关于数据保护与容灾备份的常识

电脑教程 2021-10-09 12:00:18

谈灾备，就会细谈数据保护与容灾备份。然而，相关的概念经常有人混淆。今天，我们搜集和参考公开资料进行初步梳理。

一、数据保护

在云与大数据时代，海量增长的数据容量，给数据的存储和保护带来新的挑战，从传统熟悉的IT架构到以云架构、虚拟化、超融合为代表的技术升级迭代，使得数据保护的技术手段也要加速。

1、数据保护的重要性

数据是企业重要的生产资料，关键数据的丢失可能会给企业致命一击。比如在911事件中，Bank NewYork在数月后因数据的丢失被迫破产清盘。

为什么后果如此严重？因为数据是计算机系统存在的原因和基础，数据往往是不可再生的。一旦发生数据丢失，企业就会陷入困境：客户资料、技术文件、财务账目等客户、交易、生产数据可能被破坏得面目全非。

2、数据丢失的可能性

概括起来，数据丢失分三个层次。一是逻辑错误，包括软件bug、病毒攻击、数据块被破坏等；二是物理损坏，包括服务器、磁盘损坏等；三是自然灾害对数据中心的摧毁等。

数据的危害时刻都在发生，比如曾经发生过的“删库跑路、漏洞后门、系统本身脆弱性、云服务商故障、误操作配置、数据中心火灾”等事故，都是数据丢失方面最沉痛的教训。

3、数据复制技术

为了应对数据丢失造成的损失，必须对数据进行复制保护，并且企业信息化程度越高，相关的恢复措辞就越重要。一般数据从生产到存储，主要经过应用、中间件、数据库、操作系统、存储或者磁盘驱动、服务器硬件、网络、存储交换机到存储。在传统的数据备份恢复基础上，通过数据复制技术提供多数据副本，保证副本数据的可用性从而实现数据保护。

从技术角度看，分为中间件和应用层复制、数据库层复制、主机操作系统及存储层复制。

中间件和应用层的数据复制，是中间件或者应用层面的双写，根据业务需求，通过应用架构设计实现数据主本和副本的更新；根据需要进行强一致性、弱一致性、最终一致性设计，来保证主本和副本之间的一致性、完整性、时效性。

数据库层复制：不管是开放的数据库还是大机的数据库，都提供相关的数据复制软件，实现数据库数据的物理复制和逻辑复制。主要技术流派包括逻辑复制和物理复制两种。前者利用数据库的重做日志、归档日志，将主本所在站点的日志传输到副本所在站点，通过重做SQL的方式实现数据复制。逻辑复制只提供异步复制，主副本数据的最终一致性，无法保证实时一致性；后者通过Redo日志或者归档日志在副本站点的同步或者异步持久化写、Redo Apply来实现复制功能，同时副本站点的数据可以提供只读功能。

主机操作系统层、存储层复制：基于系统的IO、底层物理卷、数据块，通过存储硬件、备份恢复、存储虚拟化等技术实现数据复制，与上层的应用和逻辑无关。主要技术流派包括磁盘镜像技术、操作系统层基于卷管理的数据复制技术、存储层的存储虚拟化技术、优化的备份恢复技术及网络数据存储集中管理技术、英方特有的系统内核字节级数据复制技术等。

二、容灾备份

这实际上是两个独立的概念，备份不等于容灾，备份是保护数据，容灾是确保业务连续性。在灾备一体机出现后，这两个概念所代表的功能往往被包含在里面，所以也造成在一些用户在采购纯软件产品时，将备份与容灾产品混为一谈，以至于厂商不知道用户到底需要备份产品还是容灾产品，或者是备份+容灾的产品。

1、备份

备份，是预定义的数据集合的副本，是数据保护的根本方法，它反映了数据集合在某个时刻的静止状态，备份文件是所有数据保护架构的支柱，备份的目的在于恢复。

关于备份，存在两个误区：一是双机热备不属于备份；二是硬件备份≠数据备份。

在备份架构演进方面，有本机备份、网络备份、LAN-Free（SAN)备份、Server-Free (脱机)备份等四种架构。

本地备份：优点是备份速度快、结构简单；缺点是不适合多主机环境，多主机备份的管理复杂。

网络备份：优点是集中备份，集中管理，充分利用磁带库资源；缺点是占用网络资源，网络的瓶颈在大数据量备份时非常明显。

LAN-Free (SAN) 备份：优点是备份速度快，不存在传统网络所造成的备份瓶颈, 适合大数据量高速备份；缺点是价格比较高。

Server-Free (脱机)备份：优点是生产服务器中不会引起备份的额外开销，生产系统的性能不会有丝毫降低；缺点是必须具备特殊的设备。

在备份技术的演进路线方面，则遵从了定时备份——快照备份——实时备份的路线。

定时备份：优点是软硬件支持范围广，适合长期保存的备份；缺点是需要打开文件备份，文件夹内的文件发生变化，导致的不一致性问题，另外需要专门的备份时间窗口，RPO也非常大。

快照备份：为了解决打开文件、备份时文件发生变化的问题而生；缺点是快照备份的兼容性问题，快照备份时对生产系统性能影响较大，另外RPO也较大。

实时复制（如CDP）：为了解决了打开文件、备份时文件发生变化的问题、快照的兼容性受限问题而生；可以实现任意时间点恢复RPO≈0。英方基于字节级的实时数据保护CDP技术就是代表性产品之一。

2、容灾

备份是对数据进行保护，容灾是在备份的基础上，保障企业的业务连续性，从这个层面，一般将容灾划分为数据容灾和应用容灾。

数据容灾是指建立一个异地的数据系统，该系统是本地关键应用数据的一个实时复制。

应用容灾是指在数据容灾的基础上，在异地建立一套完整的与本地生产系统相当的备份应用系统，在灾难发生时，备端系统迅速接管业务继续运行。

三、关键术语: RPO、RTO

RPO与RTO

RPO(Recovery Point Objective)是指灾难发生后，容灾系统能把数据恢复到灾难发生前时间点的数据，它是衡量企业在灾难发生后会丢失多少生产数据的指标。RPO可简单的描述为企业能容忍的最大数据丢失量。

RTO(Recovery Time Objective)则是指灾难发生后，从系统宕机导致业务停顿之刻开始，到系统恢复至可以支持业务部门运作，业务恢复运营之时，此两点之间的时间。RTO可简单的描述为企业能容忍的恢复时间。

四、GB/T 20988—200

《信息安全技术信息系统灾难恢复规范》国家标准（GB／T20988-2007）是我国灾难备份与恢复行业的第一个国家标准。该标准由国务院信息化工作办公室领导编制的，并于2007年11月1日开始正式实施。该标准规定了信息系统灾难恢复应遵循的基本要求，适用于信息系统灾难恢复的规划、审批、实施和管理，并参照国际标准SHARE78的7个层级定义，确定了符合中国国情的6个灾备能力等级要求。下面，概括性地介绍各个层级的内容：

1级：数据定时备份+异地存放。

2级：数据定时备份+异地设备冷备。

3级：数据定时备份+异地部分业务热备接管。

4级：数据定时备份+异地业务热备接管。

5级：数据实时备份+异地业务热备接管。

6级：零数据丢失+远程自动接管支持。

标签：数据保护容灾备份

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