灾备武林出新招:新一代块复制技术

时间:2020-05-22 栏目:

灾备武林出新招:新一代块复制技术

灾备江湖,历来技术武功门派众多,这个江湖,以技术为尊,技术驱动市场发展非常明显。

江湖流传一句话:数据复制技术是灾备的核心。下面就谈谈技术门派吧。

按照数据传输量大小特点,数据复制技术类型主要分三种:

  • 数据块复制技术
  • 文件复制技术
  • 字节级复制技术

这三大技术门派各有所长,用户可根据组织的IT架构、场景、监管要求的不同,选择相应的数据复制技术,以满足组织的灾备建设需求。

此外,如果按照系统I/O的写操作方式,数据复制技术分为异步复制、同步复制。

异步复制的过程是主机在向磁盘写数据时,同时向远端磁盘写数据,但是不等远端返回信息,主机继续向磁盘进行下一次的写操作。

同步复制则是本地磁盘等待远端写操作完成信息返回后,再进行下一次的写操作,以保证两边数据的一致性,所以该同步复制主要用于实时性要求较高的如银行、证券、基金等商业应用。

异步和同步,就像两种绝世轻功,都能快速地从峨眉山跑到光明顶,就看谁的内功修炼更厉害。

如果再按照复制运行位置方式,分为技术门派就更多了,共分五种:

  • 基于主机的数据复制技术
  • 基于存储阵列的数据复制技术
  • 基于网络的数据复制技术
  • 基于数据库的数据复制技术
  • 基于应用的数据复制技术

你有金刚腿,我有铁头功;你有蔡李佛拳,我有虎鹤双形。江湖的事,永远说不清谁是天下第一。本文关注的是块复制技术,即基于存储阵列的复制技术,所以下面谈谈块复制技术的那些事。

灾备武林出新招:新一代块复制技术

块复制技术采用了拷贝技术,也是江湖人称的定时备份的一种形式,即在设定的时间周期内,由管理人员将数据、文件、数据库、系统等从A存储介质拷贝到B存储介质。

作为曾经天下第一的数据复制技术,块复制技术这个镖局一度占据市场的头把交椅。据第三方研究机构统计,块复制技术市场占比高达八成以上,其优点包括对主机透明,不占用主机资源,对应用系统的影响较小。

块复制技术之所以称霸一时,与存储厂商对存储产品的熟悉情况是相关的,当时的场景是用户存储出现问题时,第一个找到的便是存储厂商。为了解决用户数据安全的问题,存储厂商便顺势推出了块复制技术。这也解释了为什么灾备会被称为第二存储的原因。

适配比较传统的IT环境和较低等级的等保要求,块复制技术一时成为了江湖人人称道的灾备技术。然而,武林在发展,需求在改变,随着云和大数据时代的到来,远距离、窄带宽、跨平台的开放、分布式的IT环境,使得传统的块复制技术的瓶颈凸显,很多招式威力已减。

其中,最致命的缺点是在超过30公里的数据复制场景下,块复制技术给用户带来了巨大的网络建设成本,且传输的数据量大,造成备份时间窗口以月、周的时间计算,如果期间发生硬盘故障、系统被攻击,有可能造成数据的丢失。这不仅关乎行业监管的要求,更涉及到组织自身的利益。

而随着信息化社会的快速发展,业务应用对数据的实时性要求越来越高,而江湖不可长期无霸主。此时,基于主机的字节级实时增量数据复制技术在适配新场景方面,展现了其“神龙见首不见尾”的极速优势,从而获得了江湖人士的青睐,块复制技术也逐渐成为江湖人士心中上一代的招式。

基于主机的字节级实时增量数据复制技术的招式很独特,包括:

  • 它仅传输实时变化的字节(I/O),特别适合远距离、窄带宽的海量数据的实时同步、同城容灾、异地容灾的场景;
  • 对数据库类型、操作系统、存储平台、虚拟化平台都有很好的适配,且对主机的性能开销同样影响甚微,几百上千公里都能在极小带宽下实时传输变化的数据。

但是作为曾经的武林至尊,块复制技术对主机影响轻微、适合数据量不大、投入小的场景特点,还是有少量的追随者(如中小微机构)。

江湖不能只有哥的传输,哥还要在江湖混。那么,如何结合基于主机的字节级实时增量复制技术的理念,推动块复制技术的新生呢,英方新一代块复制技术已练出新的招式。

一个非常简单的思路:传统的块复制技术,是将数据从A盘拷贝到B盘,传输单位是一个数据块。那么,如果不是传输整个数据块,而是传输数据块里面的一个已发生数据变化的子数据块,那就能解决“数据传输量大”的问题了。

英方新一代块复制技术实现了这个理念从技术到产品的落地。

譬如,一个数据磁盘有900M,根据磁盘的划分,共划分出9个小块,每个小块就是100M大小。英方软件通过在卷管理层和磁盘驱动之间安装“捕获监控管理”模块,精准捕获到发生数据变化的块是哪一个或哪几个,然后在一个位图(Bitmap)的小本本上记下来,在触发备份规则时,仅将变化的子数据块传输过去即可。

灾备武林出新招:新一代块复制技术

这是四两拨千斤,好比你原先要搬900斤的货物,现在减少到只需搬100斤的货物,是不是就轻松、便捷得多了。惊不惊喜意不意外。

英方新一代块复制技术还有更多的惊喜,招式如下:

  • 首次全量备份+永远增量备份;
  • 生产机正常关机重启后,不需要全备份;
  • 采用文件系统分析方式,未使用的磁盘区域不备份,减少备份量;
  • 采用差异比对方式,减少备份数据量;
  • 数据复制过程可以适时停止,不影响数据的最终一致性;
  • 结合灾备端的快照和克隆技术;
  • 数据读写对生产端系统影响很小;
  • 支持应用层数据一致性;
  • 与卷管理器和文件系统无关。

招式打得虎虎生威,实战效果如何呢,看看衡量所有灾备产品方案的两大指标神器的表现。

1RPO:恢复点目标

可实现分钟级的效果,这与设定的快照间隔大小有关。如果你设置一秒复制一次,英方新一代块复制技术也可以实现,但考虑到所有的块复制的技术特点,在数据拷贝时,都会对磁盘性能有影响,所以设置太小的复制间隔,会影响到生产端数据的落盘性能。当然,更为重要的是,块复制技术追求的目标不是实时性,而是经济、便捷和对系统影响小。

2RTO:恢复时间目标

理论上可实现备端的快速挂起可用,但每个客户的IT环境存在差异化,网络带宽也不同,如果采用手动的方式,将快照生成克隆卷再通过iSCSI访问,恢复时间可控制在分钟级。

从关联性上看,RPO针对的是数据丢失,RTO针对的是业务中断时间,二者没有必然的关联性。RPO和RTO的确定必须在进行风险分析和业务影响分析后根据不同的业务需求确定。对于不同企业的同一种业务,RTO和RPO的需求也会有所不同,但有一点确定的是,不是所有的系统都要追求RTO与RPO趋于零,适合自己的才是最好的。

英方新一代块复制技术,再结合基于字节级实时增量数据复制技术、数据库语义级复制技术、大数据复制技术、云灾备技术等招式综合使用,可在云和大数据场景下,为用户提供全域、多层次、多策略的数据统一管理平台,满足实时与定时、跨平台、操作系统、数据库、海量文件、本地和云端的数据管理和业务容灾,形成大一统。

江湖从来不缺技术大宗师,江湖也从不眷恋不懂变通、自我革新的招式,块复制技术也从来不是好或者不好,只是看谁在使招,谁把它创新,再发扬光大。

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