持续数据保护技术

ZTE COMMUNICATIONS持续数据保护技术.刘建毅专题。持续数据保护技术Continuous Data Protection Technology中國分类号:TP393.03文献标志码:A 文章编号: 109-6868 120101 05- 00-0刘建毅/LIU Jianyi(北京邮电大学灾备技术国家工程实验室，搞要:随着数据信息重要性的不断提高以及数据量的不断增长.数据可用性变得北京100876)(State Engineering Lab of Data Backup and比以往任何时候都更加重要。传统数据保护技术的恢复时间目标和恢复点目标已Telecommunications. Being 100876 Ching)无法满足数据保护的需求。持续数据保护技术是对传统数据保护技术的一个重大lications, Beijing 1突破,是数据保护技术的发展趋势。持续数据保护技术可以捕获或跟踪数据的变化,并将数据恢复到任意时间点。关馆词:数据保护 :持续数据保护;备份;快照Abstract As the importance of data increases, and transmission of data quickens,data avalability becomes a more critical issue. Recovery Time Objective (RTO) andRecovery Point Objective (RPO) of current protection technologies are istficientin可以提供接近即时的恢复"。meeting data protection requirements. Continuous data protection represents a major持续数据保护并不是一项全新breakthrough- -it can capture and monitor data changes, and recover data to any pointin tim的数据保护技术,它是建立在传统数据保护、容灾技术基础之上的一套方Koywords: data protection; continuous data protection; backup; snapshot法。和传统的数据备份和恢复技术相比,持续数据保护在几个方面有明显的特点网:●保护连续性●更小的恢复点目标(RPO)在数据信息日益重要的今天,构并将其在生产数据之外独立存放，以●更小的恢复时间目标(RPO)建完善的数据保护系统成为研确保数据可以恢复到过去的任意时传统的数据保护解决方案专注究的热点。随着企业对数据安全性间点。持续数据保护系统可以基于于数据的周期性备份，因此无法避免以及业务连续性的要求越来越高,传块、文件或应用实现,可以为恢复对存在备份窗口、难以确保数据一致性统上常用的数据复制、备份、恢复等象提供足够细的恢复粒度,实现几乎以及会影响生产系统等问题。图1数据保护技术川逐渐难以保证灵活无限多的恢复时间点"。所示为CDP与传统数据保护在保护的目标恢复点及较快的目标恢复时持续数据保护技术的关键词是时间间隔上的比较。由图1可以看间。持续数据保护(CDP)技术的产生“持续”,其主要功能是在故障瞬发生出，备份技术实现的数据保护间隔一解决了这一难题。CDP 保存所有的的瞬间完成对数据的快速恢复,保证般为24小时,因此用户会面临丢失数据改变操作.能够将数据恢复到丟业务的连续性。因此,能够从根本上多达24小时所产生的数据的风险。失前的任意历史状态。作为数据保解决传统备份中恢复能力低和非精采用快照技术可以将数据的风险丢护的一种高级形式, CDP 技术已经成确时间策略(如按照天的备份)的先天失最降低到几个小时之内。数据复为存储行业关注的焦点。弱点。就给定的数据集而言,持续数制技术可以通过与生产数据的同步全球网络存储工业协会(SNIA)数据保护提供连续的恢复点,能够存取来获得数据的最新状态,但却无法防据保护论坛(DMF)的持续数据保护特任何时间点上的数据,允许应用恢复止由人为的逻辑错误或病毒攻击所别兴趣小组(CDP SIC)对持续数据保到任意的时间点之前，而不仅仅针对造成的数据丢失。而持续数据保护护的定义是:持续数据保护是一套方那些由备份流程预先确定中国煤化工点跟踪技术,会不断法,它可以捕获或跟踪数据的变化，刻,且恢复点可在事件发生的变化,捕获和保护数动态重建。因此持续数据YCHCNMH G',而非仅仅是某个预星仓项口:中央高校基本科研业务费专提供无限密集的恢复点,有些情况下先选定的时间点，能将数据风险丢失项资金(2009RC0217)2200 VlLl6No勇2010年10月第16卷第5用\ 05 I 中兴通讯技术|ZTE COMMUNICATIONS一专题◆刘建毅持续数据保护技术参考SNIA的存储共享模型,可以将.备份--保护问隔一般是24小时当前实现CDP的产品或解决方案分保护网隔为3类:●基于应用的持续数据保护快照一- 保护间隔一般是1-3小时●基于文件的数据保护同隔月隔问隔●基于数据块的持续数据保护复制一-仅能获得最近一个数据状态(1)数据块级持续数据保护技术保护问隔数据块级的持续数据保护技术可以直接在物理的存储设备上运行，持续数据保护也可以在数据块传输层上运行。当没有保护间隔发生数据块写人操作时,持续数据保护功能模块可以将原始的数据复制并传送到另外一个存储设备中进行▲图1CDP与传统数据保护在保护时间间隔上的比较存储。数据块级的持续数据保护需复,恢复点越靠近当前点，要将所有更改过的数据块按时间顺1建立供恢复时参考用的数据热贝恢复所需要的时间就越长。序保存下来”。每次写操作都会生成2)在供参考的数据违贝基础上开始生产效捷(2)复制参号数据模式带有时间标记的数据块副本。由于顾序向南记录数据差异事件日志;复制参考数据模式如图每次数据写操作都被完整的记录保3)需要恢复时，在供参考的数据错见。3所示。复制参考数据模式存下来,因此数据块级的持续数据保基础上，依据数据差异进行数据恢复。事件是一种Before Imaging 的策护技术能够动态地访问历史任意一略,它维护的映像是数据的个时间点的数据。数据块级的持续最新状态，因此它克服了基数据保护技术的最大优点是与应用资准参考数据模式中数据读的相关性比较小(因为运作在块设备数据变化事件日志(向前效率低的缺点,适合于读请层，与文件系统、应用无关),性能以求较多的环境。复制参考及效率都比较高(特别是对于数据库▲图2基准参考数据模式数据模式通常利用Copy on这类直接访问块设备的应用)。其缺量降低到几秒。Write技术,即映像中的原始数据被点是对备份存储空间的要求比较高,覆写之前先将其拷贝到日志中。这同时对于数据一致性的处理也缺乏1持续数据保护技术的实现样记录的日志在恢复点越靠近当前通用有效的机制。点时所需时间越矩,但一次写操作能数据块级持续数据保护技术又1.1持续数据保护关键技术引发两次写操作,因此,需要较多的有基于主机、基于传输层和基于存储持续数据保护实现的关键技术系统资源。层3类实现方式。是对数据变化的记录和保存,以便实(3)合成参考数据模式现任意时间点的快速恢复。一般来合成参考数据模式如1共恢复用的参考数据实时与生产数据讲,有3种实现方式。图4所示。合成参考数据四步;生产数据(I)基准参考数据模式模式是以上两种模式的折2)网步的回时,在当前数据的基础上记录基准参考数据模式如图2所示。衷,较好地实现了以上两数据的可意事件，基准参考数据模式是一种After种模式的妥协，因此可以3)需要依复时，在当国数据的基础上，依据Imaging的策略,对要保护的数据建立得到较好的资源占用和恢赵美品星智晶省念日志将数据回退到一个初始的映像，然后将其日志按数复时间效果。但需要复杂据请求到来的顺序记录。这种策略的软件管理和数据处理功中每次数据请求最多只导致一次对能,实现起来比较复杂。磁盘的实际写操作,因此实现简单，s考数据中国煤化工书贝带来的额外开销较小。基准参考数1.2持续数据保护实现层次据模式在数据恢复时,需要从最原始CDP技术或解决方案MYHC NMH G_的参考数据开始,逐步进行数据恢可以在不同的层次实现，▲圉3复制参考数据模式中兴通讯技术06 /2010年10月第16卷第5期 od.2010 Vl.6No.5方方数据ZTE COMMUNICATIONS持续数据保护技术.刘建毅专题◆1文件系统级进行相关研(1)为数据中心内的文件服务器/1)建立初始参考数据拷贝:究的公司不多,主要包网络附属存储提供普通的数据保护2)在供参查的数据违贝基智上开始酒序括: Symanle的Coninuous在这种应用中.持续数据保护逐3)定期将初始参考数据格贝空前移动由Protection Server'"、 XOsoft渐取代了以前那种夜间的磁盘或磁上灾的参考数据括贝和记录日志合成:的XOsoft Engine". IBM的带备份任务。虽然,有些人认为持续事件4如果必要，重断解析合成参老数据拷贝Tivoli Continuous Data数据保护只是为那些关键的数据而时间点之前的记录(由向前变为向后Protection for Fileslo 、准备的,侗是我们发现有些持续数据Storactive公司的保护产品要比那些传统的备份方法LiveBackup for Desktop/更加易于使用,并且效果也更好。因数据变化事件日志向后)拷贝Laptops ,TimeSpring公司的此完全可以用于普通的文件服务器TimeData等产品。的备份。(3)应用级持续数据(2)为远程的分支机构进行集中保护技术化的备份▲围4合成参考数据模式实现应用级持续数将持续数据保护用于远程分支(间)基于主机端卷管理软件或客据保护技术时,需要在受机构备份应用的最大好处就是避免户端代理软件Agent实现保护的应用程序中直接插入和运行了远距离转移磁带介质的风险。我目前常见的主机端卷管理软件持续数据保护功能程序代码。持续们使用问总部一样的复制技术将分有VeritasVxVM 、LinuxLVM、Microsoft数据保护程序代码可以由应用程序支机构的备份数据同步传输回来;同动态磁盘等,也有厂商针对Linux和开发商将其直接嵌人在软件产品中，时集中化的控制也可以让异地之间Windows平台开发了客户端代理软件也可以由应用程序软件开发商提供的数据安全管理工作变得更加主动、Agent。它们的功能是通过卷镜像的相关的应用程序接口(API),然后由第高效。方式获取生产数据的动态副本,并以三方持续数据保护软件开发商来完(3)帮助实现笔记本电脑上的数.此副本为基准进行数据持续保护。成持续数据保护的功能"。在应用据备份Symantec Storage Foundation、 Falcon程序中实现持续数据保护的最大优也许人们曾经使用过很多方法StorCDP、浪潮CDP属于此类。势是与能和应用程序无缝整合,确保来保护笔记本电脑上的数据,侗都收(b)基于传输层实现应用程序的数据在持续保护过程中效甚微。如今,人们可以使用持续数该方式通过含有DataSpliter功能的一致性.同时管理也比较灵活,用据保护来将数据的变化统统保留在的FCSAN交换机来获取同写人生产户容易部署和实施。目前在应用程笔记本电脑自带的硬盘上,然后在连卷相同的I/0数据块,FCSAN交换机序级实现的连续数据保护解决方案接办公室网络的时候,自动地将它们有BrocadeAP -7420B、CISCOMDS9000大多是针对成熟的应用开发的。E发送到远端的中心服务器。不过,从配置SANTAPSSM模块等,价格比较经有一些公司的持续数据保护软件技术定义上讲,这并不能称为持续数高。EMCRecoverpoint 、LSIStoragAge等可以支持微软公司的Office.据保护。因为这类产品只有在笔记属于这种方式。Exchange, IBM公司的DBZ，以及本电脑与网络连接的时候,才能上传(c)基于存储层实现Oracle公司的数据库等。改变的数据。不过,像IBM Tivoli CDP某些厂商的存储阵列本身支持对于以上3种类别的持续数据保这样的产品,即使在没有连接网络的WirieSpliter功能，比如EMCariON护技术,数据块级和文件级的持续数情况下,依然可以很好地对数据进行磁盘阵列,这种实现方式比较受限于据保护技术是一种通用方法,可以支保护。厂商。持多种不同应用。而应用级的持续最后一点要说的是CDP并不是(2)文件级持续数据保护技术数据保护技术则只为某种特定应用对所有企业都很适合。CDP 技术本文件级的持续数据保护技术工提供连续数据保护能力,其通常的表身并不难使用,但却非常昂贵。CDP作在文件系统之上。它可以跟踪文现形式是与应用程序的一种更为深采用基本的数据保护技术,因此CDP件系统中文件数据或者元数据的改.人的集成。适用于那些对数据备份窗口以及变,及时备份这些变动信息并记录发中国煤化工，那些处理非常繁忙生改变的时间，以便将来能够实现文2持续数据保护技术公司也非常适合。而件历史任意时间点的恢复。对于持续数据保护的:MYHCNMH G的企业则可以找到更目前根据持续数据保护思想在目前大体可以归纳为3类:加适合于它们的磁盘备份技术,比如a. 20 Vu1605 2010年10月 萧)6卷第5阐\ 07中兴通讯技术ZTE COMMUNICATIONS一专题◆ 刘建敏]持续数据保护技术.虚拟磁带库(VTL)以及快照技术。术的应用范围的扩大和人们认知的24- -33.[61 PIETROFORTE M. Introduction to Continuous深人，会有越来越多的真持续数据保Data Protection IEB/OLI. [2010-05- -261. ht:/3结束语护解决方案和产品出现。在实现持4sysops. com/archives/introucton-to-continuous-data-protection.尽管CDP技术在数据保护和灾续数据保护的需求上,用户将会有更[7] DAMOULAKIS J. TIme to Say Goodbye to难恢复中具有很多特点和优势,但在多的选择。持续数据保护技术也将Backup? LUI Sorage, 200 491:64-66 E。,[8) Symantec Continuous Protecton Server IEB/实际应用中并没有真正达到普及。会作为在线数据的重要保护手段而OL. 12010-03- 191. ht:t//w.symantec.一是用户对数据备份的认识存在误独立开辟-条通逍,成为一种新的贴ygl Business and IT Requirements for ContinuousaBushessangthequremerts Tm世区。比如,一些用户不清楚快照和备近用户目标的高级数据保护方式。MA. USA: xOsoft Corporation, 2004份间的差异,认为快照可以代替备[101 IBM Trvoli Continuous Data Protection for份。实际则不然.快照的目的是为了4参考文献Files (EB/OLIL 12010-02-061. htp://ww ibm.com/softwar/twvol/products/恢复数据,而备份的目的不只是恢I1IROCK: M, PORESKY P. Shorten Your Backupcontinuous-data-protection.[1 1] Enterpnse Rewinder; Product Suite for复,还有一个更重要的功能是存档,WIndow [J. Storage, 2005, Special Issue onContinuous Data Protection (CDP) (EB/OLJ.Managing the Information That Drives the以满足法规遵从方面的要求。如果(2010-02- -211. ht://ww.xosoft.com/.[21 DUZY G. Match Snaps to Apps JI. Storage,用户不能理解这些区别,在接受CDP205. Secallse on Managingthee收稿日期:2010-08-10Information That Drives the Enterprise: 46-52.时就会有所疑虑。二是CDP产品缺[131 CHERVENAK A L, VEL LANKI V, KURMAS Z.作者简介乏国家标准和行业标准,不明确什么Protecting File Systems: A Survey of BackupTechnques ICV/Proceedings of the 6th NASA是真正的CDP以及CDP到底能做什+Conference on Mass Storage Systems and么。在众多存储厂商的产品线中，Technologies/15th IEEE Symposium on MassStorage Systems, Mar 23- 26, 1998, CollegeCDP并不是主流产品,各厂家之间的Park, MD.USA. Los Alamitos: IEEE Computer差异性非常大,有的是硬件,有的是Society,1998:1-15.[4] SNIA Data Management (EB/OL.项科研成果奖:已发表论文软件,造成CDP产品鱼龙混杂，直接[2010-03- 16]. htp:/www snia. org/forums/40多前,其中被SCIVEI检索dmf/programs/data_ protect jinr/cdp.20全善影响了CDP的推广和应用。(51王树鹏.云晓春郭莉连续数据保护ICDP)技我们相信随着持续数据保护技术的发展综述J.信息技术快报, 2008. 6(6):《中兴通讯技术》杂志(双月刊)刊号: ISSN 1009- 6868 CN 34-1228/TN《中兴通讯技术)杂志为国内外公开发行的通信技术刊物，每逢双月中兴通讯技术10日出版。发行面覆盖国内各大通信运营商、通信专网、通信企业、高等院校、科研院所、政府通信主管部门及新闻媒体等。2011年征订工作现已开始，欢迎广大读者订阅。2011年全年订价为60元(含邮资)，每册订价为10元(含邮资)。如邮购,请直接从邮局汇款至杂志编辑部。脚请在汇款单附言栏注明所购杂志期次及数量,可订阅全年刊或单本杂志。例如:2011年1套、2011年第1期两本等等。汇款地址:联系方式:安徽省合肥市荣事达大道450号电话:055-5533356邮政编码:230041传真:0551-5850139订阅《中兴通讯技术》编辑部收中国煤化工om.n/magazine通知fYHCNMHG中兴通讯技术08 /010年10月 16卷第5期酗200 won