数据保护

数据保护概述

数据保护方案概述

基于发展业务和快速决策的需要，企业越来越依赖于信息系统，而越来越多的数据也成为企业的核心价值所在。在存储整合前，基于对数据重要性的认知，大部分企业会有或多或少的手工或半手工的数据保护，如备份到本机磁带、数据库内置的数据导出等。随着应用系统越来越多，这种分散的保护（如下图）面临的挑战也越来越多：

·如何满足数据增长带来的备份速度要求
    ·如何管理日益增多的备份介质
    ·如何提高数据恢复的服务级别
    ·如何保证备份数据是安全的、可恢复的

一般来讲，对数据的保护基本可分两大类：数据复制和数据备份。数据复制主要是为了防止单个硬件或单点（如机房、大楼被毁）硬件故障、灭失造成的数据丢失；数据备份主要是为了防止软件或逻辑的故障，如人为误操作、病毒、黑客等造成的数据丢失。

备份和恢复概述

常见的备份从原理结构上可大致分四种：传统网络备份、重复数据删除备份、快照和持续数据保护（CDP）。

传统网络备份按照备份数据流的走向可细分为LAN备份，即数据通过局域网备份；LAN-Free备份，即数据直接通过SAN备份；Server-Less备份，即数据不通过应用服务器直接备份。而对于NAS设备，还可通过NAS后端通过NDMP直接备份。

传统网络备份中按照备份介质不同还可分为备份到磁带或磁带库（Disk to Tape）、备份到磁盘或虚拟磁带库（Disk to Disk）。

而重复数据删除（De-Duplication）在大量重复数据的文件备份和异地分支机构备份中尤其突出。

快照和CDP大致可分别理解为给数据存储状况拍照片和拍录像。

备份中需考虑的因素比较多，如数据源的类型和结构、备份数据流的结构走向、备份软件、备份介质、备份的形式、备份的策略等等，这些因素都会影响备份结果。所以企业应该按照备份的目标即备份恢复点目标（RPO）和恢复时间目标（RTO）来选择适合的备份系统。下述简单比较供参考：

备份方式	主要优点	缺点	典型使用范围
LAN	投资少；实施相对简单；起步低	备份时影响应用性能；网络速度决定了备份速度不高	首次集中备份；晚上不使用或很少使用IT系统；数据量不大，如少于1TB的
LAN-Free	备份对应用影响少；速度快	比较复杂；投资较大	24小时持续负荷运行；数据量较大，如几个到十几个TB
ServerLess	备份几乎对应用无影响；速度快	很复杂，投资大；成功案例不多	24小时运行；对应用性能要求苛刻；数据量比较大
NDMP	不影响应用性能	只适用于支持NDMP协议的NAS	NAS应用环境
SNAP	速度极快（秒级）；投资较少	占用主存约20%空间；快照数据和数据源都在同一存储柜，保护不完整；	已经存储集中；需要快速恢复到较短时间前的；一般和其它备份方式配合使用
CDP	持续数据保护，零丢失；不影响应用性能	昂贵；复杂；存放备份容量高	核心应用，数据不允许丢失；数据量中等或以下
De-Dup	删除了重复数据对备份网络性能和容量负担减轻；几乎每次都可做全备，恢复快	更适合文件系统或小型数据库；	大量文件；分支机构；数据量中等或以下

介质比较	主要优点	缺点	典型使用范围
磁带库	大容量；单位容量便宜	易损，维护复杂；难立即验证备份结果	初次集中备份；性能要求不很高；超大容量数据
磁盘阵列	备份和恢复速度快；可验证备份结果；易维护	同比磁带库单位容量贵；不兼容磁带库模式，需要独立的软件许可	对备份和恢复要求高；数据量中等或以下；新上集中备份系统
虚拟磁带库	除了磁盘阵列的优势，一般带重复数据删除；完全兼容磁带库模式	同比磁带库单位容量贵；国内服务支持较少	只需替换磁带库从而立即获得备份和恢复的性能提高，无须更改备份形式和软件

典型数据备份方案参考：

·高性价比的数据备份解决方案（LAN B2D）
    ·高性能的数据备份解决方案（ SAN B2 D or VTL）
    ·超大容量的数据备份解决方案（ADA+Centera+VTL）
    ·分支机构的数据备份解决方案（Avamar）
    ·大量文件的数据备份解决方案（Avamar）
    ·桌面系统和数据的备份解决方案（Atempo LiveBackup）

数据复制概述

从复制的形式上分，数据复制可分成同步、异步两种。同步复制可确保两份数据完全一致，因而适合核心业务或对数据要求苛刻的应用；因同步的流程特性，对网络的性能要求很高，因而一般需要复制源和目标之间光纤直连，并且对距离有限制。同步复制在没有收到源及目标端的写完成确认前，不会返回给服务器确认信息，以确保两份数据完全一致，流程如下：

    1.在源端收到由服务器发过来的写I/O操作
    2.I/O同步写到源及目标端
    3.目标端返回确认写操作给源端
    4.返回I/O写完成给服务器

异步复制因无需等待复制目标端返回确认信息即可进行下一步操作，所以相对比较灵活，对网络要求也没有那么苛刻，对距离也没有原则上的限制。但正因为使用了这种模式，有可能会造成源和目标端的数据不一致，也即可能会有部分的数据丢失，具体的丢失多少视网络等情况而定。

从结构上分，数据复制可以分成三种：基于服务器、基于存储网络或基于磁盘阵列三种。

基于服务器的复制利用IP网络实现复制，因而较经济，技术门槛也较低，不受传输距离的限制，较合适于起步或远距离数据复制。也恰恰是基于IP网络，性能会受到限制；同时主机端需要安装软件，并需占用主机的部分性能；当服务器数量比较多时，维护、恢复的工作量也迅速上升，因而比较合适较少的几台服务器的环境中。典型的产品如EMC Replistor等。当然，也有些基于数据库复制的解决方案如针对Oracle的DSG等在特定环境也是非常优秀的解决方案。

基于存储网络的复制基于存储交换机，也就是在交换机端把数据分离并复制到目标中。这种方案不影响服务器性能、高速稳定，而不足的是大都运行在Brocade、Cisco等SAN交换机上，对交换机性能和扩展能力要求比较高，若当前SAN交换机不兼容活性能不够的，需要改造SAN网络；还有，这种解决方案的实际案例相对来说还不是很多。

基于磁盘阵列的复制是最常见形式之一。当今主流的磁盘阵列都有自己的复制软件，如EMC CLARiiON的MirrorView，DMX的SRDF等。基于磁盘阵列的复制是目前性能最好、最可靠、最常用的复制解决方案。基于磁盘阵列之间的复制已经完全不影响服务器的性能，尤其在服务器较多的环境中优势突出；同时因利用了稳定、高性能的SAN网络，复制的速度也非常迅速，比较适合做同步复制；支持iSCSI的磁盘阵列也可以利用IP网进行数据复制，受限于IP网络的性能和不确定性，一般采用异步复制的方式。基于磁盘阵列的方案虽然有众多优点，但也存在如技术门槛高、投资较大、一般在同品牌磁盘阵列间使用更稳定等局限性。当然，随着技术的发展，也已经有异构的方案可以选择，如EMC RecoverPoint等。

几种复制方案的简单对比如下：

复制比较	主要优点	缺点	典型使用范围
基于服务器	易建，利用IP网，投资少起步快；可适用于两地距离非常远的环境	需要安装客户端软件，影响服务器性能和稳定；性能受限，一般多用于异步复制，数据保护不彻底；恢复比较复杂、耗时，尤其在多服务器环境	起步阶段，尚未建设SAN；服务器数量少，两地距离较远；经费较少，对数据丢失量不是非常敏感
基于存储网络	和服务器、磁盘阵列无关，扩展性好；性能好	多点复制投资较大，对交换机要求高，成功案例少	少数几个地点、多种服务器、多种品牌的磁盘阵列，对数据服务停顿或数据丢失很敏感
基于磁盘阵列	高性能、稳定；对服务器无影响；适合做同步复制或两种方式结合的环境；服务器众多的环境下维护反而有优势	投资大，有一定技术门槛；一般在同品牌磁盘阵列间复制	已经有或规划建设SAN环境；对数据服务停顿或数据丢失很敏感，尤其是24小时运行的IT系统。

典型数据复制容灾方案参考：
    ·高性价比的数据复制解决方案（Replistor）
    ·高性能的数据复制解决方案（ MirrorView）
    ·异构的数据复制解决方案（RecoverPoint）

高性能复制解决方案

高性能复制解决方案基于磁盘阵列的复制适用客户有数据中心的高等院校；运行关键业务系统的中大型制造企业；有 HIS 、 PACS 系统的大型医院；省、市级政府机关；小规模金融企业详细...

高性能的数据备份

高性能的数据备份适合客户中型制造业、高校、大型医院、政府机构等。典型特点如下：存储已经整合，拥有 SAN 网络有集中备份，但通过局域网目前有多台服务器，如 10 台以上详细...

高性价比基于磁盘的网络数据备份

高性价比基于磁盘的网络数据备份适合客户小型制造业、一般院校、小型医院、地方政府机构等。典型特点如下：数据不备份或者手工备份到磁带目前有多台服务器，如 5 台以上，详细...

超大容量的数据备份

适合客户大型制造业、高校、大型医院、政府机构、媒体等。典型特点如下：存储已经整合，拥有 SAN 和完备的备份系统数据量很大，一般在 10TB 以上，并且历史数据不能删除、丢失详细...

网络带宽受限的分支机构数据备份

网络带宽受限的分支机构数据备份适合客户大中型制造业、零售企业、政府机构、媒体等。典型特点如下：数据分散，分支机构众多分支机构之间连接网络的带宽较小目前有多种详细...

备份方式	主要优点	缺点	典型使用范围
LAN	投资少；实施相对简单；起步低	备份时影响应用性能；网络速度决定了备份速度不高	首次集中备份；晚上不使用或很少使用IT系统；数据量不大，如少于1TB的
LAN-Free	备份对应用影响少；速度快	比较复杂；投资较大	24小时持续负荷运行；数据量较大，如几个到十几个TB
ServerLess	备份几乎对应用无影响；速度快	很复杂，投资大；成功案例不多	24小时运行；对应用性能要求苛刻；数据量比较大
NDMP	不影响应用性能	只适用于支持NDMP协议的NAS	NAS应用环境
SNAP	速度极快（秒级）；投资较少	占用主存约20%空间；快照数据和数据源都在同一存储柜，保护不完整；	已经存储集中；需要快速恢复到较短时间前的；一般和其它备份方式配合使用
CDP	持续数据保护，零丢失；不影响应用性能	昂贵；复杂；存放备份容量高	核心应用，数据不允许丢失；数据量中等或以下
De-Dup	删除了重复数据对备份网络性能和容量负担减轻；几乎每次都可做全备，恢复快	更适合文件系统或小型数据库；	大量文件；分支机构；数据量中等或以下