数据保护概述

3hrs 22 min 1 hr 41 min 20 min 10 sec 10 min 5 sec
99.99%
99.999% 99.9999%
0.01%
0.001% 0.0001%
52.5 min
5.25 min 31.5 sec
1 min
6 sec 0.6 sec
Millions of US Dollars per Hour in Lost Revenue
应用 Applications
Write Read
App: e.g. Backup
Write Read
逻辑数据集
物理数据集
快照技术的主要策略—写时拷贝（3/3）
应用 Applications
Write Read
逻辑数据集
•优：空间 效率高，快 照可读写， App: e.g. Backup 可扩展性好， Write Read 易改进 •缺：COW 操作影响系 统性能
– ……
• ―快”：解决批量数据备份中的长时间窗口
问题；
• “照”：至少在逻辑上生成独立冗余数据，
解决硬件故障以外的本地数据保护问题；
14
为什么“快照”？（2/2）
• 存储网络工业协会（SNIA）对快照的定义：
– 快照（snapshot）为一个数据对象产生完全可用的副本， 它包含对该数据对象在某一时间点的映象，快照在快 照时间点对数据对象进行逻辑复制操作，产生数据对 象在该时间点的一致性数据副本，但实际的部分或全 部物理复制过程可能在复制时间点之外的某些时间进 行。快照可以在非常短的时间内完成数据对象逻辑副 本的创建，其数量级通常为几秒，因此也称为零时间 复制。快照技术可以最大限度减小复制操作对上层应 用的影响，同时保证复制操作语义的原子性。
Recovery Point
Recovery Time
Manual Migration Migration Tape Restore
Recovery Time includes: Fault detection Recovering data Bringing apps back online
Global Cluster
• 三种实现方式：基准参考数据模式、复制参考数据
模式、合成参考数据模式
• 快照技术+日志≠持续数据保护
更大！更快！更低！
更安全高效的数据保护方案
30
Incremental
Full
Cumulative
Incremental
连续数据保护 (CDP)
• SNIA对连续数据保护(CDP)的定义：
–CDP是这样一种方法，它在不影响主要数据运行的前提下， 可以实现持续捕捉或跟踪目标数据所发生的任何改变，并 且能够恢复到此前任意时间点。连续数据保护系统可以基 于块、文件或应用实现，可以为恢复对象提供足够细的恢 复粒度，实现几乎无限多的恢复时间点。
2:WriΒιβλιοθήκη Baidue
物理数据集
1:Copy
快照技术的主要策略—写重定向（1/3）
应用 Applications
Write Read
逻辑数据集
物理数据集
快照技术的主要策略—写重定向（2/3）
应用 Applications
Write Read
App: e.g. Backup
Write Read
逻辑数据集
物理数据集
7%
14% 3%
场地灾害
唯一方式是采用 远程数据复制或 离线数据备份及 介质异地存放
RAID, 集群以 及本地／远程 数据镜像
44%
系统硬件故障
source: Ontrack, a data availability service provider
建立容灾高可用环境的必要性
• 降低关键业务运行 风险 • 最大限度地保护业 务数据的实时性， 完整性和一致性 • 增强数据中心的可 用性和业务规划的 灵活性
15
分层与虚拟化：快照背后的思想（1/2）
• ―零时间复制……产生一致性数据 副本”意味着什么？
–独立的逻辑数据视图 –关联的物理数据分布
• “完全可用”的副本意味着什么？
–逻辑的副本具备可用性
分层与虚拟化：快照背后的思想（2/2）
快照技术的主要策略—分离镜像（1/3）
应用 Applications
传统数据保护方案
备份与恢复：
低廉 费时、费力
安全性？
介质变革：磁盘 vs. 磁带
•磁带
•离线 •顺序访问 •容量大 •速度慢 •价格低 •磁盘
•在线
•随机访问 •容量↑ •速度快↑ •价格↓ 更适宜构建系统
12
一种常用的数据保护技术
• 快照（snapshot）
为什么“快照”？（1/2）
• 1K、1M、1G、1T……我们是否愿意等待？
Write Read
Is it RAID1？
逻辑数据集
物理数据集
快照技术的主要策略—分离镜像（2/3）
应用 Applications
差量数据集 Write Read Write Read
App: e.g. Backup
逻辑数据集
缓冲区
物理数据集
快照技术的主要策略—分离镜像（3/3）
应用 Applications
外一个或多个不同的物理站点上，从而保持源数据与目标 数据的一致性。分同步、异步复制 ）
• CDP (Continuous Data Protect) 持续数据 保护
Recovery Point Objective (RPO)
Wks Days Hrs Mins Secs Secs Mins Hrs Days Wks
Retail Insurance Information technology Financial institutions
1.1 1.2 1.3 1.5 1.6
Manufacturing
Call location Telecommunications Credit card sales authorization Energy Point of sale Retail brokerage
Recovery Point
Asynchronous Replication Synchronous Replication
Recovery Time
Periodic Replication
Tape Backup
Recovery Time Objective (RTO)
Wks Days Hrs Mins Secs Secs Mins Hrs Days Wks
• 增强企业的核心竞 争能力
6
数据保护的基本原则
• 信息冗余
–设备级
• RAID1 • RAID2、RAID3、 RAID4 „
• 信息冗余
–空间上
• RAID1 • RAID2、RAID3、 RAID4 „ • 软件镜像
–系统级
• 备份（本地、远程） • 快照 • 连续数据保护
–时间上
• 备份（本地、远程） • 快照 • 连续数据保护
Source Meta Group, 2005
1.6
2.0 2.6 2.8 3.6 6.5
数据丢失的原因
• 用户误操作
• 系统错误 • 灾难事故 • 电力故障 • 介质故障
数据丢失原因统计
隔离的， 实时的数 据复制
人为错误
软件投产前 在本地的数 据拷贝上进 行测试
32% 计算机 病毒 应用软件故障
• Hot Backup: production is not interrupted. • Cold Backup: production is interrupted. • Backup Agents manage the backup of different data types such as:
数据保护
1
数据信息的可用性(Availability)
% Uptime % Downtime Downtime per Year Downtime per Week
98% 99% 99.8% 99.9%
2% 1% 0.2% 0.1%
7.3 days 3.65 days 17 hrs 31 min 8 hrs 45 min
快照技术的主要策略—写重定向（3/3）
应用 Applications
Write Read
逻辑数据集
ROW
•优：空 间效率高， 快照可读 写，响应 快，可扩 展 •缺：物 理数据交 叠，映射 关系维护 复杂
App: e.g. Backup
Write Read
物理数据集
Database Backup Methods
差量数据集 Write Read
逻辑数据集
•优：安全性 高，响应快， 对系统性能影 响小 •缺：空间效率低， 可扩展性差，快照不 适合写
缓冲区
物理数据集
快照技术的主要策略—写时拷贝（1/3）
应用 Applications
Write Read
逻辑数据集
物理数据集
快照技术的主要策略—写时拷贝（2/3）
– Structured (such as databases) – Semi-structured (such as email) – Unstructured (file systems)
Backup Granularity and Levels
Full Backup
Cumulative (Differential)
名词术语
• RTO- Recovery Time Objectives 恢复时间 目标（指在出现问题后“什么时候”可以恢复数据 ） • RPO-Recovery Point Objectives 恢复点目 标（指能把数据恢复到过去的那一个时间点 ） • Data Replication 数据复制（将数据拷贝到另