存储与容灾析疑V.ppt

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I/O,存储架构的发展历程,DAS特点,特点：,直接与服务器连接的存储系统；,通过SCSI或FC接口连接；,服务器为核心，不直接连入网络。,优点：,价格相对较低,使用简单,容易安装,缺点：,不能共享,连接距离有限,升级困难、维护复杂,缺乏较好的高可用性,DAS,应用,数据,应用,数据,应用,数据,存储架构的发展历程,NAS特点,特点：,通过网络接口与网络直接相连，用户通过网络访问。,瘦服务器的存储设备，相当于一个专用的文件服务器。,专门优化了系统硬、软件体系结构。,跨平台使用；方便的安装、维护、使用。,优点：,容易安装，维护简单,共享数据、跨平台文件共享,远程访问,减轻服务器负担、充分利用网络带宽,缺点：,不适合数据库存储,孤立的存储设备,传输速率低成为瓶颈,NAS,应用,数据,应用,数据,应用,数据,应用,数据,IP,File I/O,存储架构的发展历程,SAN特点,特点：,以数据存储为中心,采用可伸缩的网络拓扑结构,基于光纤通道协议（,FC-SAN,）或,IP,协议（,IP-SAN,）,SAN,应用,数据,应用,数据,应用,数据,应用,数据,Block I/O,FC/IP,存储架构的发展历程,FC-SAN架构,优点：,高带宽，高性能,高可用、高扩展性，,集中管理，易于整合,缺点：,高单位成本,互操作性问题,长距离传输受限制,专属网络结构，管理相对复杂,存储架构的发展历程,服务器,服务器,FC HBA,FC HBA,FC交换机,FC,阵列,IP-SAN架构,优点：,单位成本低,高可用、高扩展性,集中管理，易于整合,传输距离不受限制,缺点：,传输开销相对较大，影响性能,单位,I/O,性能较,FC-SAN,低,TCP,减负引擎（,TCP Offload Engine,：,TOE,）,(,NIC,：,network interface card,）,存储架构的发展历程,NIC/TOE,iSCSI HBA,服务器,IP交换机,iSCSI,阵列,IP SAN,可用光纤连接,服务器,光纤,网线,主机,软件,Initator,iSCSI,MPIO,存储发展历程,1,容灾技术探讨,2,存储架构,1.1,存储连接技术,1.2,容灾的必要性,2.1,容灾概述,2.2,容灾级别及实现方式,2.3,容灾解决方案,2.4,汇报提纲,存储的连接技术（存储协议）,第一代 DAS,连接方式：服务器直连,第二代 FC SAN,连接方式：FC网络,第三代 IP SAN,连接方式：IP网络,1986SCSI协议,1997FC协议,2003iSCSI协议,空间利用率低,连接距离限制,管理维护性差,数据保护复杂,协议开放性低,设备兼容性差,传输距离限制,投资成本高昂,管理维护独立,继承FC SAN优点,避免FC SAN弊端,FC存储 VS.IP存储,FC存储,IP存储,协议类型,简单二层通道协议。近似于令牌环。,FC是90,年代以太网尚未充分发展阶段的历史性技术,三层协议，标准化网络协议,开放性,体系封闭僵硬，复杂昂贵，管理难度高，发展缓慢。,标准化，高度开放，使用广泛，成熟，成本低廉,体系结构,中低端采用仲裁环结构，容量越大，性能越低；高端交换结构采用共享内存方式。,中低端也采用先进的Crossbar交换结构，,“,高端贵族技术平民化,”,；容量越大，性能越高。,扩展性,扩展有限，扩展后性能降低,扩展无限,前端接口性能,1Gb/s、2Gb/s，2006年达4Gb/s,100Mb/s、1Gb/s、10G/s,安全性,FC技术协议简单，没有安全防御手段，只能通过物理隔离手段保证数据安全,IP技术中有完整的加密、认证技术，保证数据安全性，还可以通过FW/IPS等提高系统安全性,互操作性,历史遗留存在严重的互操作性问题，产品互联性差，至今未建立管理标准，管理成本极高。,与IP、以太网有优异的互操作性，全球成熟标准，跨厂商互联互通，管理方便、成本低廉,投资成本,较高初期投资成本和极高的后期维护管理成本,配套成本低，分步滚动投资，维护成本低,可管理性,专用独立的FC网络管理，形成FC存储孤岛,第一网、第二网集中统一的IP管理，容易掌握,距离限制,距离局限在城域网范围内,无距离限制，距离可扩展到IP网络所及的范围,FC SAN和IP SAN组网对比,NIC/TOE,iSCSI HBA,主机,IP交换机,iSCSI,阵列,主机,软件,Initator,iSCSI,MPIO,光纤,网线,IP SAN,可用光纤连接,主机,主机,FC HBA,FC HBA,FC交换机,FC,阵列,FC SAN和IP SAN采购投资对比,主机,主机,FC HBA,FC HBA,FC交换机,FC,阵列,NIC/TOE,iSCSI HBA,主机,IP交换机,iSCSI,阵列,主机,软件,Initator,iSCSI,MPIO,光纤,网线,免费！,FC SAN和IP SAN后期维护成本,FC HBA,FC HBA,FC交换机,FC,阵列,NIC/TOE,iSCSI HBA,主机,IP交换机,iSCSI,阵列,光纤,网线,FC SAN,运维管理,主机,软件,Initiator,iSCSI,MPIO,主机,主机,存储发展历程,1,容灾技术探讨,2,存储架构,1.1,存储连接技术,1.2,容灾的必要性,2.1,容灾概述,2.2,容灾级别及实现方式,2.3,容灾解决方案,2.4,汇报提纲,存储发展历程,1,容灾技术探讨,2,存储架构,1.1,存储连接技术,1.2,容灾的必要性,2.1,容灾概述,2.2,容灾级别及实现方式,2.3,容灾解决方案,2.4,汇报提纲,容灾的必要性,2008,年,5,月,12,日下午,14,时,28,分，四川省汶川县发生,7.8,级地震，全国多个省市有明显震感。截至今天，此次地震已经带来了重大的损失，死亡预计在5万人以上，直接受灾人数,1000,多万！地震对各个行业影响巨大：沪深两市多家上市公司停牌、部分地区机场关闭、成都首发列车停运、通讯受到影响,目前全国上下，万众一心，正在全力以赴的开展抗震救灾工作！,容灾的必要性,2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊岛发生地震引发大规模海啸，到2005年1月10日为止的统计数据显示，印度洋大地震和海啸已经造成15.6万人死亡，是世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难,在造成巨大人员伤亡和财产损失的同时，印度洋沿岸许多国家的交通瘫痪，能源供应中断，通信、金融等重要行业的业务也陷入了停滞状态,容灾的必要性,2001年9月11日，纽约，美国标志性建筑物双子星座世贸大楼被恐怖分子劫机撞毁、轰然倒塌,世贸中心，是美国乃至全球财富的象征，在这座建筑群中，聚集了如AT&T公司、SUN公司、瑞士银行等众多全球一流的大公司，在911恐怖袭击事件中，800多家公司的重要数据深深的埋在了废墟中，大多数的数据都无法恢复了，这些世界金融和IT的巨头也遭受了不同程度的损失。,容灾的必要性,911灾难发生前，约有350家企业在世贸大厦中工作。事故发生一年后，重返世贸大厦的企业变成了150家，有200家企业由于重要信息系统的破坏，关键数据的丢失而永远的关闭、消失了。其中的一家公司称，自己要恢复到灾难前的状态需要50年的时间,1995年1月，日本神户地区大地震，摧毁了1700余部电脑系统，造成1千多亿美元的损失。,1999年6月，美国一家著名的商业交易网站的主机宕机，由于24小时内未能恢复访问，两个星期后，该公司的股票市值下跌了36%,2003年，国内某电信运营商的计费存储系统仅发生了两个小时的故障，就造成400多万元的损失。这些尚不包括对公司声誉的影响所导致的无形资产流失。,21,亡羊补牢？,一组数据,22,IDC：美国在2000年以前的10年间发生过灾难的公司,两年后倒闭,继续生存,当时倒闭,Gartner Group的：在由于经历大型灾难而导致系统停运的公司中，有2/5再也没有恢复运营，剩下的公司中也有1/3在两年内破产。,灾难的发生对企业的打击往往是致命的。但是，面对灾难，企业就真的不堪一击吗？,另外一个例子,23,同样经历令人恐怖的“9.11”,世贸大厦倒塌后，在世贸大厦租有25层的金融界巨头摩根斯坦利公司最为世人所关注，无数人认为摩根斯坦利将成为这一恐怖事件的殉葬品之一，然而，正当大家为此扼腕痛惜时，该公司竟然奇迹般地宣布，全球营业部第二天可以照常工作。,因为先前建立的数据备份和远程容灾系统，保护了重要的数据。不得不承认，数据备份和远程容灾系统在这时挽救了摩根斯坦利，同时也在一定程度上挽救了全球的金融行业。,灾难的定义,国务院信息化工作办公室2005年发布的,重要信息系统灾难恢复指南,中，这样定义了灾难：,“由于人为或自然的原因，造成信息系统运行严重故障或瘫痪，使信息系统支持的业务功能停顿或服务水平不可接受、达到特定的时间的突发性事件。”,因此，,任何必须恢复的数据访问中断,都是灾难,24,存储发展历程,1,容灾技术探讨,2,存储架构,1.1,存储连接技术,1.2,容灾的必要性,2.1,容灾概述,2.2,容灾级别及实现方式,2.3,容灾解决方案,2.4,汇报提纲,灾难的分类,26,自然灾难,社会灾难,IT系统灾难,人为灾难,IT设备硬件、软件故障等,火灾、台风、水灾、地震等突发自然灾害造成的业务系统的灾难,企业运行所依赖的服务的中断（电力中断、网络中断等）、恐怖分子制造的爆炸、战争引起定点破坏等灾难,IT系统管理人员的误操作、来自网络的恶意攻击、计算机病毒发作造成的数据灾难,灾难,容灾的定义,27,容灾是指为了保证关键业务和应用在经历各种灾难后，仍然能够最大限度的提供正常服务的所进行的一系列系统计划及建设行为,业务连续性是容灾的最终建设目标，容灾的实质是,确保永不停顿的业务运营,容灾与备份的关系,28,备份是容灾的基础，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导,致数据丢失，而将全部或部分数据从应用主机的硬盘或阵列复制,到其它的存储介质的过程，普通的备份措施能够在系统发生故障,后进行系统恢复，但是这些措施一般只能处理计算机单点故障，,对区域性、毁灭性灾难则束手无策，也不具备灾难恢复能力,真正的数据容灾就是要避免传统冷备份的先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统。容灾按其容灾能力的高低可分为多个层次,国际标准SHARE78 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到分钟级、秒级或零数据丢失,备份是容灾的基础,容灾不是简单的备份,容灾常用术语,29,1、生产中心和灾备中心：,生产中心：支持日常业务运作的信息系统称为生产系统，而其所处的地理位置则称为生产中心,灾备中心：当生产中心因灾难性事件遭到破坏时，为了迅速恢复生产系统的数据、环境，以及应用系统的运行，保证系统的可用性，这就需要异地容灾系统（其地理位置称为灾备中心）,2、源数据和目标数据,业务系统的数据是源数据，灾备中心的数据是目标数据。,在双工模式下，A业务系统可以存储B业务系统的目标数据，反之亦然。,在集中模式下，灾备中心可以为多个生产中心存储目标数据。,容灾常用术语RPO,RTO,30,时间T0,时间T1,时间T2,数据处于有效状态的最后时刻,灾难发生,恢复运行,系统中断时间,RTO（Recovery Time Object，,恢复时间目标）：是指信息系统,从灾难状态恢复到可运行状态所需的时间,，用来衡量容灾系统的业务恢复能力,RPO（Recovery Point Object，,恢复点目标）：是指业务系统所允许的在灾难过程中的,最大数据丢失量,，用来衡量容灾系统的数据冗余备份能力,数据丢失,容灾常用术语ROI,31,容灾常用术语容灾半径,32,容灾半径：,是指生产中心和灾备中心之间的直线距离，用以衡量容灾方案所能防御的灾难影响范围,存储发展历程,1,容灾技术探讨,2,存储架构,1.1,存储连接技术,1.2,容灾的必要性,2.1,容灾概述,2.2,容灾级别及实现方式,2.3,容灾解决方案,2.4,汇报提纲,容灾的级别,34,数据容灾,建立一个异地的数据系统对本地系统关键应用数据进行复制。当出现灾难导致应用系统数据损坏时，能够通过异地保存的数据进行灾难恢复,应用容灾,业务容灾,异地建立一套完整的、与本地数据系统相当的应用系统(包括服务器和应用系统)，在灾难出现后，远程应用系统可承担本地应用系统的业务运行,数据容灾是应用容灾的基础,真正的业务容灾除了做到数据容灾和应用容灾以外，还应该包括非IT系统的连续性，比如：办公地点、环境、电话等,容灾的实现方式,基于网络的容灾,基于存储设备的容灾,基于主机的容灾,基于磁带库的容灾,基于虚拟磁带库的容灾,36,远程复制,生产中心,灾备中心,通过在主机上安装软件实现数据在磁带库之间的复制。,典型的产品如,IBM TSM,CA BrightStor,HP Openview DP等,磁带库,基于虚拟磁带库的容灾的优缺点,37,1、对存储系统没有限制，支持异构存储系统,2、单位成本低廉,1、每一个应用服务器对应一个节点，管理和维护复杂,优点,不足,2、需要在服务器上运行软件，对服务器兼容性和性能会有影响,3、存储目标数据的逻辑卷不能被业务系统直接使用，属于冷容灾方式,4、数据恢复时间长,只适用于离线数据备份,基于主机的容灾,38,远程复制,生产中心,灾备中心,通过在主机上安装软件实现数据在服务器之间的复制。,典型的产品如,Veritas的VVR，HP的OpenView SM等,基于主机的容灾的优缺点,39,1、对存储系统没有限制，支持异构存储系统,2、不需要增加硬件,1、对软件要求高，生产中心和灾备中心的每一台应用服务器上都需要安装专门的软件，随着服务器数目的增加，成本也线性增加,优点,不足,3、同时可以在服务器层增加应用远程切换功能软件从而构成完整的应用级容灾方案,2、每一个应用服务器对应一个节点，管理和维护复杂,3、需要在服务器上运行软件，对服务器兼容性和性能会有影响,4、存储目标数据的逻辑卷不能被业务系统直接使用，属于冷容灾方式,基于存储设备的容灾,40,远程复制,生产中心,灾备中心,通过存储控制器实现的设备级数据远程镜像或复制,典型的产品如,EMC的SRDF，IBM的PPRC，HDS的HXRC，HP的Continuous Access等,基于存储设备的容灾的优缺点,41,1、传统容灾方式中最高效最可靠的方式,2、与服务器平台无关,1、不能跨越品牌，只能在相同的产品甚至是相同的型号之间实现容灾,优点,不足,3、远程复制由生产中心和灾备中心的存储系统完成，对应用服务器完全透明,2、无法提供足够的灵活性，且成本很高，并不能保护用户之前在存储上的投资,3、两个中心之间必须有专用的网络连接作为数据通道，使得该系统对通信线路的要求较高，初期成本非常昂贵,4、设备往往采用的是一些专用的设备和通信方式，安装维护都比较复杂,基于网络级的容灾,42,远程复制,生产中心,灾备中心,主要是指基于虚拟化存储技术的容灾。,典型的产品如,IBM的SVC，HP的CASA，锐捷的GDR，FalconStor的IPStor，Datacore等,虚拟化管理平台,虚拟化管理平台,基于网络级容灾的优缺点,43,1、整合各种应用服务器，无需在应用服务器上安装任何软件，远程复制的过程不会对应用服务器产生影响,3、方案的实施可以完全不在乎客户现有的存储设备是否支持远程数据容灾，大大保护客户投资，增加了投资回报率,1、需要引入新的设备，如果原来有存储系统，需要改变原有的架构,优点,不足,2、整合各种存储设备，存储设备可以完全异构，不同厂商不同接口的阵列可以混合使用，大大节约客户方案复杂程度和实施难度,2、数据的写入必须由虚拟化数据管理产品进行转发，存储路径变长，需要使用专门设计的硬件设备实现，开发难度大；如使用X86模拟会对性能有影响,4、多个设备可以作为一个统一的存储池进行管理，存储空间利用率和存储效率大大提高,几种容灾方式的对比,比较项,基于磁带库的容灾,基于主机的容灾,基于存储设备容灾,基于网络级的容灾,理想距离,100km（同步）,1000km（异步）,100km（同步）,1000km（异步）,100km（同步）,1000km（异步）,无要求,链路要求,专用链路,专用链路,专用链路,已有FC/普通IP网络,对软件的要求,专用软件,专用软件,无,无,对应用系统性能的影响,大,很大,无,无,是否需要专用存储系统,需要增加磁带库,否,是,否,实施简单性,复杂,复杂,复杂,简单,维护简单性,复杂,复杂,复杂,简单,成本,软件成本较高,软件成本较高,硬件成本,部署成本较高,低,44,基于虚拟化技术的网络级容灾方式能够更好的满足容灾的复杂要求,存储发展历程,1,容灾技术探讨,2,存储架构,1.1,存储连接技术,1.2,容灾的必要性,2.1,容灾概述,2.2,容灾级别及实现方式,2.3,容灾解决方案,2.4,汇报提纲,跨盘阵镜像,1、零时间故障恢复,2、盘阵可下线维护,本地容灾方案,46,主存储系统,镜像,备用存储系统,卷快照,快速备份和恢复,存储整合,广泛的兼容性，可以整合不同厂商设备，保护用户投资,虚拟化管理平台,园区容灾方案,47,同步/异步远程复制,生产中心,灾备中心（不同楼宇）,全冗余IP SAN存储架构：,易管理、集中存储,低成本、高利用率,高兼容、灵活扩展,不关心前端应用类型（网络层,容灾,）,无任何单点故障（,7*24,小时运行）,虚拟化管理平台,虚拟化管理平台,异地远程容灾方案,48,生产中心（本地）,镜像,灾备中心（异地）,远程复制,专用线路或租用线路,本地服务器群,灾备服务器群,基于网络层的全应用容灾：,信息永不间断,数据绝对安全,关键应用容灾,虚拟化管理平台,虚拟化管理平台,虚拟化管理平台,Thank You,世界触手可及,携手共进，齐创精品工程,