飞康CDP连续数据保护和容灾系统解决方案.docx
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飞康CDP连续数据保护和容灾系统解决方案
飞康CDP连续数据保护和容灾系统
解决方案
使用飞康CDP解决方案可以帮助客户实现：
1.可防范所有灾难，是各类灾备体系中唯一的全部灾难防御技术
飞康CDP解决方案可以帮助客户防范所有灾难，没有任何死角。
飞康CDP是业界唯一可以防范所有灾难的解决方案，而常规的各类灾备技术只能防御部分灾难（被称为局部防御体系，例如数据丢失一般不在防御范围之内），不具备灾难防范的全面性，往往会造成有了灾备系统却无法恢复数据的局面。
2.可以瞬时恢复到任意历史轨迹
飞康CDP解决方案可以将数据恢复到任意历史轨迹（秒级和I/O级），并且恢复的过程可在瞬间完成（instantrecovery）,完全不同于传统体系的restore回存恢复机制，在恢复的速度上以及恢复到任何时间点的能力上均产生了不可比拟的飞跃。
飞康CDP备份的数据立即可用，无需各类备份技术冗长的数据回滚过程（restore）；飞康CDP这种瞬时恢复任意历史轨迹的技术在业界是绝无仅有的。
3.可实现分层次恢复，大部分灾难在本地即刻恢复，无需启动异地灾备系统
飞康CDP解决方案可以实现本地恢复和异地恢复的分层恢复体系，而大部分灾难在本地即刻恢复（如数据丢失或磁盘阵列损坏等），不用“惊动”异地灾备系统，这种体系的恢复效率和减少灾难造成的影响的能力令各类传统的灾备技术黯然失色。
飞康CDP这种分层次恢复的能力可以准确定位应对灾难的解决方案，做到快速有效的恢复。
4.精简复制功能--带有独特的带宽优化技术，在窄带环境下实现异地灾备
飞康的精简复制功能带有独特的带宽优化技术（Microscan），是存储设备级灾备技术占用带宽的1/50，是常规灾备技术占用带宽的1/6，在窄带环境下轻松实现异地灾备，可为客户节约大量带宽方面的投资。
5.磁盘故障，无需停机，瞬时接管
当客户生产存储发生故障时，飞康CDP可以自动瞬时接管业务，数据库和应用不停顿照常提供服务；这个功能可以充分保证客户的业务连续性，实现存储层面的冗余，大幅提高系统可靠性。
项目概述
1.1系统现状和需求
客户对连续数据保护和容灾的主要需求是实现数据级灾备，具体要求可概括为以下几点：
1.总的原则是：
无论发生任何灾难都要在最短的时间内恢复业务，并且实现最小的数据丢失；
2.采用的数据保护和容灾系统要经过严格的市场检验，在市场上要有多个长时间运行稳定的成功案例；
3.为了防止各种逻辑灾难（如人为无删除等），需要有多个历史版本作为备份，并且历史版本要与生产系统的数据格式相同，这样才能做到瞬时恢复；为了提高恢复的可靠性，历史版本要提前验证，不能直接覆盖生产卷。
4.对于站点级别的灾难，数据丢失量（RPO）和恢复业务时间（RTO）是重要考核指标，根据客户业务系统的重要性，RPO和RTO都应该不高于10分钟；
5.考虑到客户生产系统的重要性，实施容灾系统的停机时间越短越好，所以该容灾技术必须是在数据库或应用打开的情况下做初始数据同步，这样可以大大缩短停机时间；
6.要求容灾解决方案必须具备带宽优化技术，这样才能在窄带环境下进行数据传输，实现异地灾备；
7.从生产端到灾备端的数据复制，必须要有一致性保证机制，使得灾备端的数据可用，接管业务时可以瞬间打开数据库或应用系统；
8.Internet上的波动是常见现象，所以异地容灾技术必须要有断点续传的功能，保证网络在较长时间中断的情况下不溢出，恢复网络后是增量传输；
9.为了规避实施风险，数据保护和容灾系统不应该对原有生产系统做任何改动，包括结构和底层卷管理等。
10.为了节约管理成本，数据保护和容灾系统应该集成在一个管理界面中，并且可以实时监控状态。
11.为了满足系统的扩展性，该数据保护和容灾系统必须具备开放性，兼容所有第三方主流存储以及前端应用主机的操作系统；
1.2飞康CDP解决方案
美国飞康CDP连续数据保护解决方案和基于此的容灾复制技术涵盖了以上所有需求。
这种解决方案的框架是：
1.在客户的生产系统中部署飞康CDP服务器，用于实现生产数据的实时镜像和多点快照（快照用于历史数据的瞬间恢复）；
2.部署在客户生产中心的飞康CDP配置255份历史快照，保留255份生产数据的历史版本。
利用多达255个快照实现各种逻辑错误的瞬间恢复；
3.生产中心CDP将数据复制到灾备中心CDP，实现CDP服务器的异地复制，从而将本地保护的范围扩大到各类自然灾害级别的异地保护。
飞康CDP的复制技术有独特的优势：
如优化带宽，压缩，加密和数据一致性保证等；
1.3CDP技术实现的灾备目标
本次数据保护和容灾系统要实现的目标有：
⏹实时镜像备份，无备份窗口
这一特征使得飞康CDP方案彻底不同于传统的备份技术，备份技术所困扰人们的长备份窗口和按天进行备份的弱点将不再存在。
⏹备份数据立即可用
由于飞康CDP实时镜像备份技术所获取的数据影像不是专用的备份格式，而是直接的数据原型，因此数据的恢复将是立即可用，无需任何恢复窗口，这在恢复技术上已经产生了一个大的飞跃。
⏹多点快照，无需1分钟历史数据轻松获取
飞康CDP保护技术既是一种灾难发生时保护最新数据的灾难备份技术，也是一种历史数据丢失时恢复原有数据的备份技术，由于自动产生数据的多个时间点保存，因此即使丢失的数据已经过了几天，你仍然可以轻松实现1分钟获取正确的历史数据的能力。
⏹任何IO的历史轨迹恢复
在系统发生逻辑灾难（例如数据丢失时），飞康CDP技术能够提供颗粒度达到IO的历史轨迹恢复能力，追溯历史随心所欲，使灾难防御能力达到空前的高度。
⏹一致性保证
飞康CDP在本地连续数据保护和异地容灾两个层面都提供数据一致性机制，保证复制到灾备端CDP的数据立即可用（如瞬时打开数据库等）。
⏹先进的精简带宽复制技术保证异地容灾的实现
飞康CDP的复制技术可以在窄带环境下实现连续的数据传输，独特的基于扇区的检测和传输可以大大的节省带宽；复制过程中保证数据的一致性，灾备端可以瞬时打开数据库或启动应用。
⏹实现系统故障后的分层次快速恢复能力
在本地生产端建立一套完整的自动化数据实时备份机制，每时每刻随时内完成本地端及异地端数据备份。
避免因发生天灾人祸后的数据丢失，导致营运系统停止运行，严重影响到企业的服务质量。
⏹实现灵活和方便的实时备份机制，管理简单
能够对实时备份系统进行灵活的集中管理，需要提供良好的操作使用界面、事件告警、与工作流程的管理等，将复杂的企业数据保护工作化繁为简，避免人为的疏忽，降低维护人员的工作量。
总之，飞康CDP技术的设计思想是彻底摆脱传统备份方式的弱点，实现系统数据的实时和超高速恢复能力，使得信息系统获得前所未有的健壮性。
详细设计
在本章中先介绍本次方案的整体架构，根据架构介绍连续数据保护的原理，最后详细说明各种灾难下的恢复方法。
1.4数据保护和容灾系统总体架构
本次客户飞康CDP连续数据保护和容灾系统总体架构概述如下：
美国飞康软件公司的CDP连续数据保护和容灾方案，是专为客户设计的一套行之有效的，集磁盘镜像、数据连续保护和备份、远程容灾于一体的综合容灾解决方案。
其基本架构为：
⏹在客户生产中心和灾备中心各部署1台飞康CDP服务器，接入到以太网和SAN网络中，通过FC协议进行数据保护，通过以太网进行管理。
保护数据的方法是将生产数据镜像到CDP服务器中;可将原核心数据库备机作为查询服务器，其下挂的存储可作为CDP存储空间使用。
⏹在生产中心，将飞康CDP服务器采用旁路的方式接入到SAN网络中，不会对现有网络拓扑有任何的更改和影响，而且，数据以镜像的方式备份到CDP服务器中，不影响正常的生产数据。
⏹生产主机数据需要保护，按照高速增长要求，并且考虑到CDP的历史快照空间，存储空间需要满足需求，通过同步镜像工具实现数据向CDP的实时抽取。
飞康CDP中配置Safecache的写加速技术，使得写入访问呈现高速特征
⏹生产中心CDP配置255份历史快照（TimeMark），实现多历史点保护。
⏹生产中心CDP将镜像过来的数据复制到同城灾备中心CDP中。
灾备中心CDP服务器同样配置255份快照（TimeMark），实现灾备中心多历史点的保护。
这样在生产中心和灾备中心各有255份历史快照，使历史数据得到了双重保护。
⏹远程复制采用TCP/IP协议，复制策略根据实际的数据增量和传输带宽灵活制定。
那么利用飞康CDP精简复制技术，可以实现连续传输的模式，将数据丢失量降到最低（有可能实现零丢失）。
除了连续模式，飞康的复制策略还包括间隔复制，可以基于时间，也可以基于数据增量。
1.5灾难发生时的接管和恢复
本节将详细说明各种灾难发生时，飞康CDP如何对客户环境中的主机（包括数据库和应用系统集群）进行接管和恢复。
1.5.1数据库表级别的丢失或损坏
由于误操作或病毒入侵等原因，数据库会出现表的记录丢失或损坏情况。
面对这种灾难，需要在主机上挂载飞康CDP提供的历史快照，该快照包含完整的记录条目。
然后再使用数据库命令将丢失或损坏的记录导入到生产数据库中即可。
1.5.2数据库和应用系统的文件丢失或损坏
若是数据库文件丢失或损坏这类逻辑错误，可以采用提取历史快照的方法找回历史数据。
找到没有丢失的时间点提取快照，并分配给Aix主机，然后在Aix主机上运行扫描新增磁盘，完成后启动数据库将需要的表或数据库导出，再导入到原来的数据库即可。
如果情况十分紧急，飞康CDP的快照是可读可写的，可以直接使用飞康CDP快照磁盘接管业务。
1.5.3数据库和应用系统无法正常启动
当数据库或应用系统出现问题无法启动时，可以先使用CDP中的快照进行接管。
方法是将历史快照提取出来，然后分配给Aix主机，Aix主机上运行扫描新增磁盘，然后启动数据库或应用即可。
1.5.4生产存储发生故障
当生产盘出现故障时，CDP镜像盘会自动接管业务，数据库系统根本感知不到中断和设备灾难，实现了RPO=0和RTO=0的理想。
当硬盘恢复时数据会在阵列中自动同步。
1.5.5站点级别的灾难
当发生站点级别的灾难时，需要启动灾备中心的业务来接管。
对于Aix系统来说，如果要实现应用级别的灾备备份，需要在灾备中心部署Aix灾备主机，数据来自与灾备中心的飞康CDP。
整个应用在灾备中心启动的过程非常简单，大幅降低RTO指标。
当生产中心修复后，灾备中心的CDP能以增量的方式将数据同步回生产中心，轻松实现Failback。
1.6关键技术和优势
飞康CDP技术是一种数据的连续时间点的保护技术，其根本作用是能在故障瞬间完成任何时间点的故障恢复，达到业务的快速连续的作用，从根本上解决传统备份中低恢复能力和非精细时间策略的先天弱点。
这种技术的诞生造成了备份领域和灾难恢复领域的一次革命，采用的关键技术包括：
1.6.1精简复制技术（Microscan）
在实际灾备系统中，往往异地备份受到带宽的限制。
一般而言，2-4M的传输带宽必须采用适合窄带的容灾技术（一个典型的2M网络，每小时传输的最大字节数仅为720MB，这还不指实际数据量），否则，容灾系统会出现数据的阻塞和溢出，根本无法正常工作。
飞康的容灾技术就提供了窄带传输的优化技术。
一般的基于磁盘阵列等传统灾备技术中，传输单元以块block传输为基准，往往小的数据更新，远程传输需要最小4KB左右的传输数据（Block定义）。
飞康的容灾技术replication模块中，提供了Microscan的微单元传输技术，将传输的最小数据单元缩小到512字节（一般的软件级别技术在1个block4096字节，硬件级别技术在block16000字节），可以在极小的带宽传输较大的数据量。
飞康CDP复制技术占用的带宽是磁盘阵列容灾技术占用带宽的1/50，是常规容灾技术占用带宽的1/6。
压缩方式也可以大大减少带宽占用，常规情况也可以达到4-5倍的压缩比。
所以，如果为广域网上传输数据，容灾数据传输带宽成本高，飞康的Microscan数据复制技术十分符合窄带环境容灾系统的需求,能够在低带宽的链路情况下进行高效的数据复制，为用户节省大量的带宽投资。
1.6.2存储虚拟化技术
飞康CDP采用虚拟化存储技术，将后端存储设备进行抽象化统一管理，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，从而实现了存储整合和集中管理等功能。
飞康CDP是一套功能全面的企业级存储服务软件，在一个集中化的管理的介面下进行操作。
通过管理员可以建立一个全新的存储网络，或为他们目前的基础架构加入智能功能。
1.6.3多种策略的远程replication技术
CDP提供远程复制选件,这是一个基于多种复制策略的异地传输服务，将数据从生产站点按一定的复制策略复制到远端站点的存储设备中。
如果发生灾难或复制的目标盘要使用，CDP提供了提升（Promote）操作可以将此盘提升出来并中断复制关系以供远程站点的应用服务器访问，同时也可以不中断复制关系的情况用CDP提供的时间标记（TimeMark）功能将磁盘视图提取出来以供远程站点查询、校对、审查等操作。
CDP的远程数据复制使管理可以自定义不同的策略来控制复制的过程，利用CDP存储管理源服务器内建的快照引擎和CDP存储管理目标服务器的“接收”机制，确保复制进程能够在瞬间内真正完成，从而获得最高级别的数据完整性。
Replication复制具有各类可供选择和调整的策略（一般的灾备技术只具备局部策略），因而远程复制具备了可调整能力和优化策略能力：
◆基于连续IO的复制CDR
◆一天中的特定时间。
例如：
在每天晚上的12：
00开始复制
◆持续时间间隔。
例如：
每10分钟复制一次
◆容量的变化量。
例如：
新数据超过5MB就开始复制
这几种策略可以单独使用或组合使用，使得为管理员提供了一个非常灵活的策略触发机制，实现数据的保护而不受灾难的影响。
1.6.4多时间点自动快照技术
传统未采用连续快照技术的容灾体系，实际上无法解决概率最高的人工错误型的灾难（称为软错误，也称动态RPO），由于远程数据传输将“忠诚”地将数据完整的复制到远方，被毁坏的数据也将被复制到远方，从而导致系统的完全不能运转。
因此，备份方案中的“自动连续快照技术”不但满足主存储宕机时数据镜像（即硬错误）的功能需求，同时也实现了对“软错误”的防范及纠错功能，将对系统的正常运转提供有力保障。
CDP服务器中，一个重要的功能就是TimeMark的多时间点快照技术，使得贵方的业务系统能够实现较短时间间隔下的各时间段版本数据的保存。
CDP能够提供多达每个应用卷255个自动快照点的极高水准，即保证每个应用卷在每天都有保存密度为5分钟的完全映象或10天之内每隔1小时就有1个完全映象。
高密度的映象可保证将系统的RPO（动态及静态）降到最低范围。
一旦发生任何一类数据丢失的错误，维护人员都可以找到最近的版本立即恢复。
快照恢复与数据量无关，大数据量提取也只是一分钟的事情。
这种快照的机制是利用快照缓存，对于时间点变化之后的数据块，将其原始时间点数据进行保存，一旦需要系统会退到某一时间点，TimeMark可以立即通过TimeView的方式将历史点数据的指针提取出来，从而实现历史数据的瞬间映射和恢复机制。
TimeMark的快照机制在容灾备份体系中，可以轻松、快速地实现数据库数据、文件数据、系统数据等时间点的即刻恢复，保障数据提取和分析、查询等功能应用。
在“自动连续快照技术”的保护下，快速恢复当前及历史数据已经不再是难事。
这样的高效备份和恢复技术是容灾备份解决方案的独到之处。
1.6.5连续I/O记录技术（Journal）
飞康CDP连续I/O记录技术可以将数据恢复到任意历史轨迹（秒级和I/O级均可）。
启用Journal功能后，飞康CDP会单独在磁盘上开辟一个区域，用于记录生产卷每一个历史I/O。
恢复时，通过“拉杆”可将数据恢复到任意历史点，并且该历史点数据可单独进行查询，不影响生产卷的状态。
1.6.6数据一致性保证技术
数据库系统在进行远程复制时，具有一定的特殊性。
传统的存储设备的远程复制技术，实现的是磁盘所存储的数据的远程同步，而某些时候数据库系统并未能实时刷新到磁盘体系上（数据库采用了缓存机制确保交易的性能，向数据文件的写入往往会比缓存的写入略有滞后），这样远程的数据库系统在启动时，往往需要通过日志的重演来进行数据库的恢复，这样由于一致性的问题有可能导致数据库立即启动能力的缺失，使得灾难发生时的快速恢复目标完全无法实现。
软件的远程复制技术中，采用了能够感知数据库系统的DBagent代理技术，能够在指定的快照点和复制点产生数据库的校验点刷新，从而确保数据库日志与数据文件的一致性，实现快速启动数据库的目标。
这种针对数据库系统的解决方案使得灾备体系真正与应用的数据库体系结合起来。
1.6.7读/写优化技术
飞康CDP具备高速写入技术SafeCache。
SafeCache功能可以全面提高飞康CDP管理的磁盘写性能。
当磁盘性能无法满足主机的I/O需求时，使用SafeCache配合高速磁盘设备可以明显改善整体性能。
SafeCache的原理是：
将高速磁盘设备置于“前端”，生产数据可以先顺序的写入到高速磁盘设备中，然后按照SafeCache设置的策略，将Cache中的数据再随机写入到后端存储中。
飞康CDP也具备高速读出技术HotZone。
HotZone功能可以全面提高飞康CDP管理的磁盘读性能。
使用HotZone时，飞康CDP会将磁盘划分为容量相等的多个区域，然后监控哪些区域经常会被读到，随之将该区域的数据块映射到高速磁盘中，这样就会提高应用主机读取磁盘的速度。
如果飞康CDP监控到某些区域不再被经常读到，那么会将该区域移出高速磁盘。
1.7推荐配置
本次客户主要生产系统飞康CDP连续数据保护和异地灾备系统建设的推荐配置如下表所示：
公司介绍和成功案例
1.8美国飞康软件公司（FalconStorInc.）简介
美国飞康软件有限公司（FalconStorSoftware，Inc.美国纳斯达克股票代码：
FALC）是一家全球性专业提供网络级存储管理和数据保护解决方案的公司。
总部设在美国纽约的Melville。
美国飞康软件有限公司（FalconStor）是全球存储网络业协会（SNIA）的成员，享有投票权。
美国飞康软件公司是存储界最早推出基于虚拟存储技术的公司，其旗舰产品IPStor早在2000年就已经推上市场。
近年来，美国飞康软件公司的CDP数据连续保护技术和VTL虚拟磁带库技术更是引领了存储领域的新技术革命。
IPStor网络存储管理解决方案为企业提供了：
Ø基于网络存储架构及异构存储平台基础之上的存储整合解决方案
Ø基于开放存储平台，网络架构的数据远程容灾解决方案
Ø基于连续的数据跟踪备份和精细化恢复技术的CDP连续备份解决方案
Ø基于磁盘的、具有高速备份及恢复能力的、增强备份资源管理能力的VTL虚拟磁带库解决方案
美国飞康软件公司的核心管理，研发及市场营销团队来自于美国CheyenneSoftware（美国夏恩软件）公司，拥有二十年以上的存储行业开发及管理经验。
美国飞康软件公司的总裁及董事会主席胡艾瑞徵先生曾领导Cheyenne（夏恩）公司，创立了具有业界第一品牌的，基于主机服务器的备份产品：
ARCServe。
夏恩软件于1996年被美国冠群电脑有限公司（ComputerAssociates，简称CA）以十二亿美元收购，ARCServe至今仍是备份市场的主流产品之一。
美国飞康软件公司专业的管理队伍及强劲的行业经验，为美国飞康软件公司的网络存储解决方案奠定了成功的基础。
美国飞康软件公司先进的网络存储技术和行之有效的解决方案得到存储界同仁的一致认可。
著名存储厂商EMC、IBM、惠普（HP）、StorageTek、日立数据（HDS）及CNT（ComputerNetworkTechnology）都是美国飞康软件公司紧密的OEM合作厂商，国内著名的华为3com公司也是与美国飞康软件公司紧密合作的OEM伙伴。
同时，美国飞康软件公司与全球领先的IT厂商微软（Microsoft），英特尔（Intel），SUNMicrosystems，NetworkAppliance有紧密的合作伙伴关系。
总部位于美国纽约的Melville，美国飞康软件公司（FalconStorSoftware）在全球设有15个销售及客户支持机构，客户遍及北美，欧洲及亚太地区。
公司的典型客户有：
美国电信AT&T，美国移动电话运营商VeriZonWireless；波音公司；美国投资银行FidelityInvestment；美国纳斯达克证券市场（Nasdaq）；德国中央银行；澳洲StateStreet；韩国KORAM银行等。
公司在全球设有三个产品研发中心，分别位于美国纽约、中国台湾及上海。
美国飞康软件公司非常重视国内业务的发展，关注国内客户的数据保护需求。
早于2001年在北京就成立了办事处，并于2003年在上海成立技术支持及研发中心。
目前在国内员工已经有70余名，对国内客户进行售前技术支持和售后服务，并承担产品研发工作。
国内典型客户有鹏华基金公司，苏州工业园，科达公司，福建电力，上海电信，浙江绍兴国税，上海港务局，河南电力及广东中山医院等。
美国飞康软件公司卓越的解决方案多次在国际存储展会上获奖，所获奖项为：
ØCDP/DR解决方案获得“2005年度中国计算机报编辑选择奖”
ØIPStor在2005CMP'sXchange大会上，获得“技术创新奖”
Ø用于WindowsStorageServer2003的iSCSI存储服务器解决方案，在2004年获得微软公司评选的“BestofTechEdEurope2004”及“BestofTechEdChina2004”
ØIPStor在TechTarget’sStorage和SearchS举办的2003年度最佳产品评选中获得“备份&灾难恢复软件”类银奖
ØIPStor在SearchS和Storagemagazine举办的2003年度最佳存储产品评选中获银奖
ØIPStor荣获2002年度PCMagazine和eWeek存储类“架构创新奖”
ØIPStor荣获纽约长岛软件协会“2002年度最佳产品奖”
1.9美国飞康软件公司容灾成功案例
1.9.1中国人民银行总行全国灾备系统
项目名称
中国人民银行总行账户系统全国容灾系统2008.10（32省—>北京）
用户简介
从事各商业银行账户系统管理
用户业务需求
确保业务能够从故障中恢复和连续运行，保障服务质量。
系统为，IBMAIXP570*2，EMCCX5005TB/HDS95805TB,DB2数据库。
各省带宽2M。
要求，全国各省向北京灾备中心多点容灾，实现业务恢复（生产中心—北京DRcenter）
飞康公司解决方案
采用IPStorCDPreplication（local-remote）,实现AIXside-band对存储的远程保护，replicate到北京容灾中心。
各种故障均要求分钟级别恢复。
磁盘系统故障要求不停机。
项目效果说明
各种解决方案中惟一满足用户要求的方案是飞康公司的CDP方案。
运行效果良好，32省在30天内全部完成实施并且全部成功，创造了容灾领域的奇迹。
目前，已成功对于用户部分省份的故障实现了恢复和保障，确立了用户对IPStorCDP的信心，而且，对于数据库的瞬间恢复给用户留下了深刻的印象。
支持各类异构设备，和瞬间恢复，支持本地的现场修复方式，支持窄带传输，全部灾难的恢复能力，成为功能极为强大的容灾方式。
各省实施仅用了30分钟停机，创造了令人吃惊的速度。
总结
1.9.2华北电网
1.客户背景
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