一、災(zāi)備的定義

1.1 什么是災(zāi)備？

災(zāi)備指的是用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)手段和方法，提前建立起可靠的應(yīng)急方式，來應(yīng)對突發(fā)事件的發(fā)生。

災(zāi)備包括容災(zāi)系統(tǒng)和備份系統(tǒng)。

1.2 備份和容災(zāi)的概念

1.2.1 備份

備份：保障數(shù)據(jù)的安全性，備份指的是將全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)集合從生產(chǎn)主機硬盤或陣列中保存到其他的存儲介質(zhì)的過程。

1.2.2 容災(zāi)

容災(zāi)：保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性，容災(zāi)指的是在較遠(yuǎn)的異地建立兩套或者多套相同的、包含完整基礎(chǔ)設(shè)施（計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、電力制冷等）的IT系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，當(dāng)主數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障，可以利用備數(shù)據(jù)中心快速恢復(fù)業(yè)務(wù)。

1.2.3 兩者區(qū)別

保護(hù)對象：備份保護(hù)的是數(shù)據(jù)，容災(zāi)保護(hù)的是業(yè)務(wù)連續(xù)性。

實現(xiàn)方式：備份采用備份軟件技術(shù)實現(xiàn)，而容災(zāi)通過復(fù)制或者鏡像軟件實現(xiàn)。

時間周期：數(shù)據(jù)保護(hù)的周期不一致，復(fù)制或者鏡像的時間周期更短。

補充：歸檔使用的是備份。

1.2.4 兩者關(guān)系

只有備份：

如果只有備份，業(yè)務(wù)無法快速恢復(fù)，數(shù)據(jù)恢復(fù)需要時間，這段時間對某些行業(yè)帶來的損失是無法估量的。另外，備份一般是周期性執(zhí)行的，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，從恢復(fù)復(fù)時間到上次備份時間之間的數(shù)據(jù)就會丟失。

只有容災(zāi)：

如果只有容災(zāi)，業(yè)務(wù)可以快速恢復(fù)，數(shù)據(jù)也可以被保護(hù)，但是生產(chǎn)段有錯誤的操作，或者系統(tǒng)升級失敗之類的，也會被同步到容災(zāi)端，從而造成業(yè)務(wù)的中斷。

1.3 災(zāi)備提供的保護(hù)

二、災(zāi)備的作用

2.1 存在的問題

2.1.1 數(shù)據(jù)中心存在的問題

• 病毒、操作系統(tǒng)漏洞
• 人為的誤操作
• 恐怖襲擊
• 電力故障
• 硬件故障
• 自然災(zāi)害（地震、洪水、臺風(fēng)）

2.1.2 沒有災(zāi)備會怎么樣？

• 業(yè)務(wù)中斷
• 數(shù)據(jù)丟失
• 客戶投訴
• 業(yè)務(wù)下滑
• 經(jīng)濟(jì)賠償
• 公司倒閉

（數(shù)據(jù)是無價的，丟了的話問題很大哇！）

2.2 備份的作用

2.2.1 存儲層面，配置備份的五大部分：

1. 備份子客戶端
2. 備份任務(wù)執(zhí)行載體
3. 存儲策略
4. 備份介質(zhì)
5. 重刪策略
6. 保留策略
7. 寫IO數(shù)
8. 備份內(nèi)容
9. 所需備份的內(nèi)容
10. 過濾不需備份的內(nèi)容
11. 備份策略
12. 重刪策略
13. 備份類型
14. 備份計劃
15. 性能優(yōu)化
16. 客戶端對數(shù)據(jù)的讀流數(shù)

2.2.2 云計算層面

云服務(wù)器備份服務(wù)（CSBS）：Cloud Server Backup Service，為云服務(wù)器提供整機備份功能，支持基于多云硬盤一致性快照技術(shù)的本地備份，以及對備份數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程復(fù)制，并支持利用備份數(shù)據(jù)恢復(fù)云服務(wù)器數(shù)據(jù)，最大限度保障用戶數(shù)據(jù)的安全性和正確性，確保業(yè)務(wù)安全。

云硬盤備份服務(wù)（VBS）：Volume Backup Service，基于云硬盤的備份服務(wù)。用戶可為云硬盤創(chuàng)建備份，利用備份數(shù)據(jù)回滾云硬盤，以最大限度保證用戶數(shù)據(jù)正確性和安全性。

2.2.3 復(fù)制類型

同步復(fù)制：實時同步進(jìn)行復(fù)制。

異步復(fù)制：異步復(fù)制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)一致性有待商榷。

2.3 容災(zāi)的作用

2.3.1 容災(zāi)的應(yīng)用場景

• 本地高可用容災(zāi)（HA）
• 主備容災(zāi)（AS）
• 雙活數(shù)據(jù)中心（AA）
• 兩地三中心（3DC）

2.3.2 容災(zāi)解決方案全景圖

本地生產(chǎn)中心：

• 本地高可用解決方案

同城容災(zāi)方案（<100km）：

• 雙活數(shù)據(jù)中心解決方案
• 主備容災(zāi)解決方案

異地容災(zāi)方案（>100km）：

• 兩地三中心容災(zāi)解決方案
• 主備容災(zāi)解決方案

2.3.3 本地高可用方案

優(yōu)點：

• 業(yè)務(wù)0中斷
• 數(shù)據(jù)0丟失
• 業(yè)務(wù)級高可靠。

本地高可用：本地高可用通常為近距離的同一個機房內(nèi)，使用實時鏡像和同步復(fù)制的方案，由于帶寬和距離很近，通常要求RPO=0。

2.3.4 主備容災(zāi)方案

優(yōu)點：

• RPO≈0
• TCO低，存儲高中低端互通，異構(gòu)、利舊。
• 全局拓?fù)洹⒓懈婢?/li>
• 自動化，一鍵式容災(zāi)演練、恢復(fù)

關(guān)鍵技術(shù)：HyperReplication

2.3.5 雙活數(shù)據(jù)中心容災(zāi)方案

優(yōu)點：

• 6層雙活架構(gòu)。
• 業(yè)務(wù)0中斷，數(shù)據(jù)0丟失。

關(guān)鍵技術(shù)：HyperMetro

2.3.6 兩地三中心方案（級聯(lián)/并行）

三、災(zāi)備的衡量

3.1 備份類型

補充：

備份窗口：它指用戶正常使用業(yè)務(wù)系統(tǒng)不受影響的情況下，能夠?qū)I(yè)務(wù)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的時間間隔，或者說是用于備份的時間段。

3.1.1 完全備份

完全備份：又叫全量備份，對某一時間點上的所有數(shù)據(jù)的一個完全拷貝。備份發(fā)起后變更的數(shù)據(jù)將在下一次進(jìn)行備份，又稱為全量備份。

• 優(yōu)點：能夠基于上一次的完全備份恢復(fù)數(shù)據(jù)，恢復(fù)窗口小。
• 缺點：占用空間大，備份時間長，備份窗口大。

3.1.2 累計增量式備份

累積增量式備份：以上一次完全備份為基準(zhǔn)進(jìn)行備份，若之前從未進(jìn)行過備份，則備份所有數(shù)據(jù)。

• 優(yōu)點：相對完全備份來說，可以節(jié)約一個完全備份的存儲空間，備份窗口較小，恢復(fù)窗口較小。
• 缺點：恢復(fù)時必須依賴上一次完全備份和本次的累計增量式備份才能完全恢復(fù)數(shù)據(jù)，回復(fù)時間較差異增量式備份較短。

3.1.3 差異增量式備份

差異增量式備份：以上一次備份為基準(zhǔn)進(jìn)行備份，若之前從未進(jìn)行過備份，則備份所有文件。

• 優(yōu)點：能夠最大限度地節(jié)省存儲空間，備份窗口小。
• 缺點：數(shù)據(jù)恢復(fù)時必須以來上一次完全備份和每一次的差異增量式備份才能對數(shù)據(jù)進(jìn)行完整恢復(fù)，恢復(fù)時數(shù)據(jù)重構(gòu)較慢，恢復(fù)時間較長。

3.1.4 備份策略原則

• 結(jié)合完全備份使用，但不要在同一個策略中結(jié)合使用累計增量式備份和差異增量式備份。
• 通常應(yīng)用環(huán)境對備份空間和備份窗口的要求較高，因此更多的結(jié)合使用完全備份和差異增量式備份。

3.2 災(zāi)備的指標(biāo)

3.2.1 恢復(fù)點目標(biāo)（RPO）

恢復(fù)點目標(biāo)（RPO）：當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生故障時，可以容忍數(shù)據(jù)丟失的數(shù)量，單位為時間。

舉例：8點進(jìn)行備份，9點丟數(shù)據(jù)，RPO=1小時，丟了一個小時的數(shù)據(jù)。

3.2.2 恢復(fù)時間目標(biāo)（RTO）

恢復(fù)時間目標(biāo)（RTO）：當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)生故障時，可以容忍業(yè)務(wù)中斷的時間，單位為時間。

舉例：比如災(zāi)難發(fā)生后半天內(nèi)需要恢復(fù)數(shù)據(jù)，那么RTO就是12小時。

3.2.3 綜合標(biāo)準(zhǔn)

RTO/RPO 與災(zāi)難恢復(fù)能力等級關(guān)系（GB/T 20988-2007）

四、災(zāi)備的實現(xiàn)

4.1 備份的方式

這個在備份組網(wǎng)那一塊再詳細(xì)補充...

這里參考：圖解三種備份方式(LAN,LAN free,Server free)_star&storage的技術(shù)博客_51CTO博客

4.1.1 LAN-Base

LAN-Base，這種方式很簡單，直接在生產(chǎn)服務(wù)器上安裝備份代理，部署一臺備份服務(wù)器，這樣即可完成備份，不過這種方式不適合數(shù)據(jù)量非常大的環(huán)境。因為如果備份數(shù)據(jù)量非常大，會占用以太網(wǎng)的帶寬，雖然說備份操作一般在晚上進(jìn)行。但是這種方式還是不適合大數(shù)據(jù)量的情況。因此有了LAN-Free備份。

4.1.2 LAN-Free

LAN-Free，顧名思義，即釋放了LAN的壓力。如上圖所示，數(shù)據(jù)流直接從File server經(jīng)過FC switch備份到Tape，而不經(jīng)過Lan，這樣就不會占用主網(wǎng)絡(luò)的帶寬。但是數(shù)據(jù)仍然會通過文件服務(wù)器的本地磁盤--內(nèi)存—FC switch這步，因此仍然會消耗File server的資源。因此有了下面的Server Free備份來盡可能的減少生產(chǎn)服務(wù)器的壓力。

4.1.3 Server-Free

Server-Free，即備份時數(shù)據(jù)不流經(jīng)服務(wù)器的總線和內(nèi)存，如上圖，文件服務(wù)器使用SAN的File Server Storage空間，現(xiàn)在需要備份文件服務(wù)器，則只需將File Server Storage的數(shù)據(jù)直接備份到Tape。此時文件服務(wù)器只需要發(fā)出SCSI擴(kuò)展復(fù)制命令，剩下的事情就是File Server Storage和Tape之間的事情了，這樣就減輕了文件服務(wù)器的很多壓力，使它可以專注于對外提供文件服務(wù)，而不需要再消耗大量CPU、內(nèi)存、IO在備份的事情上了。

或者還有一種方式即NDMP，Network Data Management Protocol，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理協(xié)議。它是一種支持智能數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、磁帶庫設(shè)備及備份應(yīng)用程序之間互相通信以完成備份過程的通信協(xié)議。服務(wù)器只要向支持NDMP協(xié)議的存儲設(shè)備發(fā)送NDMP指令，即可讓存儲設(shè)備將其自己的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到其他設(shè)備上，而不需要流經(jīng)服務(wù)器主機。

4.2 備份介質(zhì)

• 磁盤陣列
• 磁帶庫
• 虛擬帶庫
• 光盤塔、光盤庫
• 云存儲
• 一體機（將主服務(wù)器、介質(zhì)服務(wù)器、備份介質(zhì)集成到一個物理設(shè)備上。例如華為的HDP3500E）

4.3 備份設(shè)計原則

1. 客戶需求（需要備份的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)量、備份的對象）
2. 備份策略（數(shù)據(jù)備份的周期、數(shù)據(jù)備份的時間點）
3. 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（帶寬的大小、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、組網(wǎng)類型）
4. 存儲規(guī)劃（備份數(shù)據(jù)量、未來數(shù)據(jù)增長量）

4.4 容災(zāi)的方式

4.5 容災(zāi)技術(shù)

4.5.1 主機層數(shù)據(jù)復(fù)制

主機層數(shù)據(jù)復(fù)制：在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心的服務(wù)器上安裝專用的數(shù)據(jù)復(fù)制軟件，如卷復(fù)制軟件，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)制功能。兩中心間必須有網(wǎng)絡(luò)連接作為數(shù)據(jù)通道。可以在服務(wù)器層增加應(yīng)用遠(yuǎn)程切換功能軟件，從而構(gòu)成完整的應(yīng)用級容災(zāi)方案。這種數(shù)據(jù)復(fù)制方式相對投入較少，主要是軟件的采購成本；兼容性較好，可以兼容不同品牌的服務(wù)器和存儲設(shè)備，較適合硬件組成復(fù)雜的用戶。但這種方式要在服務(wù)器上通過軟件來實現(xiàn)同步操作，占用主機資源和網(wǎng)絡(luò)資源非常大。

4.5.2 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)復(fù)制

網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)復(fù)制：在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心的服務(wù)器上安裝專用的數(shù)據(jù)復(fù)制軟件，如卷復(fù)制軟件，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)制功能。兩中心間必須有網(wǎng)絡(luò)連接作為數(shù)據(jù)通道。可以在服務(wù)器層增加應(yīng)用遠(yuǎn)程切換功能軟件，從而構(gòu)成完整的應(yīng)用級容災(zāi)方案。這種數(shù)據(jù)復(fù)制方式相對投入較少，主要是軟件的采購成本；兼容性較好，可以兼容不同品牌的服務(wù)器和存儲設(shè)備，較適合硬件組成復(fù)雜的用戶。但這種方式要在服務(wù)器上通過軟件來實現(xiàn)同步操作，占用主機資源和網(wǎng)絡(luò)資源非常大。

4.5.3 存儲層數(shù)據(jù)復(fù)制

存儲層數(shù)據(jù)復(fù)制：要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的復(fù)制需要在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心都部署一套這樣的存儲系統(tǒng)，數(shù)據(jù)復(fù)制功能由存儲系統(tǒng)實現(xiàn)。如果距離比較近(幾十公里之內(nèi))，之間的鏈路可由兩中心的存儲交換機通過光纖直接連接;如果距離在200公里內(nèi)，可通過增加DWDM等設(shè)備直接進(jìn)行光纖連接;超過200公里，則可增加存儲路由器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換途徑WAN或Internet實現(xiàn)連接。因此，從理論上可實現(xiàn)無限制連接。在存儲層實現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)制功能是很成熟的技術(shù)，而且對應(yīng)用服務(wù)器的性能基本沒有影響。目前，這種容災(zāi)方案穩(wěn)定性高、對服務(wù)器性能基本無影響，是容災(zāi)方案的主流選擇。

本文作者：SkyBiuBiu

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