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網路存儲與容災系統課堂作業

發布時間: 2022-07-30 23:08:24

⑴ 容災系統的關鍵技術

在建立容災備份系統時會涉及到多種技術,如:SAN或NAS技術、遠程鏡像技術、基於IP的SAN的互連技術、快照技術等。這里重點介紹遠程鏡像、快照和互連技術。 遠程鏡像技術是在主數據中心和備援中心之間的數據備份時用到。鏡像是在兩個或多個磁碟或磁碟子系統上產生同一個數據的鏡像視圖的信息存儲過程,一個叫主鏡像系統,另一個叫從鏡像系統。按主從鏡像存儲系統所處的位置可分為本地鏡像和遠程鏡像。遠程鏡像又叫遠程復制,是容災備份的核心技術,同時也是保持遠程數據同步和實現災難恢復的基礎。遠程鏡像按請求鏡像的主機是否需要遠程鏡像站點的確認信息,又可分為同步遠程鏡像和非同步遠程鏡像。
同步遠程鏡像(同步復制技術)是指通過遠程鏡像軟體,將本地數據以完全同步的方式復制到異地,每一本地的I/O事務均需等待遠程復制的完成確認信息,方予以釋放。同步鏡像使遠程拷貝總能與本地機要求復制的內容相匹配。當主站點出現故障時,用戶的應用程序切換到備份的替代站點後,被鏡像的遠程副本可以保證業務繼續執行而沒有數據的丟失。但它存在往返傳播造成延時較長的缺點,只限於在相對較近的距離上應用。
非同步遠程鏡像(非同步復制技術)保證在更新遠程存儲視圖前完成向本地存儲系統的基本I/O操作,而由本地存儲系統提供給請求鏡像主機的I/O操作完成確認信息。遠程的數據復制是以後台同步的方式進行的,這使本地系統性能受到的影響很小,傳輸距離長(可達1000公里以上),對網路帶寬要求小。但是,許多遠程的從屬存儲子系統的寫沒有得到確認,當某種因素造成數據傳輸失敗,可能出現數據一致性問題。為了解決這個問題,大多採用延遲復制的技術(本地數據復制均在後台日誌區進行),即在確保本地數據完好無損後進行遠程數據更新。 遠程鏡像技術往往同快照技術結合起來實現遠程備份,即通過鏡像把數據備份到遠程存儲系統中,再用快照技術把遠程存儲系統中的信息備份到遠程的磁帶庫、光碟庫中。
快照是通過軟體對要備份的磁碟子系統的數據快速掃描,建立一個要備份數據的快照邏輯單元號 LUN和快照cache。在快速掃描時,把備份過程中即將要修改的數據塊同時快速拷貝到快照cache中。快照LUN是一組指針,它指向快照cache和磁碟子系統中不變的數據塊(在備份過程中)。在正常業務進行的同時,利用快照LUN實現對原數據的一個完全的備份。它可使用戶在正常業務不受影響的情況下(主要指容災備份系統),實時提取當前在線業務數據。其「備份窗口」接近於零,可大大增加系統業務的連續性,為實現系統真正的7×24運轉提供了保證。
快照是通過內存作為緩沖區(快照cache),由快照軟體提供系統磁碟存儲的即時數據映像,它存在緩沖區調度的問題。 早期的主數據中心和備援數據中心之間的數據備份,主要是基於SAN的遠程復制(鏡像),即通過光纖通道FC,把兩個SAN連接起來,進行遠程鏡像(復制)。當災難發生時,由備援數據中心替代主數據中心保證系統工作的連續性。這種遠程容災備份方式存在一些缺陷,如:實現成本高、設備的互操作性差、跨越的地理距離短(10公里)等,這些因素阻礙了它的進一步推廣和應用。
出現了多種基於IP的SAN的遠程數據容災備份技術。它們是利用基於IP的SAN的互連協議,將主數據中心SAN中的信息通過現有的TCP/IP網路,遠程復制到備援中心SAN中。當備援中心存儲的數據量過大時,可利用快照技術將其備份到磁帶庫或光碟庫中。這種基於IP的SAN的遠程容災備份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可擴展性好,具有廣闊的發展前景。基於IP的互連協議包括:FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI等。

⑵ 網路存儲技術的工作原理是什麼有圖解釋么

網路存儲技術(Network Storage Technologies)是基於數據存儲的一種通用網路術語。網路存儲結構大致分為三種:直連式存儲(DAS:Direct Attached Storage)、網路存儲設備(NAS:Network Attached Storage)和存儲網路(SAN:Storage Area Network)。
網路存儲技術
直連式存儲(DAS):這是一種直接與主機系統相連接的存儲設備,如作為伺服器的計算機內部硬體驅動。到目前為止,DAS 仍是計算機系統中最常用的數據存儲方法。 DAS即直連方式存儲,英文全稱是Direct Attached Storage。中文翻譯成「直接附加存儲」。顧名思義,在這種方式中,存儲設備是通過電纜(通常是SCSI介面電纜)直接到伺服器的。I/O(輸入/輸入)請求直接發送到存儲設備。DAS,也可稱為SAS(Server-Attached Storage,伺服器附加存儲)。它依賴於伺服器,其本身是硬體的堆疊,不帶有任何存儲操作系統。
DAS的適用環境為:
1) 伺服器在地理分布上很分散,通過SAN(存儲區域網路)或NAS(網路直接存儲)在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子); 2) 存儲系統必須被直接連接到應用伺服器(如Microsoft Cluster Server或某些資料庫使用的「原始分區」)上時; 3) 包括許多資料庫應用和應用伺服器在內的應用,它們需要直接連接到存儲器上,群件應用和一些郵件服務也包括在內。 典型DAS結構如圖所示: 典型DAS結構如圖所示
對於多個伺服器或多台PC的環境,使用DAS方式設備的初始費用可能比較低,可是這種連接方式下,每台PC或伺服器單獨擁有自己的存儲磁碟,容量的再分配困難;對於整個環境下的存儲系統管理,工作煩瑣而重復,沒有集中管理解決方案。所以整體的擁有成本(TCO)較高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS與NAS的比較。 DAS與NAS的比較圖
網路存儲設備(NAS):NAS 是一種採用直接與網路介質相連的特殊設備實現數據存儲的機制。由於這些設備都分配有 IP 地址,所以客戶機通過充當數據網關的伺服器可以對其進行存取訪問,甚至在某些情況下,不需要任何中間介質客戶機也可以直接訪問這些設備。
NAS網路存儲器
1. 最大存儲容量
最存儲大存儲容量是指NAS存儲設備所能存儲數據容量的極限,通俗的講,就是NAS設備能夠支持的最大硬碟數量乘以單個硬碟容量就是最大存儲容量。這個數值取決於NAS設備的硬體規格。不同的硬體級別,適用的范圍不同,存儲容量也就有所差別。通常,一般小型的NAS存儲設備會支持幾百GB的存儲容量,適合中小型公司作為存儲設備共享數據使用,而中高檔的NAS設備應該支持T級別的容量(1T=1000G)。
2. 處理器
同普通電腦類似,NAS產品也都具有自己的處理器(CPU)系統,來協調控制整個系統的正常運行。其採用的處理器也常常與台式機或伺服器的CPU大體相同。目前主要有以下幾類。 (1)Intel系列處理器 (4)AMD系列處理器 (5)PA-RISC型處理器 (6)PowerPC處理器 (7)MIPS處理器 一般針對中小型公司使用NAS產品採用AMD的處理器或Intel PIII/PIV等處理器。而大規模應用的NAS產品則使用Intel Xeon處理器、或者RISC型處理器等。但是也不能一概而論,視具體應用和廠商規劃而定。
3. 內存
NAS從結構上講就是一台精簡型的電腦,每台NAS設備都配備了一定數量的內存,而且大多用戶以後可以擴充。在NAS設備中,常見的內存類型由SDRAM(同步內存)、FLASH(快閃記憶體)等。不同的NAS產品出廠時配備的內存容量不同,一般為幾十兆到數GB(1GB=1000MB)容量不等,這取決於NAS產品的應用范圍,一般來講,應用在小規模的區域網當中的NAS,如果只是應付幾台設備的訪問,64M以下內存容量即可。如果是上百個節點以上的訪問,就得需要上G容量的內存。當然,這不是絕對的因素,NAS產品的綜合性能發揮還取決於它的處理器能力、硬碟速度及其網路實際環境等因素的制約。總之,選購NAS產品時,應該綜合考慮各個方面的性能參數。
4. 介面
NAS產品的外部介面比較簡單,由於只是通過內置網卡與外界通訊,所以一般只具有乙太網絡介面,通常是RJ45規格,而這種介面網卡一般都是100M網卡或1000M網卡。另外,也有部分NAS產品需要與SAN(存儲區域網路)產品連接提供更為強大的功能,所以也可能會有FC(Fiber Channel光纖通道)介面。
5. 預置軟體系統
預制操作系統是指NAS產品出廠時隨機帶的操作系統或者管理軟體。目前NAS產品一般帶有以下幾種系統軟體。 精簡的WINDOWS2000系統 這類系統只是保留了WINDOWS2000 SERVER系統核心網路中最重要的部分,能夠驅動NAS產品正常工作。我們可以把它理解為WINDOWS2000的「精簡版」。 FreeBSD嵌入式系統 FreeBSD是類UNIX系統,在網路應用方面具備極其優異的性能。 Linux嵌入式系統 Linux系統類似於UNIX操組系統,但相比之下具有界面友好、內核升級迅速等特點。常常用來作為電器等產品的嵌入式控制系統。
6. 網路管理
網路管理,是指網路管理員通過網路管理程序對網路上的資源進行集中化管理的操作,包括配置管理、性能和記賬管理、問題管理、操作管理和變化管理等。一台設備所支持的管理程度反映了該設備的可管理性及可操作性。 一般的網路滿足SNMP MIB I / MIB II統計管理功能。常見的網路管理方式有以下幾種: (1)SNMP管理技術 (2)RMON管理技術 (3)基於WEB的網路管理 SNMP是英文「Simple Network Management Protocol」的縮寫,中文意思是「簡單網路管理協議」。SNMP首先是由Internet工程任務組織(Internet Engineering Task Force)(IETF)的研究小組為了解決Internet上的路由器管理問題而提出的。 SNMP是目前最常用的環境管理協議。SNMP被設計成與協議無關,所以它可以在IP,IPX,AppleTalk,OSI以及其他用到的傳輸協議上被使用。SNMP是一系列協議組和規范(見下表),它們提供了一種從網路上的設備中收集網路管理信息的方法。SNMP也為設備向網路管理工作站報告問題和錯誤提供了一種方法。 目前,幾乎所有的網路設備生產廠家都實現了對SNMP的支持。領導潮流的SNMP是一個從網路上的設備收集管理信息的公用通信協議。設備的管理者收集這些信息並記錄在管理信息庫(MIB)中。這些信息報告設備的特性、數據吞吐量、通信超載和錯誤等。MIB有公共的格式,所以來自多個廠商的SNMP管理工具可以收集MIB信息,在管理控制台上呈現給系統管理員。 通過將SNMP嵌入數據通信設備,如交換機或集線器中,就可以從一個中心站管理這些設備,並以圖形方式查看信息。目前可獲取的很多管理應用程序通常可在大多數當前使用的操作系統下運行,如Windows3.11、Windows95 、Windows NT和不同版本UNIX的等。 一個被管理的設備有一個管理代理,它負責向管理站請求信息和動作,代理還可以藉助於陷阱為管理站提供站動提供的信息,因此,一些關鍵的網路設備(如集線器、路由器、交換機等)提供這一管理代理,又稱SNMP代理,以便通過SNMP管理站進行管理。
7. 網路協議
網路協議即網路中(包括互聯網)傳遞、管理信息的一些規范。如同人與人之間相互交流是需要遵循一定的規矩一樣,計算機之間的相互通信需要共同遵守一定的規則,這些規則就稱為網路協議。 一台計算機只有在遵守網路協議的前提下,才能在網路上與其他計算機進行正常的通信。網路協議通常被分為幾個層次,每層完成自己單獨的功能。通信雙方只有在共同的層次間才能相互聯系。常見的協議有:TCP/IP協議、IPX/SPX協議、NetBEUI協議等。在區域網中用得的比較多的是IPX/SPX.。用戶如果訪問Internet,則必須在網路協議中添加TCP/IP協議。 TCP/IP是「transmission Control Protocol/Internet Protocol」的簡寫,中文譯名為傳輸控制協議/互聯網路協議)協議, TCP/IP(傳輸控制協議/網間協議)是一種網路通信協議,它規范了網路上的所有通信設備,尤其是一個主機與另一個主機之間的數據往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎協議,也是一種電腦數據打包和定址的標准方法。在數據傳送中,可以形象地理解為有兩個信封,TCP和IP就像是信封,要傳遞的信息被劃分成若干段,每一段塞入一個TCP信封,並在該信封面上記錄有分段號的信息,再將TCP信封塞入IP大信封,發送上網。在接受端,一個TCP軟體包收集信封,抽出數據,按發送前的順序還原,並加以校驗,若發現差錯,TCP將會要求重發。因此,TCP/IP在INTERNET中幾乎可以無差錯地傳送數據。 對普通用戶來說,並不需要了解網路協議的整個結構,僅需了解IP的地址格式,即可與世界各地進行網路通信。 IPX/SPX是基於施樂的XEROX』S Network System(XNS)協議,而SPX是基於施樂的XEROX』S SPP(Sequenced Packet Protocol:順序包協議)協議,它們都是由novell公司開發出來應用於區域網的一種高速協議。它和TCP/IP的一個顯著不同就是它不使用ip地址,而是使用網卡的物理地址即(MAC)地址。在實際使用中,它基本不需要什麼設置,裝上就可以使用了。由於其在網路普及初期發揮了巨大的作用,所以得到了很多廠商的支持,包括microsoft等,到現在很多軟體和硬體也均支持這種協議。 NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ,或NetBios增強用戶介面。它是NetBIOS協議的增強版本,曾被許多操作系統採用,例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI協議在許多情形下很有用,是WINDOWS98之前的操作系統的預設協議。總之NetBEUI協議是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協議,安裝後不需要進行設置,特別適合於在「網路鄰居」傳送數據。所以建議除了TCP/IP協議之外,區域網的計算機最好也安上NetBEUI協議。另外還有一點要注意,如果一台只裝了TCP/IP協議的WINDOWS98機器要想加入到WINNT域,也必須安裝NetBEUI協議。
8. 網路文件協議
網路文件系統是基於網路的分布式文件系統,其文件系統樹的各節點可以存在於不同的聯網計算機甚至不同的系統平台上,可以用來提供跨平台的信息存儲與共享。 當今最主要的兩大網路文件系統是Sun提出的NFS(Network File System)以及由微軟、EMC和NetApp提出的CIFS(Common Internet File System),前者主要用於各種Unix平台,後者則主要用於Windows平台,我們熟悉的「網上鄰居」的文件共享方式就是基於CIFS系統的。其他著名的網路文件系統還有Novell公司的NCP(網路控制協議)、Apple公司的AFP以及卡內基-梅隆大學的Coda等,NAS的主要功能之一便是通過各種網路文件系統提供存儲服務。
9. 網路備份軟體
目前在數據存儲領域可以完成網路數據備份管理的軟體產品主要有Legato公司的NetWorker、IBM公司 的Tivoli、Veritas公司 的NetBackup等。另外有些操作系統,諸如Unix的tar/cpio、Windows2000/NT的Windows Backup、Netware的Sbackup也可以作為NAS的備份軟體。
NetBackup
NetBackup是Veritas公司推出的適用於中型和大型的存儲系統的備份軟體,可以廣泛的支持各種開放平台。另外該公司還推出了適合低端的備份軟體Backup Exec。
NetWorker
NetWorker是Legato公司推出的備份軟體,它適用於大型的復雜網路環境,具有各種先進的備份技術機制,廣泛的支持各種開放系統平台。值得一提的是, NetWorker中的Cellestra技術第一個在產品上實現了Serverless Backup(無伺服器備份)的思想。
IBM Tivoli
IBM Tivoli是IBM公司推出的備份軟體,與Veritas的NetBackup和Legato的NetWorker相比,Tivoli Storage Manager更多的適用於IBM主機為主的系統平台,其強大的網路備份功能可以勝任大規模的海量存儲系統的備份需要。 此外,CA公司原來的備份軟體ARCServe,在低端市場具有相當廣泛的影響力。其新一代備份產品--BrightStor,定位直指中高端市場,也具有不錯的性能。 選購備份軟體時,應該根據不同的用戶需要選擇合適的產品,理想的網路備份軟體系統應該具備以下功能:
集中式管理
網路存儲備份管理系統對整個網路的數據進行管理。利用集中式管理工具的幫助,系統管理員可對全網的備份策略進行統一管理,備份伺服器可以監控所有機器的備份作業,也可以修改備份策略,並可即時瀏覽所有目錄。所有數據可以備份到同備份伺服器或應用伺服器相連的任意一台磁帶庫內。
全自動的備份
備份軟體系統應該能夠根據用戶的實際需求,定義需要備份的數據,然後以圖形界面方式根據需要設置備份時間表,備份系統將自動啟動備份作業,無需人工干預。這個自動備份作業是可自定的,包括一次備份作業、每周的某幾日、每月的第幾天等項目。設定好計劃後,備份作業就會按計劃自動進行。
資料庫備份和恢復
在許多人的觀念里,資料庫和文件還是一個概念。當然,如果你的資料庫系統是基於文件系統的,當然可以用備份文件的方法備份資料庫。但發展至今,資料庫系統已經相當復雜和龐大,再用文件的備份方式來備份資料庫已不適用。是否能夠將需要的數據從龐大的資料庫文件中抽取出來進行備份,是網路備份系統是否先進的標志之一。
在線式的索引
備份系統應為每天的備份在伺服器中建立在線式的索引,當用戶需要恢復時,只需點取在線式索引中需要恢復的文件或數據,該系統就會自動進行文件的恢復。
歸檔管理
用戶可以按項目、時間定期對所有數據進行有效的歸檔處理。提供統一的Open Tape Format 數據存儲格式從而保證所有的應用數據由一個統一的數據格式作為永久的保存,保證數據的永久可利用性。
有效的媒體管理
備份系統對每一個用於作備份的磁帶自動加入一個電子標簽,同時在軟體中提供了識別標簽的功能,如果磁帶外面的標簽脫落,只需執行這一功能,就會迅速知道該磁帶的內容。
滿足系統不斷增加的需求
備份軟體必須能支持多平台系統,當網路上連接上其它的應用伺服器時,對於網路存儲管理系統來說,只需在其上安裝支持這種伺服器的客戶端軟體即可將數據備份到磁帶庫或光碟庫中。
10. 網站瀏覽器支持
網站瀏覽器支持是指能否夠通過WEB(就是WWW,俗稱互聯網)手段對NAS產品進行管理,以及管理時使用的瀏覽器類型。絕大部分的NAS產品都支持WEB管理,這樣的好處是管理方便,用戶在任何地方只要能夠上網就可以輕松的管理NAS設備。 目前NAS產品支持的常用瀏覽器有微軟的IE(Internet Explorer)瀏覽器以及網景公司的Netscape瀏覽器。
11. 網路服務
網路服務是指NAS產品在運行時系統能夠提供何種服務。典型的網路服務有DHCP、DNS、FTP、Telnet、WINS、SMTP等。
DHCP
DHCP的全名是「Dynamic Host Configuration Protocol」,即動態主機配置協議。在使用DHCP的網路里,用戶的計算機可以從DHCP伺服器那裡獲得上網的參數,幾乎不需要做任何手工的配置就可以上網。 一般情況下,DHCP伺服器會盡量保持每台計算機使用同一個IP地址上網。如果計算機長時間沒有上網或配置為使用靜態地址上網,DHCP伺服器就會把這個地址分配給其他計算機。
WINS
WINS是「Windows Internet Name Service」的簡稱,中文為Windows網際命名服務,WINS伺服器主要用於NetBIOS名字(計算機名稱)服務,它處理的是NetBIOS計算機名(Computer Name),所以也被稱為NetBIOS名字伺服器(NBNS,NetBIOS Name Server)。WINS伺服器可以登記WINS-enabled工作站(下面簡稱為「WINS工作站」)的計算機名、IP地址、DNS域名等數據,當工作站查詢名字時,它又可以將這些數據提供給工作站。
DNS
DNS,Domain Name System或者Domain Name Service(域名系統或者余名服務)。域名系統為Internet上的主機分配域名地址和IP地址。用戶使用域名地址,該系統就會自動把域名地址轉為IP地址。域名服務是運行域名系統的Internet工具。執行域名服務的伺服器稱之為DNS伺服器,通過DNS伺服器來應答域名服務的查詢。
FTP
文件傳輸協議FTP(File Transfer Protocol)是Internet傳統的服務之一。FTP使用戶能在兩個聯網的計算機之間傳輸文件,它是Internet傳遞文件最主要的方法。使用匿名(Anonymous)FTP, 用戶可以免費獲取Internet豐富的資源。除此之外,FTP還提供登錄、目錄查詢、文件操作及其他會話控制功能。
SMTP
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)即簡單郵件傳輸協議,它是一組用於由源地址到目的地址傳送郵件的規則,由它來控制信件的中轉方式。SMTP協議屬於TCP/IP協議族,它幫助每台計算機在發送或中轉信件時找到下一個目的地。通過SMTP協議所指定的伺服器,我們就可以把E-mail寄到收信人的伺服器上了,整個過程只要幾分鍾。SMTP伺服器則是遵循SMTP協議的發送郵件伺服器,用來發送或中轉你發出的電子郵件。
Telnet
有的時候我們需要運行一些很大的程序,而自己的PC又達不到運行這個程序所必須的配置,在這種情況下,我們可以通過網路連接上一台功能強大的計算機,並且把自己的PC模擬成那台計算機的終端,進而達到在該計算機上運行程序的目的。這種利用網路遠程登錄到其他計算機上,並且以虛擬終端方式遙控程序運行的做法就是TELNET。隨著計算機硬體的發展,目前TELNET在一般網路用戶中已經不是很普遍了,但是對於網路管理員來說,它仍然是個得力助手。
12. 網路安全
網路安全是指網路系統的硬體、軟體及其系統中的數據受到保護,不受偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露,系統連續可靠正常地運行,網路服務不中斷。 網路安全實際上包括兩部分:網路的安全和主機系統的安全。網路安全主要通過設置防火牆來實現,也可以考慮在路由器上設置一些數據包過濾的方法防止來自Internet上的黑客的攻擊。至於系統的安全則需根據不同的操作系統來修改相關的系統文件,合理設置用戶許可權和文件屬性。 NAS產品的網路安全應具有以下四個方面的特徵: 保密性:信息不泄露給非授權用戶、實體或過程,或供其利用的特性。 完整性: 數據未經授權不能進行改變的特性。即信息在存儲或傳輸過程中保持不被修 改、不被破壞和丟失的特性。 可用性:可被授權實體訪問並按需求使用的特性。即當需要時能否存取所需的信息。例 如網路環境下拒絕服務、破壞網路和有關系統的正常運行等都屬於對可用性的攻擊; 可控性:對信息的傳播及內容具有控制能力。
13. NAS
NAS是英文「Network Attached Storage」的縮寫, 中文意思是「網路附加存儲」。按字面簡單說就是連接在網路上, 具備資料存儲功能的裝置,因此也稱為「網路存儲器」或者「網路磁碟陣列」。 從結構上講,NAS是功能單一的精簡型電腦,因此在架構上不像個人電腦那麼復雜,在外觀上就像家電產品,只需電源與簡單的控制鈕, 結構圖如下: NAS是一種專業的網路文件存儲及文件備份設備,它是基於LAN(區域網)的,按照TCP/IP協議進行通信,以文件的I/O(輸入/輸出)方式進行數據傳輸。在LAN環境下,NAS已經完全可以實現異構平台之間的數據級共享,比如NT、UNIX等平台的共享。 一個NAS系統包括處理器,文件服務管理模塊和多個硬碟驅動器(用於數據的存儲)。 NAS 可以應用在任何的網路環境當中。主伺服器和客戶端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件,包括SMB格式(Windows)NFS格式(Unix, Linux)和CIFS(Common Internet File System)格式等等。典型的NAS的網路結構如下圖所示: 存儲網路(SAN):SAN 是指存儲設備相互連接且與一台伺服器或一個伺服器群相連的網路。其中的伺服器用作 SAN 的接入點。在有些配置中,SAN 也與網路相連。SAN 中將特殊交換機當作連接設備。它們看起來很像常規的乙太網絡交換機,是 SAN 中的連通點。SAN 使得在各自網路上實現相互通信成為可能,同時並帶來了很多有利條件。 SAN英文全稱:Storage Area Network,即存儲區域網路。它是一種通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機等連接設備將磁碟陣列、磁帶等存儲設備與相關伺服器連接起來的高速專用子網。 SAN由三個基本的組件構成:介面(如SCSI、光纖通道、ESCON等)、連接設備(交換設備、網關、路由器、集線器等)和通信控制協議(如IP和SCSI等)。這三個組件再加上附加的存儲設備和獨立的SAN伺服器,就構成一個SAN系統。SAN提供一個專用的、高可靠性的基於光通道的存儲網路,SAN允許獨立地增加它們的存儲容量,也使得管理及集中控制(特別是對於全部存儲設備都集群在一起的時候)更加簡化。而且,光纖介面提供了10 km的連接長度,這使得物理上分離的遠距離存儲變得更容易.

⑶ 網路容災技術主要基於什麼

網路容災就是網路服務系統和網路存儲在出現問題的時候還能保障用戶正常應用。現在主要的技術就是同時運行兩套系統,比如一台網路服務系統伺服器,一般是同樣型號的兩台伺服器做雙機,當主伺服器因為某些原因當掉時,備份伺服器可以頂替主伺服器,繼續提供相應的服務,從而保證業務的連續性。

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⑸ 容災系統的系統構建

實現了數據集中處理之後,企業的業務運行和經營管理將更依賴於信息系統的可靠運行。服務的連續性以及業務數據的完整性、正確性和有效性,將直接關繫到企業的生產、經營與決策。一旦因自然災害、設備故障或人為因素等引起了信息系統的停頓,導致了數據丟失或業務處理的中斷,將會造成巨大的經濟損失和聲譽損害,甚至會讓企業受到致命打擊。
當然,企業的業務信息數據是有生命周期的,從產生那一刻起就進入到一個循環周期,從收集、復制、訪問、遷移到刪除,周而復始,而處在生命周期不同階段的信息數據的價值又是不一樣的。因此,業務信息需要不同級別的保護,其中一些信息和事務需要比以前更高的保護級別; 而另外一些信息和事務則僅需要用更有吸引力的價位提供標準保護就行了。企業在構建自己的容災系統時,有必要根據信息價值的變化實施分級存儲,以合理調配存儲資源,降低整體擁有成本。 建立容災系統的初衷就是以最合理的代價保護應用數據的完整性與安全性,在災難發生後盡快恢復系統運行,減少業務停頓時間,盡可能不中斷或不影響業務的正常進行,並讓災難對企業造成的損失降到最低。也就是說,無論兩個系統相隔多遠,當一個數據中心出現問題時,另一個數據中心就能迅速接替運行,同時既要保證業務數據的完整性,又要保證關鍵業務的連續性。
保持業務連續性就對災難恢復系統提出了更高的要求—要保證業務的連續性,要保證業務數據的連續性,就要對系統提供連續完整的基本數據; 縮小或取消應用系統用於批處理和數據備份(如磁帶備份)的時間,保證關鍵業務服務24小時不中斷; 為業務發展及應用提供與生產系統完全一致的開發與測試環境。
在構建容災系統方面出現了四個不同發展方向的技術趨勢,這為保證企業數據的完整性及業務的連續性提供了新的不同的選擇。
1. 實時熱備份技術實時熱備份技術雖然缺點非常明顯,比如一次性投資昂貴、通信費用高等,但其優點也很明顯,就是對數據的完整性以及對業務連續性的高保證。隨著業務的發展及競爭的需要,企業對業務連續性的要求將越來越高,因此用實時熱備份技術來實現災難備份已經成為了主流的發展趨勢。
2. 外包方式災難恢復計劃涉及業務風險分析、方案選擇、實施、測試、培訓、演習等內容,是一項既復雜又煩鎖的工作。採用外包方式則可以將災難恢復計劃交給專業公司來完成,企業就可以專心從事核心業務的生產和經營了。
3. 開發災難恢復計劃輔助工具 災難恢復計劃是一項系統工程,開發災難恢復計劃輔助工具與系統是非常有必要的,這其中包括備份策略決策系統、災難恢復指引系統及自動運行管理系統等。
備份策略決策系統是以風險及損失分析為基礎的,同時考慮成本、恢復速度、防災種類、數據的完整性等因素,通過科學的分析及決策方法來確定應採用的備份策略;災難恢復指引系統是通過將相應的災難恢復處理流程編成相應的在線指引性軟體系統,在災難發生後指導管理維護人員一步一步地依照設定好的步驟,准備相應的資源,執行相應的操作,從而准確地進行災難恢復; 自動運行管理系統是指通過軟硬體等措施,實現生產系統及備份系統的全部或部分自動操作,這樣既可減少人員的投入,又可減少由於人為失誤而帶來的損失,從而提高整個系統的安全性與可靠性。
4. 遠程容災前面提到,根據業務種類的不同,各種數據的安全級別是不同的,為防範高級別的故障(如火災、地震),可以通過遠程監控體系和報警體系實現遠程切換,切換包括IP、域名和應用等。一旦故障解除,應用系統的主備站點恢復傳輸,採用異地復制中斷傳輸的恢復流程(軟體方式復制),斷點序號重傳,增量異地同步實現增量塊復制。 首先,在制定容災系統方案的過程中要考慮的就是容災系統建設對原有業務系統帶來的影響。比如,採用數據復制技術對系統I/O帶來的延遲,應用數據同步對日常業務處理系統帶來的壓力等。因此,企業要通過周密的測試和分析來規避容災系統建設時帶來的這些風險,以保證業務系統不會因容災系統的建設而出現在處理性能上下降的問題。
第二,數據狀態要保持同步。為保證在災難發生時,業務可以成功地切換到備份中心,就必須保證容災系統數據同步機制的可靠性。因此,建立可靠的數據同步校驗機制是必須的; 同時,還要考慮建立定時的、自動的數據同步核查對比機制,以檢驗兩個中心數據的一致性,這是數據容災工作中非常重要的一部分。
第三,容災系統的日常維護工作要盡可能輕,並能承擔部分業務處理和測試的工作。容災系統的維護和管理是容災切換成功的重要保證,在系統建設中,就必須要考慮系統的維護管理流程。生產中心任何業務處理過程的改變都必須完整地復制到備份中心; 所有新業務系統上線時,必須通知備份中心,並在備份中心配置好數據同步機制; 對原程序的改動也必須保證兩個中心同時上線。
第四,系統恢復時間要盡可能短。容災系統主要是為了實現在主中心系統發生災難時,可以在規定時間切換到備份中心,保證數據不會丟失,並且繼續向用戶提供服務。但往往在災難發生時,主要技術人員不能及時到達現場,為了順利實現系統間的切換,應該讓系統切換操作盡可能地簡單; 並建立固定化的、標准化的切換流程,要求維護人員在切換演習時嚴格按照流程的指導步驟進行操作。
第五,可實現部分業務子系統的切換和回切。當人事變動、業務變化、IT設施變化以及其他可能引起恢復規劃文檔失效的變化發生時,應及時更新各恢復規劃文檔,並在必要時啟動模擬測試或演習,確保業務連續性系統的工作能力。
第六,技術方案選擇要遵循成熟穩定、高可靠性、可擴展性、透明性的原則。國際上比較成熟的容災技術包括: SAN/NAS技術、遠程鏡像技術、虛擬存儲、基於IP的SAN互連技術以及快照技術等。其中基於IP的SAN遠程數據容災備份技術應用比較廣泛,其是利用基於IP的SAN的互連協議,將主數據中心SAN中的信息通過現有的TCP/IP網路,遠程復制到備份中心的SAN中的。當備份中心存儲的數據量過大時,可利用快照技術將其備份到磁帶庫或光碟庫。這種基於IP的SAN遠程容災備份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可擴展性好。基於IP的互連協議主要包括FCIP、iFCP、InfiniBand、iSCSI等。
第七,構建系統方案可以選擇多種技術組合方式。業內應用較多的容災方案是基於智能存儲系統的遠程數據復制技術,它是由智能存儲系統自身實現的數據遠程復制和同步,即智能存儲系統將對該系統中的存儲器I/O操作請求復制到遠端的存儲系統中並執行。由於在這種方式下,數據復制軟體運行在存儲系統內,因此較容易實現主中心和容災備份中心的操作系統、資料庫、系統庫和目錄的實時拷貝及維護能力,且不會影響主中心主機系統的性能。如果在系統恢復場具備了實時數據,那麼就可以做到在災難發生時,及時開始應用處理過程的恢復。但這種方案也有開放性差(不同廠家的存儲設備系統一般不能配合使用)、對於主、備中心之間的網路條件(穩定性、帶寬、鏈路空間距離)要求較苛刻等缺點。 按照容災能力的高低,數據容災可分為多個層次,按國際標准SHARE 78定義的容災系統有七個層次:從最簡單的僅在本地進行磁帶備份,到將備份的磁帶存儲在異地,再到建立應用系統實時切換的異地備份系統; 恢復時間也可以從幾天到小時級再到分鍾級、秒級或0數據丟失等。
無論是採用哪種容災方案,數據備份還是最基礎的,沒有備份的數據,任何容災方案都是沒有現實意義的。當然,光有備份也是不夠的,容災也必不可少。在建立容災系統的過程中,建設容災系統模型、容災演習制度以及容災系統管理流程都非常重要。
而容災系統主要是從業務連續能力、應用系統連續能力、網路連續能力三個方面來保證業務應用系統的正常運行的。
對於數據級容災,可以採用定期拷貝的方式,如磁帶備份、數據快照、廉價存儲等。定期拷貝是在業務運行過程中某一時刻對生產數據的保護,這種保護一般在業務正常運行時生成,主要預防業務因生產數據的邏輯故障而造成的停頓。當產生的數據因人為誤操作而損壞時,可以利用該定期拷貝將業務狀態恢復到損壞發生前的某一時刻(即執行定期拷貝時)的業務狀態。在業務恢復過程中,輔以其他手段(如手工錄入等),補充自定期拷貝生成時至業務中斷時這一段時間內業務運行產生的數據。
對於應用級容災,可以採用連續復制的方式,如應用分發、資料庫復制、文件系統復制、邏輯卷復制、智能存儲等。連續復制是對業務狀態數據進行持續不斷的復制,主要是預防業務系統遭遇嚴重故障而造成生產系統長時間無法修復,利用該復製作為恢復生產的基礎。在進行業務恢復時,利用復制結果可以恢復系統中斷現場的生產數據,從而恢復業務。
容災演習是對容災項目建設是否成功的檢驗標准,也是對容災維護管理流程和文檔檢測的重要手段。通過演習可以及時發現問題,並確保各相關部門的配合和人員的操作準確無誤。容災演習的主要工作內容包括:對業務影響的評估、核查恢復規劃、制定回退計劃、觸發演習場景、執行恢復規劃、總結報告、維護等。
此外,容災系統管理流程的建立也至關重要,容災項目的實現過程是人員、流程、技術相輔相成的過程,容災管理流程的建立是容災系統成功運作的保證。通過固化的流程,指導維護人員按照實現規定的步驟進行系統切換和演習工作,才能保證容災技術的最終實現。

⑹ 網路存儲的解釋,網路存儲的含義

網路存儲技術是基於數據存儲的一種通用網路術語。網路存儲結構大致分為三種:直連式存儲(DAS:DirectAttachedStorage)、網路存儲設備(NAS:NetworkAttachedStorage)和存儲網路(SAN:StorageAreaNetwork)。

直連式存儲(DAS):這是一種直接與主機系統相連接的存儲設備,如作為伺服器的計算機內部硬體驅動。到目前為止,DAS仍是計算機系統中最常用的數據存儲方法。

網路存儲設備(NAS):NAS是一種採用直接與網路介質相連的特殊設備實現數據存儲的機制。由於這些設備都分配有IP地址,所以客戶機通過充當數據網關的伺服器可以對其進行存取訪問,甚至在某些情況下,不需要任何中間介質客戶機也可以直接訪問這些設備。

存儲網路(SAN):SAN是指存儲設備相互連接且與一台伺服器或一個伺服器群相連的網路。其中的伺服器用作SAN的接入點。在有些配置中,SAN也與網路相連。SAN中將特殊交換機當作連接設備。它們看起來很像常規的乙太網絡交換機,是SAN中的連通點。SAN使得在各自網路上實現相互通信成為可能,同時並帶來了很多有利條件。