劳动保障容灾系统解决方案分析(3)

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摘要：TrueCopy Sync与Async软件支持开放系统和OS390系统环境。NanoCopy解决方案允许用户在世界任何地方，获得完全不间断的、连续的PIT时间段（Point in Time）的远程数

TrueCopy Sync与Async软件支持开放系统和OS390系统环境。NanoCopy解决方案允许用户在世界任何地方，获得完全不间断的、连续的PIT时间段（Point in Time）的远程数据拷贝。HXRC扩展的远程拷贝软件完全与IBM大型主机OS390系统的XRC软件和GDPS解决方案兼容，满足用户不同的远程数据备份方案和要求。

4.3 TrueCopy Synchronous远程容灾同步方式数据备份软件

在同步方式下，远端的数据拷贝与本地的数据拷贝或生产数据永远保持一致，远端拷贝永远是本地数据盘的“镜像”。

备份存储系统总是与生产存储系统数据同步，本地存储系统与备份端存储系统同步进行相同的I/O更新，备份端存储系统在更新时总是与生产端存储系统保持完全一致的顺序，以保证数据的一致性和完整性。当生产中心发生灾难时，不会出现数据丢失。

不依赖于主机系统、文件系统、数据库系统，具有基于存储系统的工作机制，它利用存储系统控制器的控制台来启动、监控、控制远程数据备份的操作。

在进行远程数据备份时，生产主机的应用程序系统发出写I/O指令，生产中心的存储系统同时向本地磁盘和备份端的存储系统发出写操作指令，等候备份端存储系统回复写操作完成以后，生产中心的存储系统才向主机应用程序回复I/O完成，因此主机应用程序每次I/O将承受备份端存储系统I/O确认的延迟，以及由此带来的主机系统处理能力降低和资源消耗的冲击。

受应用系统I/O读写的活动频率、网络带宽、可以容忍的交易响应时间和其他因素的影响，远程同步工作方式有距离的限制，一般小于25公里。

以异步方式实现可靠的、经济的、可实施的容灾解决方案，可以解决由于远程同步镜像方式给生产应用系统性能造成的巨大冲击和系统的压力，并解决异地长距离的场地部署问题。

在TrueCopy的远程容灾异步方式下，通过时间戳、分组号可以保证数据的一致性和完整性，并在灾难发生时的数据丢失最少，恢复时间短，极大地提升了用户的投资回报率，而不需要额外的投资。

在异步方式下，生产系统所发出的I/O操作至本地存储系统，本地存储系统处理后即通知主机结束本次I/O，然后本地生产存储系统将多个累计的写I/O异步（几乎实时发送）不一定按顺序传送到备份中心的存储系统，因此在异步方式下，对应用系统的性能没有任何影响。

由于I/O操作不是同步传送到备份中心，就存在数据的传送顺序与实际数据操作顺序不一致的问题。为了解决这一问题，HDS容灾软件对每个写入生产中心存储系统的I/O都打上一个时间戳（TimeStamp）并进行一致性分组（Consistency Group），在数据传输至备份中心时，备份中心存储系统严格按照此时间戳的时间顺序重新排列并写入相应的逻辑卷中，从而保证了备份数据的逻辑一致性与完整性。目前，HDS的TrueCopy软件其独有的时间戳（Timestamp）和一致性组（Consistency Group）技术，是目前存储业界惟一可行且安全的存储系统之间的异步数据备份方案并被广大用户采用。

由于数据异步远程更新，应用程序不必等待远程更新的完成，因此远程数据备份的性能影响因素通常较小，并且备份磁盘的距离和生产磁盘间的距离理论上没有限制。只有在当传送中的数据在生产磁盘控制器或在TCA中还没有形成数据一致组时生产中心发生灾难，这些“in-flight”的数据才会丢失。但TrueCopy通过Consistency Group技术保证灾难发生时已经发送到备份中心的数据将保持一致性，因此在系统和应用程序重新启动之前，需要恢复那些“in-flight”丢失的数据。所花费的时间和造成的影响取决于客户的环境，例如应用程序和设备配置的复杂性，更新的完整性等。

HDS支持的容灾通信链路协议为：Fibre Channel、ESCON、DWDM、ATM、E1/E3、IP、SONET 等。如果采用ESCON通道直连方式，最大的距离可以为43公里；如果采用光纤通道直连，最大距离为10公里（长波单模光纤）；如果采用DWDM，最大的距离可以达到100公里（上述通信链路可以运行在同步方式）。如果在ATM、E1/E3或IP链路下，采用异步方式，理论上可以达到无限距离。

5 结束语

容灾系统的建设是一个系统工程，并不仅仅是建立海量存储系统和实现数据的远程备份，更重要的是建立容灾系统的管理制度、制定应急计划和进行系统的切换演练。只有这样，才能保证在灾难发生时，及时、有序地切换到容灾系统上运行，保证应用系统的业务连续性。

0 引言劳动保障容灾系统基于业务连续性考虑，在业务连续性计划中必须包含备份系统和灾难备份系统，实现备份和灾难备份一体化管理，从而最大程度地降低业务连续性计划建设成本，增加灾难备份中心的可用性。基于劳动保障的业务特征和业务连续性计划要求，以下关键要素需要在灾难备份系统建设中获得重点支持。劳动保障容灾系统设计目标是构建统一的灾备一体化管理平台；灾难系统切换时间不超过30分钟，最好在10分钟以内；灾难切换保证零数据丢失；灾难系统支持计划内维护，计划内维护切换时间控制在5分钟以内；在实施和运行过程中生产系统的保障和低干扰性；充分考虑现有系统架构，保护现有投资；充分考虑综合备份平台未来的扩展应用。1 灾备系统建设的主要技术目标灾备一体化要求 要求同时实现备份和灾难备份；备份要满足相同的RTO和RPO业务连续性计划。RTO和RPO要求 RPO：零数据丢失；RTO：不超过30分钟，最好控制在10分钟之内。优先级别：在RPO和RTO冲突的时候优先保障RPO。多种灾难切换方式：提供自动灾难系统切换和手动灾难切换方式。计划内维护要求：计划内维护切换时间不多于5分钟。数据同步技术 要求通过物理方式进行数据同步；提供同步和异步两种方式。2 数据保护灾难备份数据的完整性：灾难备份具有备份的完备性，可以在RTO时间约束之内恢复失败导致的系统故障，至少包括以下失败情形：部分磁盘、文件系统、主机、磁盘柜等各种物理部件导致的失败；火灾，电力以及其他因素导致的失败；数据块导致的数据库无法启动，数据丢失等逻辑失败；人类误操作以及入侵等导致的失败。⑴ 生产系统保障和系统容错性要求生产系统性能影响不超过5%；容灾系统不会降低生产系统可用性；网络链路短暂故障（分钟量级）不会对生产系统产生影响；网络链路长期故障（小时量级）不会对生产系统产生影响；网络链路密集的短暂故障（秒量级）要求不会对生产系统产生影响；网络链路容错性能支持网络链路的容错，可以利用网络的备份链路；系统硬件比如网卡，磁盘以及控制卡等故障不会对生产系统产生影响；灾备系统的软件比如灾难系统管理软件部件等故障不会对生产系统产生影响。⑵ 网络要求网络协议采用IP或SAN；不要求很高的网络稳定性；网络带宽一般要求百兆或者千兆带宽；RTT响应要求在10ms以内，某些情况下可允许50ms以内。⑶ 灾备系统成本和性能灾备中心基础平台资源实现共享；灾备系统具有足够匹配生产系统的性能。⑷ 原址运行要求存储系统失败时，在生产系统主机可用的情况下可以支持系统原址运行；部分文件失败时，可以支持系统原址运行；在RTO允许的范围之内能进行原址恢复。⑸ 误操作防范要求依据业务规则对核心资料表格建立明确的误操作防范机制；从根本上防止DDL误操作的发生，包括Drop Table,Truncate Table,Drop Partition,Truncate Partition和Drop Tablespace等行为。3 容灾演习及容灾切换3.1 容灾演习容灾演习的目的是验证容灾系统是否真的能够接管业务，包括容灾系统数据库复制功能、应用程序和网络是否真能接管业务，同时用以了解如何进行业务接管，以及对制定的容灾切换流程进行验证。为了使容灾系统的演习的影响尽量小，同时也能达到演习的目的，可通过以下两种方式来演练：⑴ 在容灾系统上直接接管业务将业务切换到容灾数据库复制系统上运行几天，用以验证容灾数据库复制功能是否能够起到容灾作用。当容灾演习结束后，需要利用HDS的全同步功能将容灾中心的数据反向同步到生产系统，等数据达到完全一致后再将业务回切到生产系统。⑵ 将容灾数据导出到另外一台机器上演习将容灾系统上的数据库文件复制到另外一台服务器上，这台服务器专门用于将需要接管数据库复制的数据导出来作验证。这种方式可以验证从应用程序到容灾数据库复制系统的切换过程，以及验证容灾数据库复制机制是否真的能够支持应用程序的运行。以上两种方式相比起来，方式一能够完全的验证容灾系统，但是会大面积的影响到业务，操作起来非常复杂，而且数据的反向恢复过程需要花费一定的时间；方式二虽然没有实际接管业务，但却从很大程度上检验了应用程序和容灾数据库复制系统之间的配合情况，这种演习简单易行，易于经常实施。因此我们建议方式一只需要作1～2次来验证灾难切换的流程，制定切换规范。方式二?切换的方式业务切换方式可分为自动方式和手动方式两种。我们不建议对应用系统采用远程自动切换方式，主要原因如下：需要进行异地切换的情形无外乎是计划内切换和计划外切换两种。对于计划内切换，很明显没有必要采用自动切换的方式；计划外容灾切换，通常是发生在重大故障或灾难的情况下（否则，本地Cluster切换就可以解决）。在重大故障或灾难情况下，容灾切换决策是业务连续性管理中非常重要的流程，不建议跳过容灾切换决策的过程。此外，应用切换后还应该进行业务验证的工作，这部分工作通常是由人工来完成的。应用自动切换是由软件实现的（远程Cluster软件）。它通过心跳线对两个中心进行监控，心跳线上的信息通过网络来传输，网络可以是IP网络或其他网络。当传输心跳信息的多个网络同时发生故障（这是完全可能的，尤其是远程网络），Cluster会无法判断应该在哪个中心运行，这就会导致应用系统和业务数据的严重紊乱，应用系统甚至有可能在两个中心之间不停地切来切去。因此，建议不采用远程Cluster方式做远程应用自动切换。建议当发生严重故障或灾难时，通过业务连续性计划（BCP）或灾难恢复计划（DRP），首先进行灾难评估，并经过灾难管理小组决策后，人工在灾备中心启动业务应用。由于部分业务系统的RTO要求较高，HDS可以根据业务流程开发容灾管理软件（容灾导航软件），将大部分切换操作通过脚本或其他方式，批量自动化执行，加快业务恢复时间。所以，采用决策人工化、切换工具化是更现实的一种方法，也是绝大多数实施了容灾系统的企业采用的方法。4 HDS容灾解决方案及未来扩展分析4.1 TrueCopy数据远程容灾解决方案TrueCopy数据远程容灾解决方案是HDS公司在全面分析各种操作系统、各种容灾技术、仔细研究客户对容灾的需求和理念之后，结合HDS Freedom智能存储系统的特点推出的数据远程容灾解决方案。它彻底解决了长期困绕用户的、难于进行容灾方案的真实演练、真实数据测试的问题，最大限度地减少了数据丢失的情况。TrueCopy是基于磁盘存储系统运行的软件包，不依赖任何的主机操作系统和其他第三方厂商软件，为用户提供了最安全、最开放、最经济、最实用的远程容灾解决方案。HDS公司作为全球最大的独立的磁盘存储生产厂商，占有单一化产品生产的优势，拥有熟悉IBM、HP、SUN、Compaq、SGI、Dell、Window NT/2000以及Linux等平台和远程灾备实施的经验丰富的服务工程师，向用户提供全方位的灾备方 TrueCopy软件主要功能目前，HDS的TrueCopy软件其独有的时间戳（Timestamp）和一致性组（Consistency Group）技术，是目前存储业界惟一安全可行的存储系统之间的异步数据备份方案，它能保证异步处理方式下的数据一致性和完整性，最大程度地减少数据的丢失，已被广大用户采用。主要功能如下：第一，TrueCopy Async异步数据拷贝软件，是HDS公司独有的创新技术，是世界第一也是惟一的在开放环境中基于存储硬件系统的、无需主机系统的、异步处理方式的、能够保证数据一致性的远程拷贝软件，它可以在重复发生的灾难中保护数据，以任何远的距离保持数据库记录被修改顺序的完整性。其次，TrueCopy可以在在任何距离下，提供完整的、可靠的异地或同城灾难数据恢复和应用系统快速重新启动的解决方案，其先进的处理技术能够最大程度地减少灾难时的数据丢失，提升企业对事故和灾难的应变能力和快速反应能力。通过与HDS ShadowImage（本地数据镜像拷贝软件）配合，它可以用PIT拷贝获得真实的生产环境数据，不必中止生产系统的运行，能够频繁地启动低廉花费的灾难模拟测试，最大的限度提升用户的投资回报率(ROI)，确保容灾计划的可操作性，提高用户的商业信心，免除客户的后顾之忧。另外，应用TrueCopy可以并减少设备维护、数据迁移、数据集中、备份等工作导致业务停顿的时间，可以减少用户对缓慢的、高强度劳动的、基于磁带的数据备份技术的依赖，线性地提升IT业务的操作效率。TrueCopy Sync同步数据拷贝软件，为用户的任何数据提供了实时、同步的远程“镜像”保护功能。TrueCopy Sync与Async软件支持开放系统和OS390系统环境。NanoCopy解决方案允许用户在世界任何地方，获得完全不间断的、连续的PIT时间段（Point in Time）的远程数据拷贝。HXRC扩展的远程拷贝软件完全与IBM大型主机OS390系统的XRC软件和GDPS解决方案兼容，满足用户不同的远程数据备份方 TrueCopy Synchronous远程容灾同步方式数据备份软件在同步方式下，远端的数据拷贝与本地的数据拷贝或生产数据永远保持一致，远端拷贝永远是本地数据盘的“镜像”。备份存储系统总是与生产存储系统数据同步，本地存储系统与备份端存储系统同步进行相同的I/O更新，备份端存储系统在更新时总是与生产端存储系统保持完全一致的顺序，以保证数据的一致性和完整性。当生产中心发生灾难时，不会出现数据丢失。不依赖于主机系统、文件系统、数据库系统，具有基于存储系统的工作机制，它利用存储系统控制器的控制台来启动、监控、控制远程数据备份的操作。在进行远程数据备份时，生产主机的应用程序系统发出写I/O指令，生产中心的存储系统同时向本地磁盘和备份端的存储系统发出写操作指令，等候备份端存储系统回复写操作完成以后，生产中心的存储系统才向主机应用程序回复I/O完成，因此主机应用程序每次I/O将承受备份端存储系统I/O确认的延迟，以及由此带来的主机系统处理能力降低和资源消耗的冲击。受应用系统I/O读写的活动频率、网络带宽、可以容忍的交易响应时间和其他因素的影响，远程同步工作方式有距离的限制，一般小于25公里。以异步方式实现可靠的、经济的、可实施的容灾解决方案，可以解决由于远程同步镜像方式给生产应用系统性能造成的巨大冲击和系统的压力，并解决异地长距离的场地部署问题。在TrueCopy的远程容灾异步方式下，通过时间戳、分组号可以保证数据的一致性和完整性，并在灾难发生时的数据丢失最少，恢复时间短，极大地提升了用户的投资回报率，而不需要额外的投资。在异步方式下，生产系统所发出的I/O操作至本地存储系统，本地存储系统处理后即通知主机结束本次I/O，然后本地生产存储系统将多个累计的写I/O异步（几乎实时发送）不一定按顺序传送到备份中心的存储系统，因此在异步方式下，对应用系统的性能没有任何影响。由于I/O操作不是同步传送到备份中心，就存在数据的传送顺序与实际数据操作顺序不一致的问题。为了解决这一问题，HDS容灾软件对每个写入生产中心存储系统的I/O都打上一个时间戳（TimeStamp）并进行一致性分组（Consistency Group），在数据传输至备份中心时，备份中心存储系统严格按照此时间戳的时间顺序重新排列并写入相应的逻辑卷中，从而保证了备份数据的逻辑一致性与完整性。目前，HDS的TrueCopy软件其独有的时间戳（Timestamp）和一致性组（Consistency Group）技术，是目前存储业界惟一可行且安全的存储系统之间的异步数据备份方案并被广大用户采用。由于数据异步远程更新，应用程序不必等待远程更新的完成，因此远程数据备份的性能影响因素通常较小，并且备份磁盘的距离和生产磁盘间的距离理论上没有限制。只有在当传送中的数据在生产磁盘控制器或在TCA中还没有形成数据一致组时生产中心发生灾难，这些“in-flight”的数据才会丢失。但TrueCopy通过Consistency Group技术保证灾难发生时已经发送到备份中心的数据将保持一致性，因此在系统和应用程序重新启动之前，需要恢复那些“in-flight”丢失的数据。所花费的时间和造成的影响取决于客户的环境，例如应用程序和设备配置的复杂性，更新的完整性等。HDS支持的容灾通信链路协议为：Fibre Channel、ESCON、DWDM、ATM、E1/E3、IP、SONET 等。如果采用ESCON通道直连方式，最大的距离可以为43公里；如果采用光纤通道直连，最大距离为10公里（长波单模光纤）；如果采用DWDM，最大的距离可以达到100公里（上述通信链路可以运行在同步方式）。如果在ATM、E1/E3或IP链路下，采用异步方式，理论上可以达到无限距离。5 结束语容灾系统的建设是一个系统工程，并不仅仅是建立海量存储系统和实现数据的远程备份，更重要的是建立容灾系统的管理制度、制定应急计划和进行系统的切换演练。只有这样，才能保证在灾难发生时，及时、有序地切换到容灾系统上运行，保证应用系统的业务连续性。参考文献：[1]王树鹏,云晓春,余翔湛等.容灾的理论与关键技术分析[J].计算机工程与应用,2004.40(28):54～58[2]刘迎风,祁明.容灾技术及其应用[J].计算机应用研究,2002.19(6):7～10[3]杨朝红,宫云战,桑伟前等.基于主从异步复制技术的容灾实时系统研究与实现[J].计算机研究与发展,2003.40(7):1104～1109[4]徐秀华,文必龙,毕硕本.Oracle 9i高级复制技术及其应用[J].计算机应用研究,2003.20(11):107～109[5]苏燕强.Oracle分布式数据库及其应用研究[J].计算机应用与软件,2004.21(8):36～37,121[6]葛卫民,张钢,舒炎泰.基于Oracle高级复制的分布式数据库系统应用研究[J].计算机工程与应用,2003.39(21):186～188,191

文章来源：《劳动保障世界》 网址: http://www.ldbzsjzz.cn/qikandaodu/2020/0901/416.html

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