备节点对复制数据的接收确认有两个阶段。 第一个确认当后备节点收到数据后发出；第二个确认当后备节点数据成功写入硬盘后发出。 当主节点收到第二个确认后，将 SRL 中的相应数据清空。  VERITAS Cluster Server VERITAS Cluster Server（简称 VCS）是用于本地灾备的集群软件，支持多达32 个节点的应用级切换，保证本地业务系统的软硬件高可用性。 VCS 以其出色的可靠性和易管理性闻名。 VCS 的功能特点请见附录。 在灾备方案中， VCS 主要负责以下功能： 1. VCS 负责监控和管理硬件系统和操作系统，当出现故障时进行切换。 2. 通过数据库代理 (Agent)监控和管理数据库系统，当出现故障时进行切换。 3. 通过 API或脚本编写针对性客户化应用代理，监控和管理应用系统，当出现故障时进行切换。 4. 通过 Replicator 代理监控和管理数据复制 过程，当主服务器数据复制发生故障时，自动将数据复制工作切换到后备服务器，保证数据复制过程的连续性。 这点对于灾备系统非常重要。 该代理充分说明 VERITAS 提供的是完整的灾备解决方案。 5. 主节点和备份节点的 VCS集群系统都在 Global Cluster Manager的统一监控和管理下，从而实现集群系统间的远程应用切换。 GCM 在 VCS 中以两个服务组（指 GCM Master 和 GCM Slave）的形式存在。  Global Cluster Server Global Cluster Server（简称 GCM）可以称为 Cluster’s Cluster（集群的集群）。 它负责对多个不同地点的多达 32 个集群系统进行监控和管理，在发生严重灾难时，进行 site 的切换（即应用的远程切换）。 在每个地点需要一个 GCM Master，在每个Cluster 中，需要一个 GCM Slave。 按照华为的要求，在每个地点只有一个 Cluster，所以 GCM Master 和 Slave 都在同一个 Cluster 中。 GCM Console 为 Web 界面，通过浏览器管理各个 Cluster 系统，并在管理界面中主动控制或响应远程切换。 IBM HACMP/XD复 制技术 HACMP/XD 利用操作系统的卷镜像功能提供数据的远程复制， HACMP/XD 是为两个位于不同地点的 pSeries系统相互备援而设计的软件技术。 它延伸了 HACMP在高可用性上的功能。 HACMP/XD 能够通过远程网络来实现数据的即时镜像。 HACMP/XD 主要具备下列的特点：  即时的远端数据复制（ MIRROR）  远程的热备份（ HOT BACKUP），手工接管发生故障的远程系统  当故障系统恢复时，重新无缝地切换回原生产系统 采用 HACMP/XD 可以充分保护生产系统的数据，使实时交易系统在灾难环境下保持连续 运作，从而使实时交易系统具备高可靠性，整个业务系统和业务地点不再存在单点故障。 类似于 HACMP 的网络， HAGEO HACMP/XD cluster 中也有 TCP/IP 网络和非 TCP/IP 网络。 同样， TCP/IP 网络用于日常的工作，而非 TCP/IP 网络用于诊断是网络故障还是生产系统故障。 所不同的是， HACMP/XD 中， TCP/IP 网络叫Geographic 网络， Geo_Primary。 Geo_Primary 专门负责将本地硬盘的数据传送到远端系统的硬盘上。 一个HACMP/XD cluster 中可以有多个 Geo_Primary。 在 Geo_Primary上不允许任何client 连接在上面，这是为了保障数据快速和安全地在网络上传输。 非 TCP/IP 网络在 HACMP/XD 中叫 DBFS (Dial Back Fail Safe)，可以通过它来判断究竟是网络发生故障，还是 site 故障。 DBFS 的功能还可以由另外一个 Geo_Secondary 网络实现，但 DBFS 和 Geo_Secondary 不能同时工作。 一般DBFS 运用得多，因为连接远程 TCP/IP 网络不仅复杂、可靠性和安全性不够高以外 ，费用也比用 Modem 连接高得多得多。 如果 DBFS 诊测出远程网络故障， nondominent site 就会向 dominentsite 发出呼叫。 如果它在 dominent site 找到了至少一个活的 node，那么所有在nondominent site 上的 node 将全都被 shutdown，以避免数据继续在断掉的网络上进行传输。 如果它在 dominent site 没有找到一个活的 node，那么 nondominent site 上的节点就会对远程资源进行接管。 HACMP/XD 主要由三个主要成份组 成：  GeoManager 负责监控整个环境，接收 HACMP 传送的 CLUSTER 事件，依据网络速度及质量调整心跳速率，并可检测系统状态，区分确认远程主机失效或者正常离线等情况，并在远程主机实效时进行接管；  GeoMirror 负责数据的复制及持续更新。 GeoMirror 接收应用程序发出的读或写请求，透过 GeoMessage 作数据复制，使双机间保持同一份数据拷贝。 由于 GeoMirror 的存在，使得数据的同步更新完全对应用、数据库透明。 GeoMirror 在 AIX 逻辑卷管理器（ LVM）与应用间加上一个虚拟设备层，用户 应用仍然象在单机环境下一样使用 AIX 的逻辑读写机制，底层数据的传送与同步由虚拟设备层处理，最终通过 AIX LVM 在生产中心与备份中心本地更新存储设备。