用于災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)研究

呂大淦

摘要：遠(yuǎn)程備份是一種高性能的數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)技術(shù)，遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)在災(zāi)難發(fā)生時(shí)提供了系統(tǒng)的連續(xù)可用性。本文針對(duì)災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份技術(shù)進(jìn)行研究，尤其是對(duì)遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)的模型進(jìn)行較為深入研究。

關(guān)鍵詞：災(zāi)難恢復(fù) 遠(yuǎn)程備份 信息安全

1.引言

隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息安全己成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。遠(yuǎn)程備份是一種高性能的數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)技術(shù)，遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)在災(zāi)難發(fā)生時(shí)提供了系統(tǒng)的連續(xù)可用性。本文將對(duì)用于災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)進(jìn)行研究。

2.用于災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份技術(shù)概述

2.1. 災(zāi)難恢復(fù)概述

災(zāi)難恢復(fù)與災(zāi)難備份密切相關(guān)，災(zāi)難備份與災(zāi)難恢復(fù)是降低災(zāi)難發(fā)生造成的損失和保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的重要措施。災(zāi)難備份是指為了減少災(zāi)難發(fā)生的概率，以及減少災(zāi)難發(fā)生時(shí)或發(fā)生后造成的損失而采取的各種防范措施。災(zāi)難恢復(fù)是指發(fā)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)災(zāi)難后，在遠(yuǎn)離災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的地方重新組織系統(tǒng)運(yùn)行和恢復(fù)營(yíng)業(yè)的整個(gè)過(guò)程。災(zāi)難備份的主要目標(biāo)是：保護(hù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的完整性，使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)損失最少甚至沒(méi)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)損失。災(zāi)難恢復(fù)的主要目標(biāo)是：業(yè)務(wù)快速恢復(fù)，使業(yè)務(wù)停頓時(shí)間最短甚至不中斷業(yè)務(wù)。災(zāi)難備份和恢復(fù)需要通過(guò)技術(shù)和管理的雙重手段，確保在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)災(zāi)難發(fā)生、進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和應(yīng)用中斷后，能夠在在指定的時(shí)間內(nèi)在本地或異地恢復(fù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，重新建立業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)。災(zāi)難備份和恢復(fù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)備份、計(jì)算機(jī)場(chǎng)地的實(shí)時(shí)切換、短時(shí)間業(yè)務(wù)恢復(fù)等重要內(nèi)容。災(zāi)難恢復(fù)是降低災(zāi)難發(fā)生的損失，保證各種意外事故發(fā)生時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的重要措施。對(duì)企業(yè)和社會(huì)關(guān)系重大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)采用災(zāi)難恢復(fù)技術(shù)予以保護(hù)。

2.2. 用于災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份技術(shù)

遠(yuǎn)程備份技術(shù)是在兩個(gè)或多個(gè)物理分布場(chǎng)地上對(duì)硬件、數(shù)據(jù)和應(yīng)用進(jìn)行冗余處理。如果一個(gè)場(chǎng)地有一個(gè)操作或運(yùn)行環(huán)境失效，另一個(gè)場(chǎng)地不太可能有相同的失效。遠(yuǎn)程備份技術(shù)進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)的思路為：使用系統(tǒng)對(duì)每個(gè)用戶與兩個(gè)系統(tǒng)保持會(huì)話。當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)失效時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)將繼續(xù)執(zhí)行事務(wù)，并完成事務(wù)的提交和消息發(fā)送，或中止未完成的事務(wù)和重新啟動(dòng)該事務(wù)。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)對(duì)看起來(lái)就像一個(gè)系統(tǒng)。

系統(tǒng)對(duì)有多種配置方法，最常用的設(shè)計(jì)是單系統(tǒng)對(duì)：一個(gè)主系統(tǒng)和一個(gè)備份系統(tǒng)。主系統(tǒng)和備份系統(tǒng)物理上是遠(yuǎn)程的，以便它們能夠?qū)Νh(huán)境故障進(jìn)行容錯(cuò)。數(shù)據(jù)、程序和會(huì)話在備份系統(tǒng)上都有備份。用戶與主系統(tǒng)和備份系統(tǒng)同時(shí)建立會(huì)話。用戶向主系統(tǒng)發(fā)送請(qǐng)求，在主系統(tǒng)上產(chǎn)生的日志記錄同時(shí)也被發(fā)送到備份系統(tǒng)并寫(xiě)入到備份系統(tǒng)的狀態(tài)中。備份系統(tǒng)應(yīng)用這些日志記錄與主系統(tǒng)保持一致。當(dāng)主系統(tǒng)失效時(shí)，備份系統(tǒng)就立即接管，繼續(xù)為用戶服務(wù)。

3.遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)模型研究

3.1. 遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)包括兩個(gè)地理位置分離的對(duì)稱的計(jì)算機(jī)集合。一個(gè)集合擁有數(shù)據(jù)庫(kù)的主拷貝，稱為主系統(tǒng)，另一個(gè)集合對(duì)應(yīng)擁有數(shù)據(jù)庫(kù)的備份拷貝，稱為備份系統(tǒng)，它們系統(tǒng)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)相連接。每個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成，在主(備份)系統(tǒng)中，分散存儲(chǔ)在不同站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)整體。除了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作外，站點(diǎn)還要與本地或異地的用戶通訊，負(fù)責(zé)事務(wù)處理。主站點(diǎn)和備份站點(diǎn)的功能和擁有的部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)在邏輯上是一一對(duì)應(yīng)的。在每個(gè)系統(tǒng)中，所有站點(diǎn)通過(guò)共享存儲(chǔ)器或總線或網(wǎng)絡(luò)互相通訊。而主、備系統(tǒng)則通過(guò)若干條線路進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信息的傳輸。

3.2. 遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)模型的分類

在主系統(tǒng)上，事務(wù)處理產(chǎn)生的日志分布在各個(gè)站點(diǎn)上。根據(jù)日志傳輸給備份系統(tǒng)的方式及站點(diǎn)布置的不同可將遠(yuǎn)程備份模型分為以下幾種。

3.2.1. 單日志流模型

在單日志流模型中，所有主站點(diǎn)的日志被一個(gè)集中器合并成一個(gè)日志，稱為主日志。把主日志傳送給備份系統(tǒng)的一個(gè)分發(fā)，再由分發(fā)器將日志分發(fā)并應(yīng)用于對(duì)應(yīng)的備份站點(diǎn)。為使合成的主日志滿足并發(fā)事務(wù)的可串行性，集中器必須對(duì)來(lái)自不同站點(diǎn)的日志記錄進(jìn)行控制，使日志記錄象通過(guò)漏斗般流過(guò)集中器。這導(dǎo)致集中器和分發(fā)器成為系統(tǒng)性能的瓶頸，使系統(tǒng)不具擴(kuò)展性。并且每個(gè)主站點(diǎn)都要將其日志通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳給集中器(相似的，分發(fā)器將收到的日志通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳給備份站點(diǎn))，如果主(備份)站點(diǎn)在地理上是分布的，這些日志就要通過(guò)廣域網(wǎng)來(lái)傳送。由于單日志流模型有以上諸多不足，故已逐漸被淘汰。

3.2.2. 多日志流模型

在多日志流模型中，假設(shè)主系統(tǒng)和備份系統(tǒng)各由一個(gè)站點(diǎn)集合構(gòu)成。它們的站點(diǎn)早一一對(duì)應(yīng)的。即，對(duì)主系統(tǒng)上的每個(gè)主站點(diǎn)Pi，在備份系統(tǒng)上都有一個(gè)備份站點(diǎn)Bi與其相對(duì)應(yīng)，兩者的功能是相同的。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多個(gè)主站點(diǎn)上，將對(duì)應(yīng)于主站點(diǎn)Pi，的數(shù)據(jù)庫(kù)部分稱之為DBi。在DBi上進(jìn)行事務(wù)處理而產(chǎn)生的日志記錄被存儲(chǔ)在多個(gè)日志服務(wù)器中的一個(gè)，日志服務(wù)器相互獨(dú)立地維護(hù)多個(gè)日志。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)指派一個(gè)日志服務(wù)器給一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)部分，被指派給DBi的日志服務(wù)器位于站點(diǎn)Pi上。但是，也可將該方法加以推廣，一些站點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)部分，其他的站點(diǎn)作為相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)部分的日志服務(wù)器。將每個(gè)日志服務(wù)器上的日志記錄沿著一個(gè)獨(dú)立的日志流傳送給備份系統(tǒng)上對(duì)應(yīng)的日志服務(wù)器這樣，在主系統(tǒng)的多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)部分上執(zhí)行的事務(wù)T的日志記錄將沿著多個(gè)相互獨(dú)立的日志流被傳送給備份系統(tǒng)。

3.2.3. 對(duì)稱結(jié)構(gòu)模型

以上兩種模型統(tǒng)稱為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模型，與之相對(duì)應(yīng)的是對(duì)稱結(jié)構(gòu)模型。在對(duì)稱結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)計(jì)算機(jī)集合既有主站點(diǎn)又有備份站點(diǎn)，為本地用戶提供服務(wù)的(同時(shí)是離用戶最近的)站點(diǎn)作為主站點(diǎn)，與之對(duì)稱的站點(diǎn)作為備份站點(diǎn)。這樣兩個(gè)地方可同時(shí)為用戶提供服務(wù)。與統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模型相比，對(duì)稱結(jié)構(gòu)模型減少了服務(wù)響應(yīng)時(shí)間，提高了系統(tǒng)的靈活可用性，但復(fù)雜度較高，不易實(shí)現(xiàn)。

4.結(jié)束語(yǔ)

災(zāi)難恢復(fù)作為一個(gè)非常重要的問(wèn)題，正受到廣泛的關(guān)注。已有許多商業(yè)產(chǎn)品提供了對(duì)災(zāi)難恢復(fù)的支持。但在研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)卻比較少，大多數(shù)是對(duì)某些特定產(chǎn)品功能的說(shuō)明而不是其基本原理的闡述。災(zāi)難恢復(fù)的理論基礎(chǔ)尤顯薄弱，建立用于災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份技術(shù)的統(tǒng)一理論基礎(chǔ)是下一步要研究的主要方向?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] 胥光輝，金鳳林，丁力，《軟件工程方法與實(shí)踐》，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年3月。