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网络存储与容灾系统课堂作业

发布时间: 2022-07-30 23:08:24

⑴ 容灾系统的关键技术

在建立容灾备份系统时会涉及到多种技术,如:SAN或NAS技术、远程镜像技术、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。这里重点介绍远程镜像、快照和互连技术。 远程镜像技术是在主数据中心和备援中心之间的数据备份时用到。镜像是在两个或多个磁盘或磁盘子系统上产生同一个数据的镜像视图的信息存储过程,一个叫主镜像系统,另一个叫从镜像系统。按主从镜像存储系统所处的位置可分为本地镜像和远程镜像。远程镜像又叫远程复制,是容灾备份的核心技术,同时也是保持远程数据同步和实现灾难恢复的基础。远程镜像按请求镜像的主机是否需要远程镜像站点的确认信息,又可分为同步远程镜像和异步远程镜像。
同步远程镜像(同步复制技术)是指通过远程镜像软件,将本地数据以完全同步的方式复制到异地,每一本地的I/O事务均需等待远程复制的完成确认信息,方予以释放。同步镜像使远程拷贝总能与本地机要求复制的内容相匹配。当主站点出现故障时,用户的应用程序切换到备份的替代站点后,被镜像的远程副本可以保证业务继续执行而没有数据的丢失。但它存在往返传播造成延时较长的缺点,只限于在相对较近的距离上应用。
异步远程镜像(异步复制技术)保证在更新远程存储视图前完成向本地存储系统的基本I/O操作,而由本地存储系统提供给请求镜像主机的I/O操作完成确认信息。远程的数据复制是以后台同步的方式进行的,这使本地系统性能受到的影响很小,传输距离长(可达1000公里以上),对网络带宽要求小。但是,许多远程的从属存储子系统的写没有得到确认,当某种因素造成数据传输失败,可能出现数据一致性问题。为了解决这个问题,大多采用延迟复制的技术(本地数据复制均在后台日志区进行),即在确保本地数据完好无损后进行远程数据更新。 远程镜像技术往往同快照技术结合起来实现远程备份,即通过镜像把数据备份到远程存储系统中,再用快照技术把远程存储系统中的信息备份到远程的磁带库、光盘库中。
快照是通过软件对要备份的磁盘子系统的数据快速扫描,建立一个要备份数据的快照逻辑单元号 LUN和快照cache。在快速扫描时,把备份过程中即将要修改的数据块同时快速拷贝到快照cache中。快照LUN是一组指针,它指向快照cache和磁盘子系统中不变的数据块(在备份过程中)。在正常业务进行的同时,利用快照LUN实现对原数据的一个完全的备份。它可使用户在正常业务不受影响的情况下(主要指容灾备份系统),实时提取当前在线业务数据。其“备份窗口”接近于零,可大大增加系统业务的连续性,为实现系统真正的7×24运转提供了保证。
快照是通过内存作为缓冲区(快照cache),由快照软件提供系统磁盘存储的即时数据映像,它存在缓冲区调度的问题。 早期的主数据中心和备援数据中心之间的数据备份,主要是基于SAN的远程复制(镜像),即通过光纤通道FC,把两个SAN连接起来,进行远程镜像(复制)。当灾难发生时,由备援数据中心替代主数据中心保证系统工作的连续性。这种远程容灾备份方式存在一些缺陷,如:实现成本高、设备的互操作性差、跨越的地理距离短(10公里)等,这些因素阻碍了它的进一步推广和应用。
出现了多种基于IP的SAN的远程数据容灾备份技术。它们是利用基于IP的SAN的互连协议,将主数据中心SAN中的信息通过现有的TCP/IP网络,远程复制到备援中心SAN中。当备援中心存储的数据量过大时,可利用快照技术将其备份到磁带库或光盘库中。这种基于IP的SAN的远程容灾备份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可扩展性好,具有广阔的发展前景。基于IP的互连协议包括:FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI等。

⑵ 网络存储技术的工作原理是什么有图解释么

网络存储技术(Network Storage Technologies)是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种:直连式存储(DAS:Direct Attached Storage)、网络存储设备(NAS:Network Attached Storage)和存储网络(SAN:Storage Area Network)。
网络存储技术
直连式存储(DAS):这是一种直接与主机系统相连接的存储设备,如作为服务器的计算机内部硬件驱动。到目前为止,DAS 仍是计算机系统中最常用的数据存储方法。 DAS即直连方式存储,英文全称是Direct Attached Storage。中文翻译成“直接附加存储”。顾名思义,在这种方式中,存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接到服务器的。I/O(输入/输入)请求直接发送到存储设备。DAS,也可称为SAS(Server-Attached Storage,服务器附加存储)。它依赖于服务器,其本身是硬件的堆叠,不带有任何存储操作系统。
DAS的适用环境为:
1) 服务器在地理分布上很分散,通过SAN(存储区域网络)或NAS(网络直接存储)在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子); 2) 存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时; 3) 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。 典型DAS结构如图所示: 典型DAS结构如图所示
对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,可是这种连接方式下,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本(TCO)较高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS与NAS的比较。 DAS与NAS的比较图
网络存储设备(NAS):NAS 是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。由于这些设备都分配有 IP 地址,所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问,甚至在某些情况下,不需要任何中间介质客户机也可以直接访问这些设备。
NAS网络存储器
1. 最大存储容量
最存储大存储容量是指NAS存储设备所能存储数据容量的极限,通俗的讲,就是NAS设备能够支持的最大硬盘数量乘以单个硬盘容量就是最大存储容量。这个数值取决于NAS设备的硬件规格。不同的硬件级别,适用的范围不同,存储容量也就有所差别。通常,一般小型的NAS存储设备会支持几百GB的存储容量,适合中小型公司作为存储设备共享数据使用,而中高档的NAS设备应该支持T级别的容量(1T=1000G)。
2. 处理器
同普通电脑类似,NAS产品也都具有自己的处理器(CPU)系统,来协调控制整个系统的正常运行。其采用的处理器也常常与台式机或服务器的CPU大体相同。目前主要有以下几类。 (1)Intel系列处理器 (4)AMD系列处理器 (5)PA-RISC型处理器 (6)PowerPC处理器 (7)MIPS处理器 一般针对中小型公司使用NAS产品采用AMD的处理器或Intel PIII/PIV等处理器。而大规模应用的NAS产品则使用Intel Xeon处理器、或者RISC型处理器等。但是也不能一概而论,视具体应用和厂商规划而定。
3. 内存
NAS从结构上讲就是一台精简型的电脑,每台NAS设备都配备了一定数量的内存,而且大多用户以后可以扩充。在NAS设备中,常见的内存类型由SDRAM(同步内存)、FLASH(闪存)等。不同的NAS产品出厂时配备的内存容量不同,一般为几十兆到数GB(1GB=1000MB)容量不等,这取决于NAS产品的应用范围,一般来讲,应用在小规模的局域网当中的NAS,如果只是应付几台设备的访问,64M以下内存容量即可。如果是上百个节点以上的访问,就得需要上G容量的内存。当然,这不是绝对的因素,NAS产品的综合性能发挥还取决于它的处理器能力、硬盘速度及其网络实际环境等因素的制约。总之,选购NAS产品时,应该综合考虑各个方面的性能参数。
4. 接口
NAS产品的外部接口比较简单,由于只是通过内置网卡与外界通讯,所以一般只具有以太网络接口,通常是RJ45规格,而这种接口网卡一般都是100M网卡或1000M网卡。另外,也有部分NAS产品需要与SAN(存储区域网络)产品连接提供更为强大的功能,所以也可能会有FC(Fiber Channel光纤通道)接口。
5. 预置软件系统
预制操作系统是指NAS产品出厂时随机带的操作系统或者管理软件。目前NAS产品一般带有以下几种系统软件。 精简的WINDOWS2000系统 这类系统只是保留了WINDOWS2000 SERVER系统核心网络中最重要的部分,能够驱动NAS产品正常工作。我们可以把它理解为WINDOWS2000的“精简版”。 FreeBSD嵌入式系统 FreeBSD是类UNIX系统,在网络应用方面具备极其优异的性能。 Linux嵌入式系统 Linux系统类似于UNIX操组系统,但相比之下具有界面友好、内核升级迅速等特点。常常用来作为电器等产品的嵌入式控制系统。
6. 网络管理
网络管理,是指网络管理员通过网络管理程序对网络上的资源进行集中化管理的操作,包括配置管理、性能和记账管理、问题管理、操作管理和变化管理等。一台设备所支持的管理程度反映了该设备的可管理性及可操作性。 一般的网络满足SNMP MIB I / MIB II统计管理功能。常见的网络管理方式有以下几种: (1)SNMP管理技术 (2)RMON管理技术 (3)基于WEB的网络管理 SNMP是英文“Simple Network Management Protocol”的缩写,中文意思是“简单网络管理协议”。SNMP首先是由Internet工程任务组织(Internet Engineering Task Force)(IETF)的研究小组为了解决Internet上的路由器管理问题而提出的。 SNMP是目前最常用的环境管理协议。SNMP被设计成与协议无关,所以它可以在IP,IPX,AppleTalk,OSI以及其他用到的传输协议上被使用。SNMP是一系列协议组和规范(见下表),它们提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法。SNMP也为设备向网络管理工作站报告问题和错误提供了一种方法。 目前,几乎所有的网络设备生产厂家都实现了对SNMP的支持。领导潮流的SNMP是一个从网络上的设备收集管理信息的公用通信协议。设备的管理者收集这些信息并记录在管理信息库(MIB)中。这些信息报告设备的特性、数据吞吐量、通信超载和错误等。MIB有公共的格式,所以来自多个厂商的SNMP管理工具可以收集MIB信息,在管理控制台上呈现给系统管理员。 通过将SNMP嵌入数据通信设备,如交换机或集线器中,就可以从一个中心站管理这些设备,并以图形方式查看信息。目前可获取的很多管理应用程序通常可在大多数当前使用的操作系统下运行,如Windows3.11、Windows95 、Windows NT和不同版本UNIX的等。 一个被管理的设备有一个管理代理,它负责向管理站请求信息和动作,代理还可以借助于陷阱为管理站提供站动提供的信息,因此,一些关键的网络设备(如集线器、路由器、交换机等)提供这一管理代理,又称SNMP代理,以便通过SNMP管理站进行管理。
7. 网络协议
网络协议即网络中(包括互联网)传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样,计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则,这些规则就称为网络协议。 一台计算机只有在遵守网络协议的前提下,才能在网络上与其他计算机进行正常的通信。网络协议通常被分为几个层次,每层完成自己单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet,则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。 TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议, TCP/IP(传输控制协议/网间协议)是一种网络通信协议,它规范了网络上的所有通信设备,尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议,也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中,可以形象地理解为有两个信封,TCP和IP就像是信封,要传递的信息被划分成若干段,每一段塞入一个TCP信封,并在该信封面上记录有分段号的信息,再将TCP信封塞入IP大信封,发送上网。在接受端,一个TCP软件包收集信封,抽出数据,按发送前的顺序还原,并加以校验,若发现差错,TCP将会要求重发。因此,TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。 对普通用户来说,并不需要了解网络协议的整个结构,仅需了解IP的地址格式,即可与世界各地进行网络通信。 IPX/SPX是基于施乐的XEROX’S Network System(XNS)协议,而SPX是基于施乐的XEROX’S SPP(Sequenced Packet Protocol:顺序包协议)协议,它们都是由novell公司开发出来应用于局域网的一种高速协议。它和TCP/IP的一个显着不同就是它不使用ip地址,而是使用网卡的物理地址即(MAC)地址。在实际使用中,它基本不需要什么设置,装上就可以使用了。由于其在网络普及初期发挥了巨大的作用,所以得到了很多厂商的支持,包括microsoft等,到现在很多软件和硬件也均支持这种协议。 NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ,或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本,曾被许多操作系统采用,例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI协议在许多情形下很有用,是WINDOWS98之前的操作系统的缺省协议。总之NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议,安装后不需要进行设置,特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外,局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意,如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域,也必须安装NetBEUI协议。
8. 网络文件协议
网络文件系统是基于网络的分布式文件系统,其文件系统树的各节点可以存在于不同的联网计算机甚至不同的系统平台上,可以用来提供跨平台的信息存储与共享。 当今最主要的两大网络文件系统是Sun提出的NFS(Network File System)以及由微软、EMC和NetApp提出的CIFS(Common Internet File System),前者主要用于各种Unix平台,后者则主要用于Windows平台,我们熟悉的“网上邻居”的文件共享方式就是基于CIFS系统的。其他着名的网络文件系统还有Novell公司的NCP(网络控制协议)、Apple公司的AFP以及卡内基-梅隆大学的Coda等,NAS的主要功能之一便是通过各种网络文件系统提供存储服务。
9. 网络备份软件
目前在数据存储领域可以完成网络数据备份管理的软件产品主要有Legato公司的NetWorker、IBM公司 的Tivoli、Veritas公司 的NetBackup等。另外有些操作系统,诸如Unix的tar/cpio、Windows2000/NT的Windows Backup、Netware的Sbackup也可以作为NAS的备份软件。
NetBackup
NetBackup是Veritas公司推出的适用于中型和大型的存储系统的备份软件,可以广泛的支持各种开放平台。另外该公司还推出了适合低端的备份软件Backup Exec。
NetWorker
NetWorker是Legato公司推出的备份软件,它适用于大型的复杂网络环境,具有各种先进的备份技术机制,广泛的支持各种开放系统平台。值得一提的是, NetWorker中的Cellestra技术第一个在产品上实现了Serverless Backup(无服务器备份)的思想。
IBM Tivoli
IBM Tivoli是IBM公司推出的备份软件,与Veritas的NetBackup和Legato的NetWorker相比,Tivoli Storage Manager更多的适用于IBM主机为主的系统平台,其强大的网络备份功能可以胜任大规模的海量存储系统的备份需要。 此外,CA公司原来的备份软件ARCServe,在低端市场具有相当广泛的影响力。其新一代备份产品--BrightStor,定位直指中高端市场,也具有不错的性能。 选购备份软件时,应该根据不同的用户需要选择合适的产品,理想的网络备份软件系统应该具备以下功能:
集中式管理
网络存储备份管理系统对整个网络的数据进行管理。利用集中式管理工具的帮助,系统管理员可对全网的备份策略进行统一管理,备份服务器可以监控所有机器的备份作业,也可以修改备份策略,并可即时浏览所有目录。所有数据可以备份到同备份服务器或应用服务器相连的任意一台磁带库内。
全自动的备份
备份软件系统应该能够根据用户的实际需求,定义需要备份的数据,然后以图形界面方式根据需要设置备份时间表,备份系统将自动启动备份作业,无需人工干预。这个自动备份作业是可自定的,包括一次备份作业、每周的某几日、每月的第几天等项目。设定好计划后,备份作业就会按计划自动进行。
数据库备份和恢复
在许多人的观念里,数据库和文件还是一个概念。当然,如果你的数据库系统是基于文件系统的,当然可以用备份文件的方法备份数据库。但发展至今,数据库系统已经相当复杂和庞大,再用文件的备份方式来备份数据库已不适用。是否能够将需要的数据从庞大的数据库文件中抽取出来进行备份,是网络备份系统是否先进的标志之一。
在线式的索引
备份系统应为每天的备份在服务器中建立在线式的索引,当用户需要恢复时,只需点取在线式索引中需要恢复的文件或数据,该系统就会自动进行文件的恢复。
归档管理
用户可以按项目、时间定期对所有数据进行有效的归档处理。提供统一的Open Tape Format 数据存储格式从而保证所有的应用数据由一个统一的数据格式作为永久的保存,保证数据的永久可利用性。
有效的媒体管理
备份系统对每一个用于作备份的磁带自动加入一个电子标签,同时在软件中提供了识别标签的功能,如果磁带外面的标签脱落,只需执行这一功能,就会迅速知道该磁带的内容。
满足系统不断增加的需求
备份软件必须能支持多平台系统,当网络上连接上其它的应用服务器时,对于网络存储管理系统来说,只需在其上安装支持这种服务器的客户端软件即可将数据备份到磁带库或光盘库中。
10. 网站浏览器支持
网站浏览器支持是指能否够通过WEB(就是WWW,俗称互联网)手段对NAS产品进行管理,以及管理时使用的浏览器类型。绝大部分的NAS产品都支持WEB管理,这样的好处是管理方便,用户在任何地方只要能够上网就可以轻松的管理NAS设备。 目前NAS产品支持的常用浏览器有微软的IE(Internet Explorer)浏览器以及网景公司的Netscape浏览器。
11. 网络服务
网络服务是指NAS产品在运行时系统能够提供何种服务。典型的网络服务有DHCP、DNS、FTP、Telnet、WINS、SMTP等。
DHCP
DHCP的全名是“Dynamic Host Configuration Protocol”,即动态主机配置协议。在使用DHCP的网络里,用户的计算机可以从DHCP服务器那里获得上网的参数,几乎不需要做任何手工的配置就可以上网。 一般情况下,DHCP服务器会尽量保持每台计算机使用同一个IP地址上网。如果计算机长时间没有上网或配置为使用静态地址上网,DHCP服务器就会把这个地址分配给其他计算机。
WINS
WINS是“Windows Internet Name Service”的简称,中文为Windows网际命名服务,WINS服务器主要用于NetBIOS名字(计算机名称)服务,它处理的是NetBIOS计算机名(Computer Name),所以也被称为NetBIOS名字服务器(NBNS,NetBIOS Name Server)。WINS服务器可以登记WINS-enabled工作站(下面简称为“WINS工作站”)的计算机名、IP地址、DNS域名等数据,当工作站查询名字时,它又可以将这些数据提供给工作站。
DNS
DNS,Domain Name System或者Domain Name Service(域名系统或者余名服务)。域名系统为Internet上的主机分配域名地址和IP地址。用户使用域名地址,该系统就会自动把域名地址转为IP地址。域名服务是运行域名系统的Internet工具。执行域名服务的服务器称之为DNS服务器,通过DNS服务器来应答域名服务的查询。
FTP
文件传输协议FTP(File Transfer Protocol)是Internet传统的服务之一。FTP使用户能在两个联网的计算机之间传输文件,它是Internet传递文件最主要的方法。使用匿名(Anonymous)FTP, 用户可以免费获取Internet丰富的资源。除此之外,FTP还提供登录、目录查询、文件操作及其他会话控制功能。
SMTP
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则,由它来控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议族,它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。通过SMTP协议所指定的服务器,我们就可以把E-mail寄到收信人的服务器上了,整个过程只要几分钟。SMTP服务器则是遵循SMTP协议的发送邮件服务器,用来发送或中转你发出的电子邮件。
Telnet
有的时候我们需要运行一些很大的程序,而自己的PC又达不到运行这个程序所必须的配置,在这种情况下,我们可以通过网络连接上一台功能强大的计算机,并且把自己的PC模拟成那台计算机的终端,进而达到在该计算机上运行程序的目的。这种利用网络远程登录到其他计算机上,并且以虚拟终端方式遥控程序运行的做法就是TELNET。随着计算机硬件的发展,目前TELNET在一般网络用户中已经不是很普遍了,但是对于网络管理员来说,它仍然是个得力助手。
12. 网络安全
网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护,不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。 网络安全实际上包括两部分:网络的安全和主机系统的安全。网络安全主要通过设置防火墙来实现,也可以考虑在路由器上设置一些数据包过滤的方法防止来自Internet上的黑客的攻击。至于系统的安全则需根据不同的操作系统来修改相关的系统文件,合理设置用户权限和文件属性。 NAS产品的网络安全应具有以下四个方面的特征: 保密性:信息不泄露给非授权用户、实体或过程,或供其利用的特性。 完整性: 数据未经授权不能进行改变的特性。即信息在存储或传输过程中保持不被修 改、不被破坏和丢失的特性。 可用性:可被授权实体访问并按需求使用的特性。即当需要时能否存取所需的信息。例 如网络环境下拒绝服务、破坏网络和有关系统的正常运行等都属于对可用性的攻击; 可控性:对信息的传播及内容具有控制能力。
13. NAS
NAS是英文“Network Attached Storage”的缩写, 中文意思是“网络附加存储”。按字面简单说就是连接在网络上, 具备资料存储功能的装置,因此也称为“网络存储器”或者“网络磁盘阵列”。 从结构上讲,NAS是功能单一的精简型电脑,因此在架构上不像个人电脑那么复杂,在外观上就像家电产品,只需电源与简单的控制钮, 结构图如下: NAS是一种专业的网络文件存储及文件备份设备,它是基于LAN(局域网)的,按照TCP/IP协议进行通信,以文件的I/O(输入/输出)方式进行数据传输。在LAN环境下,NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享,比如NT、UNIX等平台的共享。 一个NAS系统包括处理器,文件服务管理模块和多个硬盘驱动器(用于数据的存储)。 NAS 可以应用在任何的网络环境当中。主服务器和客户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的网络结构如下图所示: 存储网络(SAN):SAN 是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用作 SAN 的接入点。在有些配置中,SAN 也与网络相连。SAN 中将特殊交换机当作连接设备。它们看起来很像常规的以太网络交换机,是 SAN 中的连通点。SAN 使得在各自网络上实现相互通信成为可能,同时并带来了很多有利条件。 SAN英文全称:Storage Area Network,即存储区域网络。它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。 SAN由三个基本的组件构成:接口(如SCSI、光纤通道、ESCON等)、连接设备(交换设备、网关、路由器、集线器等)和通信控制协议(如IP和SCSI等)。这三个组件再加上附加的存储设备和独立的SAN服务器,就构成一个SAN系统。SAN提供一个专用的、高可靠性的基于光通道的存储网络,SAN允许独立地增加它们的存储容量,也使得管理及集中控制(特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候)更加简化。而且,光纤接口提供了10 km的连接长度,这使得物理上分离的远距离存储变得更容易.

⑶ 网络容灾技术主要基于什么

网络容灾就是网络服务系统和网络存储在出现问题的时候还能保障用户正常应用。现在主要的技术就是同时运行两套系统,比如一台网络服务系统服务器,一般是同样型号的两台服务器做双机,当主服务器因为某些原因当掉时,备份服务器可以顶替主服务器,继续提供相应的服务,从而保证业务的连续性。

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⑸ 容灾系统的系统构建

实现了数据集中处理之后,企业的业务运行和经营管理将更依赖于信息系统的可靠运行。服务的连续性以及业务数据的完整性、正确性和有效性,将直接关系到企业的生产、经营与决策。一旦因自然灾害、设备故障或人为因素等引起了信息系统的停顿,导致了数据丢失或业务处理的中断,将会造成巨大的经济损失和声誉损害,甚至会让企业受到致命打击。
当然,企业的业务信息数据是有生命周期的,从产生那一刻起就进入到一个循环周期,从收集、复制、访问、迁移到删除,周而复始,而处在生命周期不同阶段的信息数据的价值又是不一样的。因此,业务信息需要不同级别的保护,其中一些信息和事务需要比以前更高的保护级别; 而另外一些信息和事务则仅需要用更有吸引力的价位提供标准保护就行了。企业在构建自己的容灾系统时,有必要根据信息价值的变化实施分级存储,以合理调配存储资源,降低整体拥有成本。 建立容灾系统的初衷就是以最合理的代价保护应用数据的完整性与安全性,在灾难发生后尽快恢复系统运行,减少业务停顿时间,尽可能不中断或不影响业务的正常进行,并让灾难对企业造成的损失降到最低。也就是说,无论两个系统相隔多远,当一个数据中心出现问题时,另一个数据中心就能迅速接替运行,同时既要保证业务数据的完整性,又要保证关键业务的连续性。
保持业务连续性就对灾难恢复系统提出了更高的要求—要保证业务的连续性,要保证业务数据的连续性,就要对系统提供连续完整的基本数据; 缩小或取消应用系统用于批处理和数据备份(如磁带备份)的时间,保证关键业务服务24小时不中断; 为业务发展及应用提供与生产系统完全一致的开发与测试环境。
在构建容灾系统方面出现了四个不同发展方向的技术趋势,这为保证企业数据的完整性及业务的连续性提供了新的不同的选择。
1. 实时热备份技术实时热备份技术虽然缺点非常明显,比如一次性投资昂贵、通信费用高等,但其优点也很明显,就是对数据的完整性以及对业务连续性的高保证。随着业务的发展及竞争的需要,企业对业务连续性的要求将越来越高,因此用实时热备份技术来实现灾难备份已经成为了主流的发展趋势。
2. 外包方式灾难恢复计划涉及业务风险分析、方案选择、实施、测试、培训、演习等内容,是一项既复杂又烦锁的工作。采用外包方式则可以将灾难恢复计划交给专业公司来完成,企业就可以专心从事核心业务的生产和经营了。
3. 开发灾难恢复计划辅助工具 灾难恢复计划是一项系统工程,开发灾难恢复计划辅助工具与系统是非常有必要的,这其中包括备份策略决策系统、灾难恢复指引系统及自动运行管理系统等。
备份策略决策系统是以风险及损失分析为基础的,同时考虑成本、恢复速度、防灾种类、数据的完整性等因素,通过科学的分析及决策方法来确定应采用的备份策略;灾难恢复指引系统是通过将相应的灾难恢复处理流程编成相应的在线指引性软件系统,在灾难发生后指导管理维护人员一步一步地依照设定好的步骤,准备相应的资源,执行相应的操作,从而准确地进行灾难恢复; 自动运行管理系统是指通过软硬件等措施,实现生产系统及备份系统的全部或部分自动操作,这样既可减少人员的投入,又可减少由于人为失误而带来的损失,从而提高整个系统的安全性与可靠性。
4. 远程容灾前面提到,根据业务种类的不同,各种数据的安全级别是不同的,为防范高级别的故障(如火灾、地震),可以通过远程监控体系和报警体系实现远程切换,切换包括IP、域名和应用等。一旦故障解除,应用系统的主备站点恢复传输,采用异地复制中断传输的恢复流程(软件方式复制),断点序号重传,增量异地同步实现增量块复制。 首先,在制定容灾系统方案的过程中要考虑的就是容灾系统建设对原有业务系统带来的影响。比如,采用数据复制技术对系统I/O带来的延迟,应用数据同步对日常业务处理系统带来的压力等。因此,企业要通过周密的测试和分析来规避容灾系统建设时带来的这些风险,以保证业务系统不会因容灾系统的建设而出现在处理性能上下降的问题。
第二,数据状态要保持同步。为保证在灾难发生时,业务可以成功地切换到备份中心,就必须保证容灾系统数据同步机制的可靠性。因此,建立可靠的数据同步校验机制是必须的; 同时,还要考虑建立定时的、自动的数据同步核查对比机制,以检验两个中心数据的一致性,这是数据容灾工作中非常重要的一部分。
第三,容灾系统的日常维护工作要尽可能轻,并能承担部分业务处理和测试的工作。容灾系统的维护和管理是容灾切换成功的重要保证,在系统建设中,就必须要考虑系统的维护管理流程。生产中心任何业务处理过程的改变都必须完整地复制到备份中心; 所有新业务系统上线时,必须通知备份中心,并在备份中心配置好数据同步机制; 对原程序的改动也必须保证两个中心同时上线。
第四,系统恢复时间要尽可能短。容灾系统主要是为了实现在主中心系统发生灾难时,可以在规定时间切换到备份中心,保证数据不会丢失,并且继续向用户提供服务。但往往在灾难发生时,主要技术人员不能及时到达现场,为了顺利实现系统间的切换,应该让系统切换操作尽可能地简单; 并建立固定化的、标准化的切换流程,要求维护人员在切换演习时严格按照流程的指导步骤进行操作。
第五,可实现部分业务子系统的切换和回切。当人事变动、业务变化、IT设施变化以及其他可能引起恢复规划文档失效的变化发生时,应及时更新各恢复规划文档,并在必要时启动模拟测试或演习,确保业务连续性系统的工作能力。
第六,技术方案选择要遵循成熟稳定、高可靠性、可扩展性、透明性的原则。国际上比较成熟的容灾技术包括: SAN/NAS技术、远程镜像技术、虚拟存储、基于IP的SAN互连技术以及快照技术等。其中基于IP的SAN远程数据容灾备份技术应用比较广泛,其是利用基于IP的SAN的互连协议,将主数据中心SAN中的信息通过现有的TCP/IP网络,远程复制到备份中心的SAN中的。当备份中心存储的数据量过大时,可利用快照技术将其备份到磁带库或光盘库。这种基于IP的SAN远程容灾备份,可以跨越LAN、MAN和WAN,成本低、可扩展性好。基于IP的互连协议主要包括FCIP、iFCP、InfiniBand、iSCSI等。
第七,构建系统方案可以选择多种技术组合方式。业内应用较多的容灾方案是基于智能存储系统的远程数据复制技术,它是由智能存储系统自身实现的数据远程复制和同步,即智能存储系统将对该系统中的存储器I/O操作请求复制到远端的存储系统中并执行。由于在这种方式下,数据复制软件运行在存储系统内,因此较容易实现主中心和容灾备份中心的操作系统、数据库、系统库和目录的实时拷贝及维护能力,且不会影响主中心主机系统的性能。如果在系统恢复场具备了实时数据,那么就可以做到在灾难发生时,及时开始应用处理过程的恢复。但这种方案也有开放性差(不同厂家的存储设备系统一般不能配合使用)、对于主、备中心之间的网络条件(稳定性、带宽、链路空间距离)要求较苛刻等缺点。 按照容灾能力的高低,数据容灾可分为多个层次,按国际标准SHARE 78定义的容灾系统有七个层次:从最简单的仅在本地进行磁带备份,到将备份的磁带存储在异地,再到建立应用系统实时切换的异地备份系统; 恢复时间也可以从几天到小时级再到分钟级、秒级或0数据丢失等。
无论是采用哪种容灾方案,数据备份还是最基础的,没有备份的数据,任何容灾方案都是没有现实意义的。当然,光有备份也是不够的,容灾也必不可少。在建立容灾系统的过程中,建设容灾系统模型、容灾演习制度以及容灾系统管理流程都非常重要。
而容灾系统主要是从业务连续能力、应用系统连续能力、网络连续能力三个方面来保证业务应用系统的正常运行的。
对于数据级容灾,可以采用定期拷贝的方式,如磁带备份、数据快照、廉价存储等。定期拷贝是在业务运行过程中某一时刻对生产数据的保护,这种保护一般在业务正常运行时生成,主要预防业务因生产数据的逻辑故障而造成的停顿。当产生的数据因人为误操作而损坏时,可以利用该定期拷贝将业务状态恢复到损坏发生前的某一时刻(即执行定期拷贝时)的业务状态。在业务恢复过程中,辅以其他手段(如手工录入等),补充自定期拷贝生成时至业务中断时这一段时间内业务运行产生的数据。
对于应用级容灾,可以采用连续复制的方式,如应用分发、数据库复制、文件系统复制、逻辑卷复制、智能存储等。连续复制是对业务状态数据进行持续不断的复制,主要是预防业务系统遭遇严重故障而造成生产系统长时间无法修复,利用该复制作为恢复生产的基础。在进行业务恢复时,利用复制结果可以恢复系统中断现场的生产数据,从而恢复业务。
容灾演习是对容灾项目建设是否成功的检验标准,也是对容灾维护管理流程和文档检测的重要手段。通过演习可以及时发现问题,并确保各相关部门的配合和人员的操作准确无误。容灾演习的主要工作内容包括:对业务影响的评估、核查恢复规划、制定回退计划、触发演习场景、执行恢复规划、总结报告、维护等。
此外,容灾系统管理流程的建立也至关重要,容灾项目的实现过程是人员、流程、技术相辅相成的过程,容灾管理流程的建立是容灾系统成功运作的保证。通过固化的流程,指导维护人员按照实现规定的步骤进行系统切换和演习工作,才能保证容灾技术的最终实现。

⑹ 网络存储的解释,网络存储的含义

网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种:直连式存储(DAS:DirectAttachedStorage)、网络存储设备(NAS:NetworkAttachedStorage)和存储网络(SAN:StorageAreaNetwork)。

直连式存储(DAS):这是一种直接与主机系统相连接的存储设备,如作为服务器的计算机内部硬件驱动。到目前为止,DAS仍是计算机系统中最常用的数据存储方法。

网络存储设备(NAS):NAS是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。由于这些设备都分配有IP地址,所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问,甚至在某些情况下,不需要任何中间介质客户机也可以直接访问这些设备。

存储网络(SAN):SAN是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用作SAN的接入点。在有些配置中,SAN也与网络相连。SAN中将特殊交换机当作连接设备。它们看起来很像常规的以太网络交换机,是SAN中的连通点。SAN使得在各自网络上实现相互通信成为可能,同时并带来了很多有利条件。