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1、2023年【你的备份系统够现代化吗?】现代化支付系统包括 新技术已从根本上变更了备份的性质,磁盘在其中扮演越来越重要的角色,而磁带则进一步转向后台。始终困扰数据中心备份的很多问题现在有了更新的技术解决方案,我们须要合理运用这些解决方案,并使其符合主存储策略。在采纳新的方案之前,须要切实了解基于高速磁盘的新型解决方案、削减复制数据量的方案,以及实时数据爱护技术详细是如何工作的。只有对这些了然于胸,才能起先运用这些新技术,解决每个数据中心都面临的数据爱护问题。 用磁盘做备份 近年来,由于要备份的设备(磁盘)、传输备份的网络和接收备份的设备(磁带)之间存在着很大的速度差异,从而使磁盘到磁盘到磁带(D
2、2D2T)策略日渐流行起来。15年前,磁盘驱动器的平均吞吐量是4Mbps到5Mbps,而当时最流行的磁带驱动器的速度才256KBps,所以,磁带驱动器成为了瓶颈。 到了今日,我们有了70MBps的磁盘驱动器,也有了120MBps的磁带驱动器。磁盘速度提高了15〜20倍,而磁带驱动器则提高了近500倍。因此,磁带已不再是瓶颈,可以形象地说,它都快“饿死”了。假如你了解大多数备份是增量备份,而连续数小时占用磁带驱动器,却仅仅传输了数GB的数据,那么对此你会有更深的体会。 D2D2T策略则解决了这个问题,方法是在要备份的碎片状的基于磁盘的文件系统和数据库数据与磁带驱动器之间设置一个高速
3、缓冲区。该缓冲区是基于磁盘的存储系统,旨在收到慢速备份来的内容后,再把备份内容快速供应给高速磁带驱动器。 一些用户,尤其是大企业用户,当前面临的挑战是,很多备份系统不知道如何共享大型磁盘系统,并用于备份。当然,他们可以备份到磁盘驱动器上,但假如须要在多台备份服务器之间共享该磁盘驱动器,那将会怎么样?很多备份产品还是做不到这点,尤其是与光纤通道相连的磁盘驱动器。而这时虚拟磁带库(VTL)应运而生了,它解决了这个共享问题。它把磁盘驱动器呈现为磁带库,而备份软件产品已经知道了如何共享磁带库,因此,就可以在多台服务器之间共享大型磁盘系统了。 此外,比较熟识磁带接口的用户有一种特别简易的方法迁移备份至磁
4、盘。要创建可以共享的磁盘目标,一个方法就是运用智能磁盘目标(Intelligent Disk Target,IDT)。IDT系统的厂商认为,最佳方法是运用NFS或CIFS协议,将磁盘系统呈现给备份系统。这些协议还允许在多台备份服务器之间轻松共享。 但VTL厂商和IDT厂商都面临一个根本的问题:磁盘的成本使得它们的系统仅仅作为缓冲设备(staging device)时才经济高效。用户把一个晚上备份的内容存储到磁盘上,然后快速倒到磁带上。他们希望能把更多的备份内容存储到磁盘上,但这费用昂贵。而这时重复数据删除技术登场了。 重复数据删除的魅力 典型的备份从两个方面带来重复数据:重复的完全备份,以及同
5、一文件多次改变后,重复的增量备份。重复数据删除系统可识别这两种状况,消退冗余文件,以削减存储备份数据所必需的磁盘数量其缩减比为10:1或50:1,甚至减幅更明显,这取决于数据的冗余程度。 重复数据删除系统还能在子文件层面发挥作用。为此,它们识别与其他数据段冗余的数据段(数据段通常小于文件,但大于1个字节),并消退这些数据段。这项技术最明显的用途是,让用户可以从磁盘缓冲策略(用户只存储一个晚上的备份内容)改成磁盘备份策略(用户把全部现场备份内容都存储到磁盘上)。 重复数据删除技术主要有两种类型: •目标重复数据删除系统将传统的备份内容发送到存储系统,然后存储系统对内容进行重复数据删除
6、处理。它们通常用于大中型数据中心,可高速运行。 •源重复数据删除系统运用不同的备份软件,从一起先就消退冗余数据,旨在备份远程办事处和移动用户的数据。 持续数据爱护 持续数据爱护(CDP)是另一种日益流行的基于磁盘的备份技术。它好比多了撤消(Undo)按钮的复制技术。每当要备份的系统上有一块数据出现改变,它就转移到CDP系统。然而与复制不同的是,CDP把数据改变存储在日志中,那样你就能以一种特别精细的方式撤消这些改变。事实上,你可以把系统复原到数据存储在CDP系统中的几乎任何一个时间点。 准CDP系统的工作方式与此很相像,只不过它拥有便于复原的离散时间点。换一句话说,准CDP结合了快
7、照和复制。通常而言,对要备份的系统拍快照,然后将该快照复制到保留备份的另一个系统上。为什么要在复制之前对源系统拍快照?因为通常只有在源端,才能让写到存储系统的应用程序短暂静止,那样的快照才是有用的快照。 爱护事务型系统 磁盘到磁盘备份系统、重复数据删除和CDP的目的都是为了解决详细的问题。所以,不妨看一看当今数据中心面临的挑战,以便了解这些技术能起到怎样的帮助。 首先,第一个挑战来自大量事务处理系统不能容忍数据丢失。在大多数行业中,事务量每年都出现两位数的增长。这完全是计算的性质使然。同时,企业越来越担忧数据丢失,这是由于重大的客户数据泄密事务给用户带来了一个又一个恶梦。 希望尽量减小风险的公
8、司可视业务量和对停机的容忍程度,借助基于磁盘的内部系统作为主备份目标,而不是借助磁带。问题是,它们是不是运用传统备份软件来达到目的。 主目标由磁带改为磁盘,同时仍运用传统备份软件,更简单创建事务日志的备份。那样万一数据丢失,备份就很简单用来重建那些事务。此外,运用磁盘让这些事务日志备份可以复制到异地,而万一遇到灾难,就可以运用。 运用磁盘作为备份主目标还有助于完全复原大型数据库,因为磁盘系统的总体性能很可能与你可能执行的复原的复原时间目标(RTO)相一样。 但只有从传统备份系统改用CDP或准CDP,才能起到磁盘在复原系统中的真正作用。传统备份仍受到物理定律的制约。假如你有一个20TB大小的数据
9、库要复原,RTO为5小时,那么须要每小时能够复原4TB以上的数据,这样用来重放适当数量的事务日志的时间就所剩无几了。CDP或准CDP系统可在停用期间供应已经复原的映像,从而解决了这个问题。 CDP系统和准CDP系统都能向复原服务器呈现要复原系统的最近备份的读写映像。这包括向用于复原情形的服务器或虚拟服务器呈现操作系统和应用程序最新版本的读写映像。事实上,一些CDP软件系统甚至运用增量复原功能,刚好保留VMware映像的最新版本,用于复原。 公司在复原情形下所能容忍的丢失业务数量将确定复原点目标(RPO),它所能承受的停机时间将确定RTO。公司的RTO要求越高,越会选择CDP或准CDP;而RPO
10、要求越高,越会选择CDP,而不是准CDP。很多准CDP系统并不比1小时的RPO做得更好,因为那经常是它们拍快照的频率。寻求1分钟RPO的客户通常只好选择并不依靠快照的真正的CDP解决方案。 爱护电子邮件系统 我们要关注的下一个挑战是备份及复原电子邮件系统。大多数现代化的电子邮件系统事实上是数据库系统,所以备份系统的工作方式大同小异。但电子邮件系统典型的复原恳求明显不同于数据库。数据库很少复原;就算复原时,它们也是完全复原到出现故障的那个时间点。数据库很少部分复原;也就是说,你很少复原数据库中的某个表(数据库复原机制甚至没有这项功能)。你惟一的选择通常是把整个数据库复原到另一个位置,然后导出须要
11、复原的那个表。 另一方面,电子邮件系统经常须要复原某个表、甚至该表中某一行。换句话说,它们经常被要求复原某个用户的邮箱、文件夹,甚至某一封电子邮件。可惊奇的是,在近10年的头5年,要以这种精细程度复原的惟一方法与复原数据库的方法如出一辙:把整个电子邮件应用系统复原到另一个地方,然后拖放那些须要备份到相应服务器上的邮箱、文件夹或电子邮件。 Exchange中出现复原存储组变更了这一切。有了复原组,管理员就能单单复原含有受影响的用户或电子邮件的存储组,然后拖放须要备份的对象。不过为了充分利用这项功能,必需确保Exchange管理员一起先就把服务器分成多个存储组。 电子邮件方面的其他进步包括一些备份
12、软件能够从Exchange Information Store备份中提取用户级信息。这是运用基于磁盘备份的另一个好处。把全部电子邮件备份都放到磁盘上,让备份软件可以对备份的部分内容执行自己的查询和提取操作,便于快速复原用户和文件夹。 缺憾的是,电子邮件备份和复原领域的这些进步不行能对你的电子发觉有所帮助。众所周知,现在公司常常接到电子发觉方面的恳求,这是诉讼或政府调查的一部分。大多数备份软件无力满意这种恳求。假如想使你的备份系统现代化,以满意电子发觉要求,最佳方法就是不让备份系统用于发觉,而安装电子邮件归档系统。这种系统大大简化了从电子邮件系统提取各种信息的工作。假如你被要求复原很久以来满意诸
13、多搜寻标准的电子邮件,则会觉得更便利了。 利用加密减小风险 虽然加密不是什么新技术,但针对大容量备份系统的高速加密却是新技术。如今的备份加密系统其加密速度与备份目标的运行速度一样快,包含各种密钥管理系统,以满意很多不同环境的须要。 大家都听说过没有加密的备份磁带丢失或被偷的不幸遭受。尽管这个问题始终存在,但现在更严峻,因为政府法规不许你隐瞒这类事务。根据法律,一旦客户的数据丢失,必需通知客户,但假如数据已经过加密,就可以不通知。 对策很简洁:加密磁带,或者不把磁带发送到任何地方。现在有很多加密方案,包括备份软件加密、SAN设备加密和磁带驱动器加密。用户可以从中选择一种方案,那样就算磁带被偷或丢
14、失,里面的数据也无法读取,你也没必要通知任何人(大多数现行的法律是这么规定的)。 另外,假如重复数据删除和复制技术已落实到位,你可以根本不用运输磁带。只要备份到重复数据删除系统上,然后通过高速连接复制到异地的另一个重复数据删除系统。现在,已经有现场备份和异地备份,但没有用到磁带上。假如你想备份到磁带上,就可以在异地这么做,那样根本不用运输磁带。磁带可以锁在磁带库、上锁的机架、上锁的数据中心或上锁的大楼里面。 爱护虚拟化环境 虚拟服务器在复原情形下大有帮助。它们大大简化了在复原站点创建与数据中心的计算功能相匹配的一组复原服务器。复原服务器或许不一样快,但它们会有同样的操作系统,而且它们至少有同样
15、的硬件,这解决了复原问题的一个重要方面。 备份是另一回事,因为你面临物理定律的制约。假如你把20台物理服务器合并成一台物理服务器,上面运行多个虚拟机,那么虽然一切运行良好,但须要备份时会出现问题这时,虚拟机共享相同的物理存储系统成了明显的难题。 VMware整合备份(VCB)是应对这个问题的第一个“解决方案”,但其实根本解决不了问题。VCB或许稍稍加快了备份速度,但成本很高,还须要另一台物理服务器以及缓冲存储,才能建立映像级备份。 为了使备份基础架构现代化以便支持虚拟环境,运行VMware的系统应升级到vSphere,并找寻支持其vStorage API的备份产品。那样就不必为了获得增量备份而
16、须要物理代理服务器、缓冲区、分成两步的备份、分成两步的复原和完全备份。可以运用一个虚拟机作为代理服务器,不须要缓冲磁盘,就能获得跟踪变更数据块的机制,这让备份应用软件可以向虚拟机询问上一次备份以来哪些数据块有改变。 备份并非易事 管理备份基础架构的最大挑战之一就是,谁也不想揽这份活。在大公司里,备份管理员岗位的人员变动频繁,往往由初级员工担当。在小公司里,备份基础架构经常被忽视。这两种状况的结果是一样的:糟糕的备份。 解决这个问题的一个方法是云备份服务或托管备份服务,即把这项不受欢迎的IT任务外包给擅长这一行的公司,就不用再操劳了。 云备份服务可充分利用本文提到的很多技术,并让客户可以在不必自行管理的状况下运用服务。客户只需在要备份的系统上安装一个软件,其余
