CDP三种技术.doc

CDP（Continuous Data Protection，持续数据保护）技术是对传统数据备份技术的一次革命性的重大突破。传统的数据备份解决方案专注在对数据的周期性备份上，因此一直伴随有备份窗口、数据一致性以及对生产系统的影响等问题。现在，CDP为用户提供了新的数据保护手段，系统管理者无须关注数据的备份过程（因为CDP系统会不断监测关键数据的变化，从而不断地自动实现数据的保护），而是仅仅当灾难发生后，简单地选择需要恢复到的时间点即可实现数据的快速恢复。
该项技术通过在操作系统核心层中植入文件过滤驱动程序，来实时捕获所有文件访问操作。对于需要CDP连续备份保护的文件，当CDP管理模块经由文件过滤驱动拦截到其改写操作时，则预先将文件数据变化部分连同当前的系统时间戳（System Time Stamp）一起自动备份到UnaCDP存储体。从理论上说，任何一次的文件数据变化都会被自动记录，因而称之为持续数据保护。
CDP技术分为真CDP（True CDP）和准CDP（Near CDP）两类。
CDP的分类是相对于数据保护时间点而言的。准CDP技术是按照一定的时间频率，持续的记录并备份数据变化，每次备份有一定时间窗口，需要数据恢复时，可以恢复到过去备份的时间点，并不能形成完全意义上的持续保护，因此称为准CDP技术。而真CDP技术是持续不间断的监控并备份数据变化，可以恢复到过去任意时间点，是真正的实时备份。
在实际应用中真CDP技术应用较少，一方面是技术原因，需要解决数据的持续不间断监控和记录的技术难题；另一方面是由于真CDP技术持续备份时产生的大量数据，远大于其他备份方式产生的数据量，对数据存储形成巨大压力，也给用户造成费用负担，所以大多数CDP备份产品都采用准CDP技术。
准CDP技术目前在市场宣传中已经突破了原有的限定，被广泛用于代指可以按照一定的周期持续性保护数据的技术，如Symentac、EMC、飞康、爱数等公司采用的大多是快照技术，但也归入了准CDP技术行列。
SNIA（Storage Networking Industry Association，全球网络存储工业协会）对CDP的定义：持续数据保护是这样一种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的方法。CDP系统能够提供块级、文件级和应用级的备份，以及恢复目标的无限的任意可变的恢复点。
三种CDP技术PK：为什么需要块级同步保护？
在SNIA（全球网络存储工业协会）对CDP的定义，CDP连续数据保护就是在保证主要数据正常运行情况下，实现对变量数据进行跟踪，同时可以恢复到此前任意时间点的方法。一般CDP系统可以提供块级、文件级和应用级的数据保护
那么就会有人问块级、文件级和应用级备份各自都有哪些特点？用户如何选择适合自身应用的备份方式？以下对它们做些简单的分析。
基于应用：日志级CDP
基于应用CDP系统只针对受保护应用系统，对应用系统资源占用较大。典型的比如Oracle GoldenGate、DataGuard这些基于数据库复制的产品。主要特点是数据传输量较小，比较容易实现双活或者读写分离/备库查询。不容易做到完全同步保护（即RPO=0），由于是通过以太网的IP传输，日志型CDP对应用性能的影响相对明显一些。而且存在一些不稳定的因素，需要用户有避免写入冲突的机制，无法防御数据库底层结构的损坏。
基于存储：数据块级和文件级
相比之下，文件级和块级CDP支持的数据类型就更多，除了数据库和文件（结构化和非结构化），可以对操作系统盘的保护（仅限块级保护）。同时，它们在备份目标上可以做到多对一。像火星舱这样的基于数据块保护的存储级CDP产品，其授权主要是针对容量和性能（高转速SAS还是近线硬盘），对于被保护客户端系统数量不限。
文件级CDP
文件级CDP通过监测文件系统层面之上的数据变化，只需要将变量传输到备份节点或者设备。实时或者定时（严格说应该归类为“准CDP”）文件复制实现起来相对简单，但由于基于TCP/IP协议传输，受限于网络带宽及损耗，如果要达到同步对应用系统性能影响会比较大。
文件级CDP还有一个问题，就是像Oracle ASM这样由应用直接建立在裸设备上，绕过文件系统直接管理的磁盘，无法保护。
数据块级CDP
数据块级CDP则没有这些限制，它的数据写入拆分实现位于磁盘驱动层面，在文件系统的下一层。如果是同步保护，就类似于RAID 1的镜像写入，无需磁盘缓冲区或者最多占据很少的内存。在上一篇中我们讲到火星舱的RPO=0和RTO=0就是依赖于数据块级CDP。火星舱除了支持I/O颗粒度的数据回滚——这也是“真CDP”所要求达到的，当用户部署Oracle ASM、Unix/Linux LVM的情况下，还能实现存储故障的自动接管。
数据块级CDP的一大优势是可以使用FC或者iSCSI存储网络协议，特别是前者。火星舱CDP也充分考虑到了数据一致性，对于Oracle、SQL Server等在这方面有严格要求的应用，火星舱提供了具备专利的一致性快照技术。该技术不同于传统存储的快照，采用被动式机制，感知数据库缓存刷盘的动作并在I/O记录上进行标记。保证了各种应用场合数据的有效恢复。
数据块级CDP在初始同步后也是只向目标设备写入变化数据，但在一个磁盘或者分区较大而其中存放数据的容量比例不大时，初始同步所占的时间，以及一下占用的备份空间太大（达不到精简的效果）。最新的火星舱数据保护系统5.0，在Web管理界面中加入了文件系统解析功能，可以只同步磁盘上被文件系统占用的数据块。这一点，可以说把文件级CDP的优点也结合了进来。
加密数据的保护——对于用户在操作系统下对分区进行加密的方式，火星舱能够利用CDP磁盘镜像将所有分区的状态“原封不动”复制出来，当需要访问备份数据时，密码访问口令和解密与被保护的原分区完全相同。这也是数据块级CDP的独有优势，基于文件和应用日志的保护是无法实现的。
总结：