一个实际使用的容灾方案.docx
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一个实际使用的容灾方案
一个实际使用的容灾方案
前段时期组织实施了公司的远程应用级容灾系统，就此写了篇文章，发表在计费杂志上，从中摘录出主要的部分，希望能够为计划实施容灾建设的朋友提供一些参考意见。
此次容灾使用的存储是：
EMC的DMX2000和Symmix8830，系统平台为HPunix11.11；
一、远程容灾方式简介
1、灾难的分类和数据保护方式
对每一个现代企业来说，数据越来越重要，而如何保证数据的安全成为企业用户关注的焦点。
引起计算机系统毁灭的因素很多，可以是小系统中的硬件故障，还可以是因火灾、飓风、地震而引起的数据处理设备的损坏，只要造成了关键业务的中断，都是灾难。
根据发生的原因，灾难主要分为两种类型：
自然灾难和人为灾难。
自然灾难包括飓风、龙卷风、地震、洪水和火灾等等。
人为灾难是指人们在平时可能意识不到的灾难，它潜伏在人们的日常工作过程中，是对IT架构及其相关组件操作、运行过程中积累下来的灾难，它包括计算机／网络犯罪、计算机病毒、掉电、网络／通信失败、硬件／软件错误和人为操作错误等。
数据的丢失就是由于上面所说的种种灾难的发生而产生的，现在主要的几种数据保护方式和各种方式的效果如下表：
保护方式
灾难分类
计算机软硬件故障
人为操作故障
计划性停机
生产地点灾难
无备份
损失全部数据不可恢复
损失部分数据并且不可恢复
业务长时间停机
损失全部数据损失巨大
本地冷备份（每天）
业务停止数小时，可能损失一天数据
业务停止数小时，可能损失部分数据
业务停止数小时，不会损失数据
业务长时间停止，可能损失全部数
本地热备份（集群模式）
业务可在分钟级恢复，几乎不丢失交易
业务停止数小时，可能损失部分数据
业务不停止
业务长时间停止，可能损失全部数据
远程热备份
（集群模式）
业务可在分钟级恢复，几乎不丢失交易
业务可在分钟级恢复，几乎不丢失交易
业务不停止
业务在小时级恢复
可以看出选择的数据备份方式不同，所产生的效果也会有很大的差异，必须根据实际情况，选择合适的、更高保障的数据备份方式，才能有效的保护重要数据。
2、远程容灾简介
首先，容灾的主要目的是要保证企业业务连续性。
而所谓业务连续性，除了需要保证业务运作所依赖的数据不丢失之外，更为重要的事情，是要实现业务系统应用的连续性，所以，对于容灾来说，不仅仅是简单意义的数据镜像就能够实现的。
或许，我们可以说数据镜像是实现容灾的一种方式，但是，绝不可以认为，容灾就是数据镜像。
在实现容灾的手段中，有几种方式，包括一般的数据备份、数据库备份、中间件备份和基于磁盘阵列的备份，对于这几种方式的投资不一样，其最终所实现备份的程度也不一样。
此外，容灾的建立是要靠一整套流程的支持，要保证系统遭遇到人为或者自然灾害时，可以马上能应用起来。
这是对实时性要求很高的系统，所以，采用简单的离线备份方式，是远远不够的。
远程容灾是指为了防止因火灾、地震、人为破坏或设备故障造成系统瘫痪、数据丢失、业务中断，而在数据中心之外的另一地点建立容灾中心，容灾中心具有与主中心相同或相似的主机、网络和存储设备。
系统正常运行时，应用会将数据同时写向主数据中心和容灾中心的存储设备，并保证二者的实时一致性。
当主数据中心发生灾难时，应用能够快速地自动切换到备份系统，从而保证数据的完整性和业务连续性。
当主中心系统恢复后，主中心的存储设备会向容灾中心存储设备进行数据重新同步，然后应用切换回主中心。
3、远程容灾的方式
异地容灾可采取多种方案：
a.最原始也是最简单的方法是每日定期作数据备份，并将介质储运至异地，以保证有一份完整的数据备份。
b.采取两台存储系统作镜像，其中一台存储系统放置在远距离的建筑物内，以保证在发生火灾等不测事件时能迅速恢复数据。
c.采取异地（可以是不同的建筑物也可以是不同的城市或国家）备份的方式。
即在异地设置一个服务器（也可没有）及一个存储系统，配置数据库软件，同步、或异步地进行数据库数据的备份，以保证在发生火灾等不测事件时，异地备份系统能立即接替服务。
d.采取异地（可以是不同的建筑物也可以是不同的城市或国家）备份的方式。
即在异地设置一个服务器及一个存储系统，配置相关软件软件，进行系统资源的备份，以保证在发生火灾等不测事件时，异地备份系统能立即接替服务。
4、建立远程容灾系统的必要性
当自然灾害或人为制造的灾难来临时，身处险地的计算机系统也面临着空前的考验。
一旦计算机系统中存储的数据被毁，人们失去的将不仅仅是记忆。
美国“9.11”事件的发生日。
这次灾难使得相当数量的企业在瞬间遭到了灭顶之灾。
但是在撞机事件中总部遭到了毁灭性打击的摩根斯坦利银行，由于在数英里外的新泽西州的蒂内克保留着数据备份，在第二天就恢复营业。
之后容灾的问题在IT界的各大研讨会上被屡次提及，摩根斯坦利的经验也被人称道。
美国劳工局做过统计：
在曾遭受过重大数据丢失现象的公司中，93%的公司在五年内破产。
而“在曾经历过大型灾难或长时间系统停运的公司中，有2/5的公司再也未恢复运行；而在其余的公司中，有1/3的公司在两年内破产。
随着业务的发展对计算机系统的依赖性越来越高，保持业务的持续性是企业用户进行数据存储时必须考虑的重要方面。
灾难的出现，数据的丢失，可能导致生产停顿、客户满意度降低，企业的竞争力会因此大打折扣。
从上面的主业务系统的现状分析来看，很有必要实现主业务系统数据的容灾建设。
一个真正意义上的高可靠性存储系统必须能够解决各种导致计算机系统失效的意外情况，保护业务应用在7X24小时内不间歇运行。
远程容灾系统的核心就在于在不同的地方将灾难化解，在实践中主要表现为两个方面：
一是保证企业数据的安全；
二是保证业务的连续性。
由于工作站点和灾难恢复站点运行同样的系统，包括操作系统、基础数据库和应用软件，并通过数据复制管理器完成在线和实时的本地复制，或者通过光纤通道的远程数据复制。
假如工作站点发生灾难，不能再继续工作，这时容灾中心会将业务数据及时恢复到备用服务器上，并自动将业务切换到备用服务器，然后实现业务的远程切换，恢复系统不间断的运行。
二、远程容灾系统建设目标
1、实施远程容灾前的业务系统状况
在实施远程容灾之前已完成所有业务数据的省级集中，并根据业务属性不同整合成两大核心，一部分以营帐数据为核心，简称营帐系统；另一部分以经营分析数据为核心，简称分析系统。
营帐系统主要由4台HPRP84系列服务器、1台EMC DMX2000磁盘阵列、2台BroadcadeED64M光纤交换机、1台昆腾P7000磁带库构成。
其中4台HP服务器组成本地的MC/SG高可用性集群，可保证在某1台主机出现系统或硬件故障时，到其他机器的自动切换，保证了系统运行的连续。
EMCDMX2000存储，在数据盘外安插有4块热备盘，并做了Raid1保护，数据安全可靠。
目前，所有营帐系统（包括营业、计费、帐务、入库、静态出帐、短信、结算和缴费卡等系统）的数据全部整合在该台DMX2000上。
经营分析系统由2台HPrp84系列服务器和2台HPRP74系列服务器，1台EMCSymmetrix8830磁盘阵列、2台32口光纤交换机组成。
主机分别做成双机热备，分别运行DW、ODS、RBA和CRM系统；所有数据整合在EMCSymmetrix8830存储中。
的新机房大楼也于本次营帐系统割接的同时投入使用。
省计费中心在以前建设当中曾经使用过同城另外一个机房，该机房网络传输合配套设备齐全，相距新机房10公里左右，适合做容灾远程机房。
2、系统业务特点
根据我们对系统的综合分析，我们发现，系统的业务特点为：
．业务量大，数据更新频繁，实时性要求高；
．社会影响较大，要求数据的正确性和一致性，要求业务灾难恢复时间短；
．业务系统性能要求高，要求存储设备IO响应能力，数据远程复制高性能；
．业务系统高可靠性要求高，要求数据复制的高可用性和数据的完整性；
．数据量大，且发展迅速；
根据以上业务特点，通过对现有系统的分析和多种方案的科学论证，制定了完善的远程数据备份系统规划及建设目标，要求综合考虑以下要素确保在灾难发生时，核心业务数据和数据的完整性、一致性不会受损、丢失，并可以由另一数据中心及时恢复业务系统的正常运行。
3、远程容灾建立目标
在建立远程容灾的计划中，按照业务的重要性不同，我们计划建立一套营帐系统的远程应用级实时同步的容灾系统，采用三级体系的科学设计：
第一级，为了避免系统单点失效而影响整个系统的情况出现，采用冗余的手段，大到主机，存储设备，小到光纤适配器，均具备冗余容错功能；
第二级，无论是主机或存储设备出现故障，均可通过主/容灾中心光纤交换机之间的连接来保证通信和数据的完整性；
第三级，万一主数据中心出现意外灾难，系统可以迅速切换到备份数据中心，并可从容灾中心切换到主中心。
三级体系的科学设计保证了远程容灾系统的高度可用性和可靠性。
并要做到如下几个目标：
◆最大限度地保护业务数据的实时性，完整性。
◆最大限度地保护业务数据的实时性，完整性和一致性键业务运行风险。
◆降低关键业务运行风险。
◆增强数据中心的可用性和业务规划的灵活性。
◆增强的核心竞争能力。
充分考虑应用、数据和系统各级的保护，做到：
数据中心任何计算机系统硬件，软件，应用故障不影响整个中心的处理工作；数据中心由于灾难（火灾、地震）等原因无法工作时，有备份数据中心立即接管关键应用，继续运行；主数据中心恢复后，应用、数据可以迅速切换回主中心运行。
三、远程容灾建设方案
1、远程容灾建设总体计划
在实施远程容灾建设之前，为了保证系统建设的可靠性、安全性和有序性，我们必须在实施建设时做好如下工作：
1）、成立容灾项目管理小组：
负责容灾系统建设的管理；
2）、对系统现状和问题进行分析：
制定出分析报告；
3）、对灾难恢复需求的综合评估：
包括容灾目标（RTO），灾难承受程度，业务影响程度，数据保护程度，性能，管理水平，投资力度；
4）、实施计划的制定：
形成书面性文字，为容灾系统建设提供文字指导和建设流程；
5）、选择容灾方案实施公司：
实施方必须具备丰富的行业实施经验；
6）、实施方案的规划与设计：
方案必须保证业务数据的安全和业务的连续性；
7）、容灾系统的硬件和软件配置建设；
8）、零风险的灾难恢复演练；
9）、容灾流程的规整；
10）、灾难恢复演习结果分析；
11）、远程容灾系统性能调优；
12）、容灾系统的潜在隐患纠查；
13）、经验总结与改进建议。
2、方案实施的总体思路
根据现有的系统环境，我们制定出了实现远程容灾一个总体思路：
因为目前拥有着分别以EMCSymmetrix8830和EMCDMX2000存储为中心的营帐业务系统和经营分析业务系统两个核心系统，同时拥有一个省数据中心机房和一个网络备份机房。
我们可以把网络的备份机房改造成新的容灾机房，利用新老机房搬迁的机会将以EMCSymmetrix8830存储为中心的经营分析系统（包括主机和存储）放到远程的容灾机房，将EMCSymmetrix8830作为容灾端，对EMCDMX2000上的营帐系统进行远程容灾，并利用经营分析系统的服务器作为远程容灾的应用服务器。
因为可以利用EMCSRDF可以实现存储的底层同步，将数据的损失降至最低，而且不需要主机干涉，同步的时候不会对经营分析系统造成太大的影响，所以远程容灾服务器同时可以作为经营分析系统服务器和远程容灾应用服务器，当出现营帐系统灾难的时候，我们可以优先营帐系统的应用，将经营分析系统暂时停掉，以满足营帐系统的资源要求，这样我们就可以建立一个应用级的远程容灾；
3、方案实施的具体方案
现在具体对远程容灾实现方案描述如下:
为了实现存储系统热备份，必须在生产机房和容灾机房两端各部署2台光纤交换机，并要在每台交换机上配置1-2个远程光纤模块。
由于主中心和容灾中心相隔比较远，而多模光纤直联所支持的最大距离为500米，单模光纤直联所支持的最大距离为10公里，因此两生产中心和容灾中心之间的光纤要通过DWDM设备连接起来，在两台存储系统上各配置远程光纤接口卡两块（已经配置），分别用来连接两个光纤交换机，每台交换机上有1-2个长波端口，端口速率都为2GB/s大小，最远可以支持到35KM，在两台存储系统之间通过两根单模光纤进行连接，实现数据同步，带宽为2GB/s，以保证容灾系统运行时对生产系统的性能没有影响。
同时所有的线路和设备都采用双备份原则建设，保证一主一备，防止单点故障。
在主数据中心和容灾中心，按照高可靠性原则，采用MC/ServiceGuard软件配置双服务器，从而提供了高可靠性环境。
主中心和容灾中心的服务器使用光纤通道卡通过光纤交换机和单模光缆分别连接两个中心的存储磁盘阵列，可以分别访问两个数据中心的磁盘阵列，整个系统为SAN存储体系结构。
同时，为保证主机系统的高可用性和I/O访问性能，在主机上配置使用EMCpowerpath均衡负载软件，用来均衡通道负载和切换故障通道。
EMCSymmetrix8830和EMCDMX2000存储都采用RAID1的方式对磁盘进行保护，因为营帐系统的数据量很大，通过讨论确定后的容灾内容包括营业、帐务、二批和交费卡、接口等业务，总容量也已经达到了大概为9.5TB左右；而容灾端的EMCSymmetrix8830存储容量在满足经营分析系统的存储需求（可用7TB左右）之后，可以留给容灾系统的存储大概不到5TB左右。
考虑到容灾如果使用镜像盘比较浪费，而且在单盘出现问题后可以及时的同步，所以我们将EMCSymmetrix8830上的存储空间分为两个区域，一块区域的磁盘分配给经营分析系统使用，磁盘保护采用Raid1方式，而剩余的磁盘全部不做RAID即单盘作为容灾磁盘使用，并且两个区域单独分开互不影响；这样就解决了容灾存储不够的问题，不仅节约了投资，也很好的解决了问题。
主中心和容灾中心的磁盘阵列之间通过光纤链路，DWDM设备和单模光纤实现直接连接。
存储设备数据复制通过EMC存储系统提供的同步功能完成。
实现数据实时同步，两边数据完全一致。
因为同步过程对主机系统，数据库和应用系统完全透明，所以在容灾两端的设备环境一样的情况下，可以实现远程数据级容灾时无需对数据库配置和应用系统进行任何改动，可以做到灾难发生时实现应用处理过程的快速恢复。
按照此次容灾的系统内容，我们按照不同的业务系统的种类将容灾同步分成了多个Rdfgroup，每个RdfGroup对一个应用系统，这样不仅为以后容灾软件的手工管理提供了极大的方便，也让数据同步的内容显的异常清晰。
这样，我们可以单独对某一个业务起停容灾，一旦主中心的某个业务出现不能恢复的灾难时，我们可以只启动这个业务的容灾系统，可以更灵活的满足业务需要。
存储设备数据复制通过存储系统提供的同步功能完成，实现数据实时同步，两边数据完全一致。
除此之外，在主生产中心，我们使用已有的昆腾P7000大型磁带库备份设备和legato备份软件对关键数据定期进行备份，并及时将备份数据磁带进行异地备份，实现真正意义上的数据高可用性和数据安全性。
经过上述方案实施后后，所有重要业务数据的远程同步拷贝，实现了用户重要业务数据的远程异地保存。
四、方案总结和效果评估
通过严密规划和部署，我公司的容灾系统于2006年初顺利实施完毕，并经过了认真的测试和演练。
从结构上，可以看出本方案是一套可用性高的数据容灾解决方案：
首先，它避免了出现单点故障，大到主机、存储设备，小到光纤适配器，所有部件均是冗余容错的；其次，无论主机还是存储设备出现故障，均可通过主/容灾中心的光纤交换机连接来保证通信和数据的完整性；第三，万一主数据中心出现意外灾难，系统可以切换到容灾数据中心，从而保证系统的最高可用性。
本容灾方案充分考虑到了应用、数据和系统各级的保护，做到了：
数据中心任何计算机系统硬件，软件，应用故障不影响整个中心的处理工作；数据中心由于灾难（火灾、地震）等原因无法工作时，有容灾数据中心能够接管关键应用，继续运行；主数据中心恢复后，应用、数据可以迅速切换回主中心运行。
另外，从设计上，本方案充分考虑了原有系统现状，将经营分析生产环境搬迁到容灾机房，经营分析系统的主机同时充当容灾系统的应用主机，在未新购主机设备的情况下实现了应用级的容灾，使现有设备备充分利用，节约了投资，也提高了系统的利用度。
这套应用级远程容灾系统的建设成功，使核心系统的稳定运行能力得到了进一步的提高，为公司市场竞争力和服务水平的提高提供了更强有力的技术保障。
详解容灾备份基础：
数据复制架构
来源:
中国容灾网时间:
2010-04-13
随着信息技术的蓬勃发展，大大促进了人类社会的进步。
网上信息交流、电子商务、办公自动化、自动控制技术等信息技术极大地减轻了人们的劳动强度、方便了人们的工作、学习和生活。
然而，随之而来的数据备份、容灾问题的解决也越来越受到人们的重视。
但是由于目前业界没有一个统一的标准。
每家存储供应商在制定自己的容灾战略时，都会采用适用于自身技术、与原有产品相匹配的技术。
这样一来，作为容灾的基础，选择一个合适的数据复制的构架就显得非常重要了。
数据复制是一种实现数据分布的方法，就是指把一个系统中的数据通过网络分布到另外一个或者多个地理位置不同的系统中，以适应可伸缩组织的需要、减轻主服务器的工作负荷和提高数据的使用效率。
数据复制的过程类似于报纸杂志的出版过程，即把信息从信息源迅速传送到信息接收处。
对于用户而言，选择合适的数据复制架构就成了提高复制销率的的关键。
目前数据复制的主要分为三种：
基于存储阵列（Storage-Based）；基于交换机（SAN-Based）;基于主机（Host-Based）。
下面我们就来说说目前的三种数据复制架构。
一．基于存储阵列（Storage-Based）
磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列，当作单一磁盘使用，它将数据以分段（striping）的方式存储在不同的硬盘中，存取数据时，阵列中的相关磁盘一起动作，大幅减低数据的存取时间，同时有更佳的空间利用率。
磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAIDlevel，不同的level针对不同的系统及应用，以解决数据安全的问题。
一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成，进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个控制器（RAIDcontroler）或控制卡上，针对不同的用户解决人们对磁盘输出入系统的四大要求：
（1）增加存取速度
（2）容错（faulttolerance），即安全性
（3）有效的利用磁盘空间
（4）尽量的平衡cpu，内存及磁盘的性能差异，提高电脑的整体工作性能。
目前业界有两种基本的基于磁盘系统得远程拷贝形式：
同步PPRC远程拷贝：
同步远程拷贝能够在远地点提供最新程度的数据当前值，但应用程序会因等待写I/O操作的完成而被延迟。
异步PPRC远程拷贝：
异步远程拷贝对应用程序性能的影响最小，但远程磁盘系统在数据最新性方面与本地系统相比会有一个延迟。
下面分别对两种方案中IBM在线存储产品的实施方法加以简要介绍
同步PPRC数据级灾难备份方案：
IBM的PPRC提供了实现灾难备份的反感基础。
PPRC全称PeertoPeerRemoteCopy，是以存储为基础的、实时的、与应用无关的数据远程镜像功能。
PPRC实现较为简单，是无数据丢失且具有完全恢复功能的灾难恢复解决方案。
异步PPRC数据级灾难备份方案：
为了提高PPRC数据备份方案的效率，可以考虑结合IBM公司的FlashCopy功能软件采用异步方式实现PPRC数据备份。
在异步工作方式下，PPRC能够在远端更新未完成的情况下，只要本地更新成功就可以向主机返回“写成功”信号。
好处是：
可以在主备机房之间数据链路带宽成为瓶颈时，采用异步方式可以不影响主机房生产系统的性能。
坏处是：
1.数据将有可能丢失；
2.当异步同步不能最终成功完成的情况下，数据的一致性无法得到保证。
二．基于交换机（SAN-Based）
SAN存储指的是通过一个单独的网络（通常是高速光纤网络）把存储设备和挂在TCP/IP局域网上的服务器群相连。
当有海量数据的存取要求时，数据可以通过存储区域网在相关服务器和后台存储设备之间高速传输。
简单的说，SAN就是一个用于存储的全新的网络。
SAN以光纤通道（FC）为基础，实现了存储设备的共享；突破现有的距离限制和容量限制；服务器通过存储网络直接同存储设备交换数据，释放了宝贵的LAN资源。
SAN存储具有6大功能特点：
（1）可实现大容量存储设备数据共享
（2）可实现高速计算机与高速存储设备的高速互联
（3）可实现灵活的存储设备配置要求
（4）可实现数据快速备份
（5）可以兼容以前的存储设备
（6）提高了数据的可靠性和安全性
在基于SAN的数据复制解决方案中，我想介绍下Brocade的TapestryDMM。
它以博科的智能SAN网络应用平台AP7420为硬件平台加上核心软件组成。
DMM复制数据的最小单位是数据卷，对于存储阵列来讲是一个LUN，它可以将一台存储阵列上的LUN复制到SAN网络中任何一台存储阵列上去。
由于DMM不工作在主机层面上，因此它做数据复制对主机透明，即不需要主机控制也不消耗主机资源，从而将主机从数据复制的负荷中解放出来，无论是主机上的文件系统还是数据库裸设备，其操作方式完全相同。
由于DMM的硬件平台是智能SAN的网络应用平台AP7420，因此AP7420对多协议的支持进一步增强了DMM的功能，使DMM不仅可以在SAN网络内部做数据复制，而且可以通过AP7420对FCRS（光纤通道路由服务）的支持进行不同SAN网络之间的数据复制，并且通过使用FCIP协议，未来更可以实现跨广域网的数据复制和远程数据复制。
三．基于主机（Host-Based）
基于主机的数据复制容灾方式工作在主机的卷管理器这一层，通过磁盘卷的镜像或复制，实现数据的容灾。
这种方式也不需要在两边采用同样的存储设备，具有极大的灵活性，但复制功能会多少占用一些主机的CPU资源，对主机的性能有一定的影响。
因此，这种方法的可扩充性较差，实际运行的性能不是很好。
基于主机的方法也有可能影响到系统的稳定性和安全性，因为有可能导致不经意间越权访问到受保护的数据。
OpenView存储镜像（StorageMirroring，SM）是基于主机的软件，通过局域网和广域网进行远程数据复制。
SM软件的运行环境是Windows2000/NT操作系统。
利用SM，远程办事处可以复制到中央存储中心，或异步IP网络复制，以及一对多和多对一的方式。
SM具有自动切换步骤，能实现基于文件/字节层次的数据复制、时间调度复制等，实现高效率。
它支持微软集群，并配置了带宽使用计划工具和带宽分配管理，使用户可以轻松管理文件复制所占用的贷款比例，保证应用的进行。
SM可以对任何应用写到磁盘的数据进行复制，能够实现多个拷贝，用户可以使用任何IP网络，能够充分降低运作成本。
HPOpenViewSM面向的应用包括文件、打印服务、电子邮件服务以及Web服务等。
三种构架的比较总结
基于主机复制技术：
基于主机实现，需要主机的CPU资源，同时由于TCP/IP的传输效率低于FC通道的效率，所以对系统的性能影响较大。
同时该模式只支持特定的操作系统，所以当客户有其他的
升级会员 