容災(zāi)備份技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用現(xiàn)狀的分析與研究

王浩銘　穆道生　周勇

摘要：該文首先結(jié)合不同應(yīng)用背景給出了容災(zāi)備份技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)位于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中不同層次的容災(zāi)備份技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，其次分析了本地容災(zāi)、異地容災(zāi)、數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)方案的工作原理和各自特點(diǎn)，最后給出對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品和方案并完成對(duì)不同容災(zāi)備份方法的分析與比較。

關(guān)鍵詞： 容災(zāi)備份； SAN； ISCSI； RAID； 災(zāi)難檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TP302.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）13-2914-05

Analysis and Research of Disaster Backup Technology， Product and Application

WANG Hao-ming，MU Dao-sheng，ZHOU Yong

（Equipment Academy， Beijing 101416， China）

Abstract：Firstly，a system structure of disaster tolerance technology was put forward combining with different application background and disaster backup technology of different levels of the system structure was detailed introduced in this paper. Secondly，the working principle and the characteristics of local disaster tolerant plan，remote disaster tolerant plan，data disaster tolerance plan and application disaster tolerance plan were analyzed. Finally， the corresponding products and solutions of different disaster backup method were put forward and compared.

Key words：disaster recovery and backup； SAN； ISCSI； RAID； disaster detection

1 概述

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可以分為三個(gè)方向：第一個(gè)方向圍繞計(jì)算處理技術(shù)展開，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用；第二個(gè)方向圍繞信息傳輸技術(shù)展開，推動(dòng)信息數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)；第三個(gè)方向圍繞信息存儲(chǔ)技術(shù)展開，逐漸提升信息的安全性和高可用性。近年來(lái)隨著社會(huì)對(duì)信息的依賴程度日益加深，對(duì)第三個(gè)方向也就是信息存儲(chǔ)方向容災(zāi)備份技術(shù)的研究逐漸成為研究的熱點(diǎn)。容災(zāi)備份是保護(hù)IT系統(tǒng)中重要數(shù)據(jù)和保障系統(tǒng)業(yè)務(wù)連續(xù)性所做的冗余工作，按照距離分為本地和異地容災(zāi)，按照功能分為數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)和應(yīng)用級(jí)容災(zāi)。該文介紹并分析不同應(yīng)用背景下的容災(zāi)備份技術(shù)，同時(shí)例舉出所對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)產(chǎn)品和解決方案[1]。

2 容災(zāi)備份技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

本文從容災(zāi)備份不同的應(yīng)用背景，將容災(zāi)系統(tǒng)分為本地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)、本地應(yīng)用容災(zāi)、異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)和異地應(yīng)用容災(zāi)[2]。提出容災(zāi)備份技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 容災(zāi)備份技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

3 本地容災(zāi)

本地容災(zāi)適用于區(qū)域范圍小、容災(zāi)級(jí)別并不很高的環(huán)境，通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的有效冗余和對(duì)失效點(diǎn)的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)。包括兩方面內(nèi)容，一方面通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)要素自身的可靠性來(lái)實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)，另一方面通過(guò)生產(chǎn)中心冗余系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本地應(yīng)用容災(zāi)。

3.1本地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)

RAID[3]（磁盤陣列）提出將若干磁盤條紋化組成一組虛擬的整體存儲(chǔ)空間，從而可以執(zhí)行磁盤并行I/O操作，提高存儲(chǔ)性能。一般分為六種結(jié)構(gòu)分別是RAID0～5，RAID0在存儲(chǔ)性能上得到提升，沒有容災(zāi)作用；RAID1即鏡像技術(shù)，通過(guò)額外數(shù)據(jù)拷貝達(dá)到容災(zāi)的效果。工作原理如圖2所示：生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)出數(shù)據(jù)寫命令，并傳給鏡像系統(tǒng)，鏡像系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)鏡像任務(wù)，拷貝數(shù)據(jù)到介質(zhì)，鏡像技術(shù)也可以利用互聯(lián)技術(shù)如SAN等達(dá)到遠(yuǎn)程鏡像目的；RAID2利用海明碼糾錯(cuò)布局，在RAID1的基礎(chǔ)上增加一個(gè)校驗(yàn)盤起到容災(zāi)目的，存儲(chǔ)粒度為bit，；RAID3～5利用校驗(yàn)布局，當(dāng)一個(gè)磁盤發(fā)生故障可以通過(guò)磁盤之間的校驗(yàn)關(guān)系還原失效磁盤數(shù)據(jù)。

圖2 鏡像技術(shù)示意圖

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)

傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式為DAS（Direct-Attached Storage）方式，即服務(wù)器直接與存儲(chǔ)設(shè)備連接，這種方式已經(jīng)難以滿足擴(kuò)展性和高可用性的需求，因此網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)得到迅速的發(fā)展，包括NAS（Network-Attached Storage），SAN（Storage Area Network）和基于IP的存儲(chǔ)。

NAS是以網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器為模型，利用以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)。用戶可以直接使用它預(yù)先配置好存儲(chǔ)空間和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)文件訪問(wèn)。NAS訪問(wèn)速度優(yōu)于DAS，而且NAS發(fā)生故障并不影響主服務(wù)器的其他操作，具有一定容災(zāi)能力。NAS的結(jié)構(gòu)如圖3所示，擁有異構(gòu)型強(qiáng)，利用現(xiàn)有LAN網(wǎng)絡(luò)資源節(jié)約預(yù)算，易安裝和廣泛的連接性等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是文件訪問(wèn)速度不能滿足在線處理，可擴(kuò)展性差，數(shù)據(jù)備份占用LAN帶寬等。

圖3 NAS機(jī)構(gòu)示意圖

SAN一種利用FC（Fibre Channel）等高速互聯(lián)協(xié)議連接起來(lái)的， 可以在服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)之間， 或者在存儲(chǔ)系統(tǒng)之間直接傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。SAN如圖4所示，在原有LAN的基礎(chǔ)上建立一個(gè)專用的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，分離了存儲(chǔ)和傳輸避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和專用協(xié)議是SAN具有高速存取，良好擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。但是利用FC協(xié)議傳輸?shù)腇C-SAN也存在局限性，包括FC協(xié)議下不同廠商設(shè)備互操作性較差，系統(tǒng)構(gòu)建費(fèi)用昂貴，存儲(chǔ)系統(tǒng)異構(gòu)兼容困難等，嚴(yán)重阻礙了SAN的發(fā)展。當(dāng)傳統(tǒng)FC-SAN發(fā)展遇到瓶頸是，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成SAN互聯(lián)成為研究熱，這一部分將在互聯(lián)技術(shù)詳細(xì)講解[4]。

3.1.2快照技術(shù)

快照技術(shù)[5]（Snapshot）是指關(guān)于指定數(shù)據(jù)集合的可用拷貝，它包括相應(yīng)數(shù)據(jù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)（的映像），能夠進(jìn)行在線數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)，為存儲(chǔ)用戶提供了另外一個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)通道?？煺盏膶?shí)現(xiàn)層次一般是在卷管理層和物理層，分為第一次復(fù)寫時(shí)復(fù)制和I/0重定向兩種方式?？煺胀ǔＭ瓿杀镜卮鎯?chǔ)系統(tǒng)信息備份到本地磁帶庫(kù)的功能，完成以數(shù)據(jù)快速?gòu)?fù)制過(guò)程。

3.2本地應(yīng)用容災(zāi)技術(shù)

當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，本地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)雖然保證了數(shù)據(jù)的安全性，但是不可避免會(huì)造成系統(tǒng)應(yīng)用的暫停，在這一點(diǎn)上已經(jīng)不能滿足人們對(duì)重要業(yè)務(wù)提供連續(xù)不間斷服務(wù)的需求，因此需要本地應(yīng)用容災(zāi)技術(shù)提高信息系統(tǒng)的高可用性，消除單點(diǎn)故障，當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)可以在用戶不可察覺的最短時(shí)間迅速接管業(yè)務(wù)，確保服務(wù)連續(xù)性。本地應(yīng)用容災(zāi)技術(shù)主要通過(guò)配置多機(jī)環(huán)境來(lái)達(dá)到高可用性，分為雙機(jī)熱備份技術(shù)和本地集群技術(shù)。

3.2.1雙機(jī)熱備份

雙機(jī)熱備份技術(shù)是指在本地服務(wù)系統(tǒng)中，采用兩臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行冗余容錯(cuò)，并分為主從服務(wù)器。通常情況下，主服務(wù)器提供服務(wù)，而從服務(wù)器與主服務(wù)器保持一致的工作狀態(tài)但是并不提供服務(wù)，當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生宕機(jī)，從服務(wù)器迅速向系統(tǒng)提供服務(wù)。在具體應(yīng)用中，也可以選擇雙服務(wù)器互為備份同時(shí)向外輸出服務(wù)。

3.2.2本地集群

本地集群技術(shù)是由三個(gè)以上獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的一個(gè)相互協(xié)調(diào)的群組，作為一個(gè)整體對(duì)外提供服務(wù)。集群系統(tǒng)的其處理能力、I/O性能和高可用性都有大幅提升。集群中每一臺(tái)服務(wù)器稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)其中某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，集群會(huì)利用基于IP重定向的應(yīng)用遷移技術(shù)將此節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到其他服務(wù)器執(zhí)行，具體執(zhí)行過(guò)程將在本文后續(xù)給出。

3.3本地容災(zāi)產(chǎn)品介紹與方案分析

鼎聯(lián)公司研發(fā)的Lander Cluster多節(jié)點(diǎn)集群一備多和多機(jī)互備模式容災(zāi)解決方案，是利用高可用集群軟件對(duì)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行重新規(guī)劃，將數(shù)據(jù)庫(kù)、文件系統(tǒng)存放在系統(tǒng)盤上。利用集群軟件對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行控制，當(dāng)遇到系統(tǒng)故障，則將故障點(diǎn)交給規(guī)定備援服務(wù)器工作，PTO恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間在幾十秒。

飛康公司CDP（Continue Date Protection）實(shí)時(shí)備份方案，利用飛康IPStor存儲(chǔ)虛擬化平臺(tái)和多時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)連續(xù)快照技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O級(jí)別的備份粒度和分鐘級(jí)恢復(fù)數(shù)據(jù)，而且極少占用主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源。

智網(wǎng)科技業(yè)務(wù)應(yīng)急系統(tǒng)，利用差異快照技術(shù)，IP-SAN存儲(chǔ)技術(shù)和內(nèi)置虛擬化平臺(tái)完成數(shù)據(jù)在線復(fù)制，應(yīng)急系統(tǒng)自動(dòng)化去主機(jī)信息實(shí)分鐘級(jí)別現(xiàn)應(yīng)急接管業(yè)務(wù) ，是一種高性價(jià)比應(yīng)用容災(zāi)手段，方案局限性在于RPO恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)較大。

本地容災(zāi)可以有效解決單點(diǎn)故障問(wèn)題，但是它的局限性在于不能避免大規(guī)模毀滅性的災(zāi)難，如地震、火災(zāi)、洪水戰(zhàn)爭(zhēng)等。單純的本地容災(zāi)不能全面地保障業(yè)務(wù)連續(xù)，此時(shí)異地容災(zāi)技術(shù)成為全面容災(zāi)方案的主要手段，下面對(duì)異地容災(zāi)技術(shù)進(jìn)行闡述。

4 異地容災(zāi)

異地容災(zāi)是指生產(chǎn)中心與備份中心在設(shè)計(jì)保持一定物理距離，通過(guò)遠(yuǎn)程容災(zāi)技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)連續(xù)性，在技術(shù)上分為兩個(gè)層次：異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)和異地應(yīng)用容災(zāi)。

4.1異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)

異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)指將本地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在線備份到異地?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)保存，當(dāng)本地發(fā)生災(zāi)難時(shí)，異地?cái)?shù)據(jù)可以用來(lái)完成數(shù)據(jù)重構(gòu)，起到保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)作用，但是不可避免的會(huì)發(fā)生業(yè)務(wù)暫停。異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)有虛擬存儲(chǔ)技術(shù)和互聯(lián)技術(shù)。

4.1.1互聯(lián)技術(shù)

IP存儲(chǔ)技術(shù)作為主要互聯(lián)技術(shù)[6]，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)完成類似SAN的塊級(jí)數(shù)據(jù)傳輸， 分為通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行FC-SAN互聯(lián)和直接構(gòu)建以IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為傳輸協(xié)議的IP-SAN兩種方式。與傳統(tǒng)總線協(xié)議SCSI相比IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)協(xié)議FCIP（Fibre Channel over IP）、IFCP（Internet Fibre Channel）和ISCSI（Internet SCSI）具有如下優(yōu)點(diǎn)：主機(jī)與外設(shè)分離提高安全性、實(shí)現(xiàn)了資源靈活配置和使用、實(shí)現(xiàn)高性能I/O。FCIP和IFCP是利用網(wǎng)絡(luò)將FC-SAN互聯(lián)的協(xié)議，在IP網(wǎng)絡(luò)和FC-SAN銜接處需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，增加系統(tǒng)復(fù)雜性。

而ISCSI定義了總線協(xié)議SCSI到IP上傳輸?shù)挠成洌喈?dāng)于在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸SCSI協(xié)議，從而達(dá)到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行I/O操作的目的。如圖5所示，ISCSI可以在IP網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建一個(gè)共享存儲(chǔ)環(huán)境，利用發(fā)達(dá)的IP網(wǎng)絡(luò)線路作為傳輸通道節(jié)約成本并克服了FC-SAN傳輸距離的限制，將I/O操作從局域網(wǎng)擴(kuò)展到廣域網(wǎng)。

圖5 ISCSI協(xié)議結(jié)構(gòu)示意圖

4.1.2虛擬存儲(chǔ)

存儲(chǔ)體系從DAS發(fā)展到NAS、SAN甚至到IP存儲(chǔ)，ISCSI協(xié)議將從總線連接擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)連接，規(guī)模變得越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜，不得不面臨存儲(chǔ)子系統(tǒng)的異構(gòu)共存問(wèn)題，而虛擬存儲(chǔ)技術(shù)正是高效管理大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)的有效手段。虛擬存儲(chǔ)將不同存儲(chǔ)介質(zhì)和不同結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)子系統(tǒng)通過(guò)軟硬件手段統(tǒng)一到用戶存儲(chǔ)應(yīng)用的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)管理自動(dòng)化與智能化，從而提高存儲(chǔ)效率、節(jié)約成本。

虛擬化[7]實(shí)現(xiàn)需要在存儲(chǔ)系統(tǒng)中加入一個(gè)新的虛擬化層，根據(jù)虛擬化層的位置可以劃分為在服務(wù)器端、在存儲(chǔ)設(shè)備端和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬化：

基于服務(wù)器的虛擬化將虛擬化層放在SAN中的服務(wù)器上，通過(guò)改造操作系統(tǒng)或者添加映射虛擬化層來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法不需要特殊硬件，以軟件模塊的形式將虛擬化層嵌入到應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)中，不足之處在于受SAN軟硬件環(huán)境制約，軟件模塊需要具備嵌入不同操作平臺(tái)的能力。另外此虛擬化方法是通過(guò)多服務(wù)器分布式操作實(shí)現(xiàn)的，任何一個(gè)服務(wù)器的不當(dāng)操作會(huì)影響數(shù)據(jù)資源的完整性。

基于存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化將虛擬化層放在存儲(chǔ)設(shè)備的控制器中，這種虛擬方式充分考慮存儲(chǔ)設(shè)備的物理特性，從虛擬化存儲(chǔ)中解放應(yīng)用服務(wù)器，達(dá)到很高的存儲(chǔ)性能。但是這種方法局限于存儲(chǔ)設(shè)備的同構(gòu)環(huán)境，而且價(jià)格高昂，系統(tǒng)調(diào)試管理權(quán)限必須交給存儲(chǔ)設(shè)備廠商。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬化通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能路由器、交換機(jī)，或者增加專用服務(wù)器等方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)是目前虛擬化技術(shù)的主流。

1） 基于交換機(jī)的虛擬化將虛擬化曾直接放置于交換機(jī)，通過(guò)改造或添加中間件的代碼使交換機(jī)同時(shí)完成交換功能和虛擬化功能，為了提高交換機(jī)的性能普遍采用緩存技術(shù)和優(yōu)化的緩存調(diào)度算法。

2） 基于存儲(chǔ)路由器的虛擬化是隨著SAN存儲(chǔ)路由技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)相似，具有路由功能和虛擬化功能，通過(guò)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換連接不同存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。這種方法不需要增加服務(wù)器軟件模塊，減少主機(jī)負(fù)載和復(fù)雜度，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中多點(diǎn)路由器還可以解決單點(diǎn)失效問(wèn)題。不足之處在于路由器投資較大。

3） 基于專用服務(wù)器的虛擬化方式是在SAN中采用一臺(tái)元數(shù)據(jù)服務(wù)器，只負(fù)責(zé)提供存儲(chǔ)虛擬化。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器所需數(shù)據(jù)不在本地存儲(chǔ)空間中，向?qū)Ｓ锰摂M存儲(chǔ)服務(wù)器發(fā)出申請(qǐng)，專用服務(wù)器將所需數(shù)據(jù)相關(guān)信息發(fā)送給該應(yīng)用服務(wù)器，且在此服務(wù)下次訪問(wèn)同樣數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)須申請(qǐng)便可直接存取，大大提高性能。

4.2 異地應(yīng)用容災(zāi)

一套完備的容災(zāi)系統(tǒng)除了要提供異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)保護(hù)，還需要完成業(yè)務(wù)的異地轉(zhuǎn)移提供應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)，這樣才能保證業(yè)務(wù)高可用和連續(xù)性。應(yīng)用容災(zāi)的目的是保證業(yè)務(wù)的無(wú)縫遷移，使用戶察覺不到產(chǎn)生服務(wù)系統(tǒng)的位置變化。應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)是在數(shù)據(jù)級(jí)的基礎(chǔ)上增加對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)的備份，相關(guān)技術(shù)包括：失效檢測(cè)技術(shù)和服務(wù)遷移技術(shù)。

4.2.1失效檢測(cè)技術(shù)

失效檢測(cè)表現(xiàn)一種未雨綢繆的主動(dòng)性而不是災(zāi)難發(fā)生后“亡羊補(bǔ)牢”的被動(dòng)性，目前主要災(zāi)難檢測(cè)方法有心跳技術(shù)和檢查點(diǎn)技術(shù)。心跳技術(shù)是系統(tǒng)各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間都要向外廣播自身的狀態(tài)，如果周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)廣播消失則證明此節(jié)點(diǎn)失效。檢查點(diǎn)技術(shù)為主動(dòng)檢測(cè)手段，是每隔一段時(shí)間會(huì)對(duì)系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，若周期內(nèi)被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)沒有響應(yīng)，則認(rèn)為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)失效。兩種方法都存在周期問(wèn)題，如果周期太頻繁，會(huì)影響系統(tǒng)性能，占用系統(tǒng)資源；如果間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，檢測(cè)不靈敏，增加容災(zāi)難度和任務(wù)量。

4.2.2系統(tǒng)遷移技術(shù)

系統(tǒng)遷移技術(shù)[8]是保證災(zāi)難發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明的遷移，利用備用系統(tǒng)透明的代替生產(chǎn)系統(tǒng)，以保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。系統(tǒng)遷移技術(shù)主要分為基于DNS的遷移、基于IP重定向遷移和基于集群的遷移。

基于DNS遷移技術(shù)利用動(dòng)態(tài)域名解析系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)遷移，實(shí)時(shí)性較差；

基于IP重定向遷移技術(shù)利用重定向設(shè)備實(shí)現(xiàn)容災(zāi)自動(dòng)切換，智能性較高其，原理如圖6所示。

圖6 IP重定向示意圖

基于集群遷移技術(shù)指集群中任意節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，這個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的業(yè)務(wù)將由另一臺(tái)服務(wù)器承擔(dān)，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性，且成本較低。

4.3 異地容災(zāi)產(chǎn)品與分方案析

4.3.1 異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)產(chǎn)品與方案

VERTIAS利用卷管理器將數(shù)據(jù)以異步或是同步方式通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)復(fù)制到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，無(wú)須復(fù)雜硬件和專用線路，復(fù)制過(guò)程占用主機(jī)性能。

IBM利用ESS企業(yè)存儲(chǔ)服務(wù)器和PPRC（Peer to Peer Remote Copy）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)容災(zāi)方案。PPRC以存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，提供實(shí)時(shí)、同步與應(yīng)用無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)容災(zāi)方案。通過(guò)專用ESCON通道完成本地ESS存儲(chǔ)服務(wù)器到異地ESS的數(shù)據(jù)傳輸。

西北工業(yè)大學(xué)李戰(zhàn)懷等人建立一個(gè)基于Linux平臺(tái)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)——DDT（Data DisasterTolerance System on Linux）。DDT系統(tǒng)通過(guò)Linux內(nèi)核嵌入遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)，并結(jié)合快照備份機(jī)制，實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)容災(zāi)能力。

四川李濤等人實(shí)現(xiàn)基于Internet的跨平臺(tái)遠(yuǎn)程容災(zāi)系統(tǒng)，并提出一種基于Internet的大型文件鏡像模型，具有同步異步切換功能，能夠適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)狀況，具有良好容錯(cuò)能力和較強(qiáng)實(shí)時(shí)性。

這些模型和系統(tǒng)融合了SAN、NAS、鏡像、RAID、集群等技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同形式的復(fù)制過(guò)程。主要區(qū)別在于所使用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)不同。

4.3.2異地應(yīng)用級(jí)容災(zāi)產(chǎn)品與方案

浪潮公司研發(fā)的HA Cluster集群應(yīng)用容災(zāi)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)任意熱備服務(wù)器接管宕機(jī)服務(wù)器，集群熱備服務(wù)器不是固定的，而是根據(jù)服務(wù)器設(shè)定的優(yōu)先級(jí)和互斥性決定的。方案中在軟件設(shè)計(jì)上用Heart Beat作為信息交換樞紐，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控和失效監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)引入“浮動(dòng)IP”概念，避免失效切換引起的目標(biāo)服務(wù)器的切換。

數(shù)騰公司研發(fā)的CDAP持續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用保障設(shè)備可以提供實(shí)時(shí)容災(zāi)25臺(tái)本地或異地服務(wù)器，產(chǎn)品基于底層卷完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)備份，結(jié)合虛擬化技術(shù)和專業(yè)的遷移工具實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)容災(zāi)和接管業(yè)務(wù)，具有一定的硬件結(jié)構(gòu)一體化性和系統(tǒng)兼容性。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)有容災(zāi)備份手段存在運(yùn)維負(fù)擔(dān)大、技術(shù)要求高、兼容性差、應(yīng)急演練難度大等問(wèn)題，為解決信息系統(tǒng)面臨越來(lái)越多的人為或自然不確定因素威脅，需要進(jìn)一步對(duì)容災(zāi)備份技術(shù)深入研究。目前，隨著前沿容災(zāi)技術(shù)如持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)CDP、多點(diǎn)恢復(fù)等技術(shù)不斷發(fā)展，將會(huì)構(gòu)建更加安全、可靠的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉衛(wèi)平.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)容錯(cuò)與容災(zāi)技術(shù)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)， 2006.

[2] 劉曉潔，趙奎，曾金全，等.容災(zāi)抗毀系統(tǒng)研究[C].全國(guó)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會(huì)論文集 （下冊(cè)）， 2007， 687.

[3] 陳華英.磁盤陣列 RAID 可靠性分析[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，35（3）：403-405.

[4] Sacks D.Demystifying Storage Networking DAS， SAN， NAS， NAS Gateways， Fibre Channel， and iSCSI[J]. IBM Storage Networking， 2001： 3-11.

[5] 袁曉銘，林安.幾種主流快照技術(shù)的分析比較[J].微處理機(jī)， 2008，29（1）：127-130.

[6] 李瓊，郭御風(fēng)，劉光明，等.I/O 互聯(lián)技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)的研究與發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)工程，2006，32（12）： 93-95.

[7] 吳松，金海.存儲(chǔ)虛擬化研究[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 2003， 24（4）： 728-732.

[8] 張曉，張羽.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)遷移技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2005， 22（4）： 106-108.

虛擬化[7]實(shí)現(xiàn)需要在存儲(chǔ)系統(tǒng)中加入一個(gè)新的虛擬化層，根據(jù)虛擬化層的位置可以劃分為在服務(wù)器端、在存儲(chǔ)設(shè)備端和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬化：

基于服務(wù)器的虛擬化將虛擬化層放在SAN中的服務(wù)器上，通過(guò)改造操作系統(tǒng)或者添加映射虛擬化層來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法不需要特殊硬件，以軟件模塊的形式將虛擬化層嵌入到應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)中，不足之處在于受SAN軟硬件環(huán)境制約，軟件模塊需要具備嵌入不同操作平臺(tái)的能力。另外此虛擬化方法是通過(guò)多服務(wù)器分布式操作實(shí)現(xiàn)的，任何一個(gè)服務(wù)器的不當(dāng)操作會(huì)影響數(shù)據(jù)資源的完整性。

基于存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化將虛擬化層放在存儲(chǔ)設(shè)備的控制器中，這種虛擬方式充分考慮存儲(chǔ)設(shè)備的物理特性，從虛擬化存儲(chǔ)中解放應(yīng)用服務(wù)器，達(dá)到很高的存儲(chǔ)性能。但是這種方法局限于存儲(chǔ)設(shè)備的同構(gòu)環(huán)境，而且價(jià)格高昂，系統(tǒng)調(diào)試管理權(quán)限必須交給存儲(chǔ)設(shè)備廠商。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬化通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能路由器、交換機(jī)，或者增加專用服務(wù)器等方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)是目前虛擬化技術(shù)的主流。

1） 基于交換機(jī)的虛擬化將虛擬化曾直接放置于交換機(jī)，通過(guò)改造或添加中間件的代碼使交換機(jī)同時(shí)完成交換功能和虛擬化功能，為了提高交換機(jī)的性能普遍采用緩存技術(shù)和優(yōu)化的緩存調(diào)度算法。

2） 基于存儲(chǔ)路由器的虛擬化是隨著SAN存儲(chǔ)路由技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)相似，具有路由功能和虛擬化功能，通過(guò)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換連接不同存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。這種方法不需要增加服務(wù)器軟件模塊，減少主機(jī)負(fù)載和復(fù)雜度，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中多點(diǎn)路由器還可以解決單點(diǎn)失效問(wèn)題。不足之處在于路由器投資較大。

3） 基于專用服務(wù)器的虛擬化方式是在SAN中采用一臺(tái)元數(shù)據(jù)服務(wù)器，只負(fù)責(zé)提供存儲(chǔ)虛擬化。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器所需數(shù)據(jù)不在本地存儲(chǔ)空間中，向?qū)Ｓ锰摂M存儲(chǔ)服務(wù)器發(fā)出申請(qǐng)，專用服務(wù)器將所需數(shù)據(jù)相關(guān)信息發(fā)送給該應(yīng)用服務(wù)器，且在此服務(wù)下次訪問(wèn)同樣數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)須申請(qǐng)便可直接存取，大大提高性能。

4.2 異地應(yīng)用容災(zāi)

一套完備的容災(zāi)系統(tǒng)除了要提供異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)保護(hù)，還需要完成業(yè)務(wù)的異地轉(zhuǎn)移提供應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)，這樣才能保證業(yè)務(wù)高可用和連續(xù)性。應(yīng)用容災(zāi)的目的是保證業(yè)務(wù)的無(wú)縫遷移，使用戶察覺不到產(chǎn)生服務(wù)系統(tǒng)的位置變化。應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)是在數(shù)據(jù)級(jí)的基礎(chǔ)上增加對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)的備份，相關(guān)技術(shù)包括：失效檢測(cè)技術(shù)和服務(wù)遷移技術(shù)。

4.2.1失效檢測(cè)技術(shù)

失效檢測(cè)表現(xiàn)一種未雨綢繆的主動(dòng)性而不是災(zāi)難發(fā)生后“亡羊補(bǔ)牢”的被動(dòng)性，目前主要災(zāi)難檢測(cè)方法有心跳技術(shù)和檢查點(diǎn)技術(shù)。心跳技術(shù)是系統(tǒng)各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間都要向外廣播自身的狀態(tài)，如果周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)廣播消失則證明此節(jié)點(diǎn)失效。檢查點(diǎn)技術(shù)為主動(dòng)檢測(cè)手段，是每隔一段時(shí)間會(huì)對(duì)系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，若周期內(nèi)被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)沒有響應(yīng)，則認(rèn)為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)失效。兩種方法都存在周期問(wèn)題，如果周期太頻繁，會(huì)影響系統(tǒng)性能，占用系統(tǒng)資源；如果間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，檢測(cè)不靈敏，增加容災(zāi)難度和任務(wù)量。

4.2.2系統(tǒng)遷移技術(shù)

系統(tǒng)遷移技術(shù)[8]是保證災(zāi)難發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明的遷移，利用備用系統(tǒng)透明的代替生產(chǎn)系統(tǒng)，以保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。系統(tǒng)遷移技術(shù)主要分為基于DNS的遷移、基于IP重定向遷移和基于集群的遷移。

基于DNS遷移技術(shù)利用動(dòng)態(tài)域名解析系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)遷移，實(shí)時(shí)性較差；

基于IP重定向遷移技術(shù)利用重定向設(shè)備實(shí)現(xiàn)容災(zāi)自動(dòng)切換，智能性較高其，原理如圖6所示。

圖6 IP重定向示意圖

基于集群遷移技術(shù)指集群中任意節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，這個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的業(yè)務(wù)將由另一臺(tái)服務(wù)器承擔(dān)，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性，且成本較低。

4.3 異地容災(zāi)產(chǎn)品與分方案析

4.3.1 異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)產(chǎn)品與方案

VERTIAS利用卷管理器將數(shù)據(jù)以異步或是同步方式通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)復(fù)制到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，無(wú)須復(fù)雜硬件和專用線路，復(fù)制過(guò)程占用主機(jī)性能。

IBM利用ESS企業(yè)存儲(chǔ)服務(wù)器和PPRC（Peer to Peer Remote Copy）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)容災(zāi)方案。PPRC以存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，提供實(shí)時(shí)、同步與應(yīng)用無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)容災(zāi)方案。通過(guò)專用ESCON通道完成本地ESS存儲(chǔ)服務(wù)器到異地ESS的數(shù)據(jù)傳輸。

西北工業(yè)大學(xué)李戰(zhàn)懷等人建立一個(gè)基于Linux平臺(tái)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)——DDT（Data DisasterTolerance System on Linux）。DDT系統(tǒng)通過(guò)Linux內(nèi)核嵌入遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)，并結(jié)合快照備份機(jī)制，實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)容災(zāi)能力。

四川李濤等人實(shí)現(xiàn)基于Internet的跨平臺(tái)遠(yuǎn)程容災(zāi)系統(tǒng)，并提出一種基于Internet的大型文件鏡像模型，具有同步異步切換功能，能夠適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)狀況，具有良好容錯(cuò)能力和較強(qiáng)實(shí)時(shí)性。

這些模型和系統(tǒng)融合了SAN、NAS、鏡像、RAID、集群等技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同形式的復(fù)制過(guò)程。主要區(qū)別在于所使用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)不同。

4.3.2異地應(yīng)用級(jí)容災(zāi)產(chǎn)品與方案

浪潮公司研發(fā)的HA Cluster集群應(yīng)用容災(zāi)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)任意熱備服務(wù)器接管宕機(jī)服務(wù)器，集群熱備服務(wù)器不是固定的，而是根據(jù)服務(wù)器設(shè)定的優(yōu)先級(jí)和互斥性決定的。方案中在軟件設(shè)計(jì)上用Heart Beat作為信息交換樞紐，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控和失效監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)引入“浮動(dòng)IP”概念，避免失效切換引起的目標(biāo)服務(wù)器的切換。

數(shù)騰公司研發(fā)的CDAP持續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用保障設(shè)備可以提供實(shí)時(shí)容災(zāi)25臺(tái)本地或異地服務(wù)器，產(chǎn)品基于底層卷完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)備份，結(jié)合虛擬化技術(shù)和專業(yè)的遷移工具實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)容災(zāi)和接管業(yè)務(wù)，具有一定的硬件結(jié)構(gòu)一體化性和系統(tǒng)兼容性。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)有容災(zāi)備份手段存在運(yùn)維負(fù)擔(dān)大、技術(shù)要求高、兼容性差、應(yīng)急演練難度大等問(wèn)題，為解決信息系統(tǒng)面臨越來(lái)越多的人為或自然不確定因素威脅，需要進(jìn)一步對(duì)容災(zāi)備份技術(shù)深入研究。目前，隨著前沿容災(zāi)技術(shù)如持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)CDP、多點(diǎn)恢復(fù)等技術(shù)不斷發(fā)展，將會(huì)構(gòu)建更加安全、可靠的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉衛(wèi)平.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)容錯(cuò)與容災(zāi)技術(shù)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)， 2006.

[2] 劉曉潔，趙奎，曾金全，等.容災(zāi)抗毀系統(tǒng)研究[C].全國(guó)網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會(huì)論文集 （下冊(cè)）， 2007， 687.

[3] 陳華英.磁盤陣列 RAID 可靠性分析[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，35（3）：403-405.

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[7] 吳松，金海.存儲(chǔ)虛擬化研究[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 2003， 24（4）： 728-732.

[8] 張曉，張羽.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)遷移技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究， 2005， 22（4）： 106-108.

虛擬化[7]實(shí)現(xiàn)需要在存儲(chǔ)系統(tǒng)中加入一個(gè)新的虛擬化層，根據(jù)虛擬化層的位置可以劃分為在服務(wù)器端、在存儲(chǔ)設(shè)備端和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬化：

基于服務(wù)器的虛擬化將虛擬化層放在SAN中的服務(wù)器上，通過(guò)改造操作系統(tǒng)或者添加映射虛擬化層來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法不需要特殊硬件，以軟件模塊的形式將虛擬化層嵌入到應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)中，不足之處在于受SAN軟硬件環(huán)境制約，軟件模塊需要具備嵌入不同操作平臺(tái)的能力。另外此虛擬化方法是通過(guò)多服務(wù)器分布式操作實(shí)現(xiàn)的，任何一個(gè)服務(wù)器的不當(dāng)操作會(huì)影響數(shù)據(jù)資源的完整性。

基于存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化將虛擬化層放在存儲(chǔ)設(shè)備的控制器中，這種虛擬方式充分考慮存儲(chǔ)設(shè)備的物理特性，從虛擬化存儲(chǔ)中解放應(yīng)用服務(wù)器，達(dá)到很高的存儲(chǔ)性能。但是這種方法局限于存儲(chǔ)設(shè)備的同構(gòu)環(huán)境，而且價(jià)格高昂，系統(tǒng)調(diào)試管理權(quán)限必須交給存儲(chǔ)設(shè)備廠商。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬化通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能路由器、交換機(jī)，或者增加專用服務(wù)器等方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)是目前虛擬化技術(shù)的主流。

1） 基于交換機(jī)的虛擬化將虛擬化曾直接放置于交換機(jī)，通過(guò)改造或添加中間件的代碼使交換機(jī)同時(shí)完成交換功能和虛擬化功能，為了提高交換機(jī)的性能普遍采用緩存技術(shù)和優(yōu)化的緩存調(diào)度算法。

2） 基于存儲(chǔ)路由器的虛擬化是隨著SAN存儲(chǔ)路由技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)相似，具有路由功能和虛擬化功能，通過(guò)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換連接不同存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。這種方法不需要增加服務(wù)器軟件模塊，減少主機(jī)負(fù)載和復(fù)雜度，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中多點(diǎn)路由器還可以解決單點(diǎn)失效問(wèn)題。不足之處在于路由器投資較大。

3） 基于專用服務(wù)器的虛擬化方式是在SAN中采用一臺(tái)元數(shù)據(jù)服務(wù)器，只負(fù)責(zé)提供存儲(chǔ)虛擬化。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器所需數(shù)據(jù)不在本地存儲(chǔ)空間中，向?qū)Ｓ锰摂M存儲(chǔ)服務(wù)器發(fā)出申請(qǐng)，專用服務(wù)器將所需數(shù)據(jù)相關(guān)信息發(fā)送給該應(yīng)用服務(wù)器，且在此服務(wù)下次訪問(wèn)同樣數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)須申請(qǐng)便可直接存取，大大提高性能。

4.2 異地應(yīng)用容災(zāi)

一套完備的容災(zāi)系統(tǒng)除了要提供異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)保護(hù)，還需要完成業(yè)務(wù)的異地轉(zhuǎn)移提供應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)，這樣才能保證業(yè)務(wù)高可用和連續(xù)性。應(yīng)用容災(zāi)的目的是保證業(yè)務(wù)的無(wú)縫遷移，使用戶察覺不到產(chǎn)生服務(wù)系統(tǒng)的位置變化。應(yīng)用級(jí)的容災(zāi)是在數(shù)據(jù)級(jí)的基礎(chǔ)上增加對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)的備份，相關(guān)技術(shù)包括：失效檢測(cè)技術(shù)和服務(wù)遷移技術(shù)。

4.2.1失效檢測(cè)技術(shù)

失效檢測(cè)表現(xiàn)一種未雨綢繆的主動(dòng)性而不是災(zāi)難發(fā)生后“亡羊補(bǔ)牢”的被動(dòng)性，目前主要災(zāi)難檢測(cè)方法有心跳技術(shù)和檢查點(diǎn)技術(shù)。心跳技術(shù)是系統(tǒng)各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間都要向外廣播自身的狀態(tài)，如果周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)廣播消失則證明此節(jié)點(diǎn)失效。檢查點(diǎn)技術(shù)為主動(dòng)檢測(cè)手段，是每隔一段時(shí)間會(huì)對(duì)系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，若周期內(nèi)被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)沒有響應(yīng)，則認(rèn)為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)失效。兩種方法都存在周期問(wèn)題，如果周期太頻繁，會(huì)影響系統(tǒng)性能，占用系統(tǒng)資源；如果間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，檢測(cè)不靈敏，增加容災(zāi)難度和任務(wù)量。

4.2.2系統(tǒng)遷移技術(shù)

系統(tǒng)遷移技術(shù)[8]是保證災(zāi)難發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明的遷移，利用備用系統(tǒng)透明的代替生產(chǎn)系統(tǒng)，以保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。系統(tǒng)遷移技術(shù)主要分為基于DNS的遷移、基于IP重定向遷移和基于集群的遷移。

基于DNS遷移技術(shù)利用動(dòng)態(tài)域名解析系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)遷移，實(shí)時(shí)性較差；

基于IP重定向遷移技術(shù)利用重定向設(shè)備實(shí)現(xiàn)容災(zāi)自動(dòng)切換，智能性較高其，原理如圖6所示。

圖6 IP重定向示意圖

基于集群遷移技術(shù)指集群中任意節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，這個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的業(yè)務(wù)將由另一臺(tái)服務(wù)器承擔(dān)，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性，且成本較低。

4.3 異地容災(zāi)產(chǎn)品與分方案析

4.3.1 異地?cái)?shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)產(chǎn)品與方案

VERTIAS利用卷管理器將數(shù)據(jù)以異步或是同步方式通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)復(fù)制到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，無(wú)須復(fù)雜硬件和專用線路，復(fù)制過(guò)程占用主機(jī)性能。

IBM利用ESS企業(yè)存儲(chǔ)服務(wù)器和PPRC（Peer to Peer Remote Copy）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)容災(zāi)方案。PPRC以存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，提供實(shí)時(shí)、同步與應(yīng)用無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)容災(zāi)方案。通過(guò)專用ESCON通道完成本地ESS存儲(chǔ)服務(wù)器到異地ESS的數(shù)據(jù)傳輸。

西北工業(yè)大學(xué)李戰(zhàn)懷等人建立一個(gè)基于Linux平臺(tái)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)——DDT（Data DisasterTolerance System on Linux）。DDT系統(tǒng)通過(guò)Linux內(nèi)核嵌入遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)，并結(jié)合快照備份機(jī)制，實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)容災(zāi)能力。

四川李濤等人實(shí)現(xiàn)基于Internet的跨平臺(tái)遠(yuǎn)程容災(zāi)系統(tǒng)，并提出一種基于Internet的大型文件鏡像模型，具有同步異步切換功能，能夠適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)狀況，具有良好容錯(cuò)能力和較強(qiáng)實(shí)時(shí)性。

這些模型和系統(tǒng)融合了SAN、NAS、鏡像、RAID、集群等技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同形式的復(fù)制過(guò)程。主要區(qū)別在于所使用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)不同。

4.3.2異地應(yīng)用級(jí)容災(zāi)產(chǎn)品與方案

浪潮公司研發(fā)的HA Cluster集群應(yīng)用容災(zāi)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)任意熱備服務(wù)器接管宕機(jī)服務(wù)器，集群熱備服務(wù)器不是固定的，而是根據(jù)服務(wù)器設(shè)定的優(yōu)先級(jí)和互斥性決定的。方案中在軟件設(shè)計(jì)上用Heart Beat作為信息交換樞紐，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控和失效監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)引入“浮動(dòng)IP”概念，避免失效切換引起的目標(biāo)服務(wù)器的切換。

數(shù)騰公司研發(fā)的CDAP持續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用保障設(shè)備可以提供實(shí)時(shí)容災(zāi)25臺(tái)本地或異地服務(wù)器，產(chǎn)品基于底層卷完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)備份，結(jié)合虛擬化技術(shù)和專業(yè)的遷移工具實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)容災(zāi)和接管業(yè)務(wù)，具有一定的硬件結(jié)構(gòu)一體化性和系統(tǒng)兼容性。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)有容災(zāi)備份手段存在運(yùn)維負(fù)擔(dān)大、技術(shù)要求高、兼容性差、應(yīng)急演練難度大等問(wèn)題，為解決信息系統(tǒng)面臨越來(lái)越多的人為或自然不確定因素威脅，需要進(jìn)一步對(duì)容災(zāi)備份技術(shù)深入研究。目前，隨著前沿容災(zāi)技術(shù)如持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)CDP、多點(diǎn)恢復(fù)等技術(shù)不斷發(fā)展，將會(huì)構(gòu)建更加安全、可靠的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)。

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