引言

    隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的重要性不言而喻。數(shù)據(jù)是企業(yè)寶貴的資源，尤其在電子商務(wù)大型系統(tǒng)中，要考慮支持幾千或上萬(wàn)用戶(hù)同時(shí)存取和7×24h不間斷運(yùn)行的要求，如何保證業(yè)務(wù)連續(xù)性運(yùn)營(yíng)及數(shù)據(jù)的可靠性是一個(gè)重要的課題。

    日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和不斷提高的客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量需求對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)能力和可靠運(yùn)行的要求越來(lái)越高，從面向客戶(hù)服務(wù)的角度而言，無(wú)論何時(shí)出現(xiàn)何種情況，都需要數(shù)據(jù)庫(kù)提供不問(wèn)斷的業(yè)務(wù)支撐服務(wù)，以保證客戶(hù)滿(mǎn)意度、客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、企業(yè)信譽(yù)等不受影響，對(duì)企業(yè)而言也可避免財(cái)務(wù)損失，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。與此同時(shí)系統(tǒng)故障、人為誤操作、傳輸中斷、電網(wǎng)停電、服務(wù)器崩潰、磁盤(pán)損害系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)甚至數(shù)據(jù)中心的災(zāi)難性丟失都可能造成數(shù)據(jù)庫(kù)文件的損害或丟失。

1 數(shù)據(jù)容災(zāi)備份的等級(jí)

    容災(zāi)備份是通過(guò)在異地建立和維護(hù)一個(gè)備份存儲(chǔ)系統(tǒng)，利用地理上的分離來(lái)保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)難性事件的抵御能力。

    設(shè)計(jì)一個(gè)容災(zāi)備份系統(tǒng)，需要考慮多方面的因素，如備份／恢復(fù)數(shù)據(jù)量大小、應(yīng)用數(shù)據(jù)中心和備援?dāng)?shù)據(jù)中心之間的距離和數(shù)據(jù)傳輸方式、災(zāi)難發(fā)生時(shí)所要求的恢復(fù)速度、備援中心的管理及投入資金等。根據(jù)這些因素和不同的應(yīng)用場(chǎng)合，通�？蓪⑷轂�(zāi)備份分為4個(gè)等級(jí)。

    1)第0級(jí)：沒(méi)有備援中心。這一級(jí)容災(zāi)備份，實(shí)際上沒(méi)有災(zāi)難恢復(fù)能力，它只在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，并且被備份的數(shù)據(jù)只在本地保存，沒(méi)有送往異地。

    2)第1級(jí)：本地磁帶備份，異地保存。在本地將關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，然后送到異地保存。災(zāi)難發(fā)生后，按預(yù)定數(shù)據(jù)恢復(fù)程序恢復(fù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。這種方案成本低、易于配置。但當(dāng)數(shù)據(jù)量增大時(shí)，存在存儲(chǔ)介質(zhì)難管理的問(wèn)題，并且當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)存在大量數(shù)據(jù)難以及時(shí)恢復(fù)的問(wèn)題。為了解決此問(wèn)題，災(zāi)難發(fā)生時(shí)，先恢復(fù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，后恢復(fù)非關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

    3)第2級(jí)：熱備份站點(diǎn)備份。在異地建立一個(gè)熱備份點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。也就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以同步或異步方式，把主站點(diǎn)的數(shù)據(jù)備份到備份站點(diǎn)，備份站點(diǎn)一般只備份數(shù)據(jù)，不承擔(dān)業(yè)務(wù)。當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)，備份站點(diǎn)接替主站點(diǎn)的業(yè)務(wù)，從而維護(hù)業(yè)務(wù)運(yùn)行的連續(xù)性。

    4)第3級(jí)：活動(dòng)備援中心。在相隔較遠(yuǎn)的地方分別建立2個(gè)數(shù)據(jù)中心，它們都處于工作狀態(tài)，并進(jìn)行相互數(shù)據(jù)備份。當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)中心發(fā)生災(zāi)難時(shí)，另一個(gè)數(shù)據(jù)中心接替其工作任務(wù)。這種級(jí)別的備份根據(jù)實(shí)際要求和投入資金的多少，又可分為2種：①2個(gè)數(shù)據(jù)中心之間只限于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的相互備份；②2個(gè)數(shù)據(jù)中心之間互為鏡像，即零數(shù)據(jù)丟失等。零數(shù)據(jù)丟失是目前要求最高的一種容災(zāi)備份方式，它要求不管什么災(zāi)難發(fā)生，系統(tǒng)都能保證數(shù)據(jù)的安全。所以，它需要配置復(fù)雜的管理軟件和專(zhuān)用的硬件設(shè)備，需要投資相對(duì)而言是最大的，但恢復(fù)速度也是最快的。

2 容災(zāi)備份的關(guān)鍵技術(shù)

    在建立容災(zāi)備份系統(tǒng)時(shí)會(huì)涉及到多種技術(shù)，這里重點(diǎn)介紹Oracle GoldenGate數(shù)據(jù)庫(kù)同步技和HDSUSPV存儲(chǔ)復(fù)制技術(shù)。

    2．1 Oracle GoldenGate數(shù)據(jù)同步技術(shù)

    GoldenGate TDM(交易數(shù)據(jù)管理)軟件是一種基于日志的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)復(fù)制軟件，它通過(guò)解析源數(shù)據(jù)庫(kù)在線(xiàn)日志或歸檔日志獲得數(shù)據(jù)的增刪改變化，再將這些變化應(yīng)用到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)源數(shù)據(jù)庫(kù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)同步、雙活。GoldenGate TDM軟件可以在異構(gòu)的IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(包括幾乎所有常用操作系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái))之間實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)亞秒一級(jí)的實(shí)時(shí)復(fù)制。

    GoldenGate TDM的數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程如下：利用捕捉進(jìn)程(Capture Process)在源系統(tǒng)端讀取OnlineRedo Log或Archive Log，然后進(jìn)行解析，只提取其中數(shù)據(jù)的變化，如增、刪、改操作，并將相關(guān)信息轉(zhuǎn)換為GoldenGate TDM自定義的中間格式存放在隊(duì)列文件(trail file)中。再利用傳送進(jìn)程將隊(duì)列文件通過(guò)TCP／IP傳送到目標(biāo)系統(tǒng)。捕捉進(jìn)程在每次讀完Log中的數(shù)據(jù)變化并在數(shù)據(jù)傳送到目標(biāo)系統(tǒng)后，會(huì)寫(xiě)檢查點(diǎn)，記錄當(dāng)前完成捕捉的Log位置，檢查點(diǎn)的存在可以使捕捉進(jìn)程在中止并恢復(fù)后可從檢查點(diǎn)位置繼續(xù)復(fù)制；目標(biāo)系統(tǒng)接受數(shù)據(jù)變化并緩存到GoldenGate TDM隊(duì)列當(dāng)中，隊(duì)列為系列臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)變化的文件，等待投遞進(jìn)程讀取數(shù)據(jù)；

    GoldenGate TDM投遞進(jìn)程(Delivery process)從隊(duì)列中讀取數(shù)據(jù)變化并創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的SQL語(yǔ)句，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的本地接口執(zhí)行，提交到數(shù)據(jù)庫(kù)成功后更新自己的檢查點(diǎn)，記錄已經(jīng)完成復(fù)制的位置，數(shù)據(jù)的復(fù)制過(guò)程最終完成。由此可見(jiàn)，GoldenGate TDM是一種基于軟件的數(shù)據(jù)復(fù)制方式，它從數(shù)據(jù)庫(kù)的日志解析數(shù)據(jù)的變化(數(shù)據(jù)量只有日志的四分之一左右)。GoldenGate TDM將數(shù)據(jù)變化轉(zhuǎn)化為自己的格式，直接通過(guò)TCWIP網(wǎng)絡(luò)傳輸，無(wú)需依賴(lài)于數(shù)據(jù)庫(kù)自身的傳遞方式，而它可以通過(guò)高達(dá)10：l的壓縮率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，可以大大降低帶寬需求。在目標(biāo)端，GoldenGate TDM可以通過(guò)交易重組，分批加載等技術(shù)手段大大加快數(shù)據(jù)投遞的速度和效率，降低目標(biāo)系統(tǒng)的資源占用，可以在亞秒級(jí)實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的復(fù)制，而且目標(biāo)端數(shù)據(jù)庫(kù)是活動(dòng)的。

    GoldenGate具有以下關(guān)鍵特性：

    1)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)影響��；

    2)實(shí)時(shí)讀取交易日志，以低資源占用實(shí)現(xiàn)大交易量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)復(fù)制；

    3)以交易為單位復(fù)制，保證交易一致性；

    4)高性能；

    5)智能的交易重組和操作合并；

    6)使用數(shù)據(jù)庫(kù)本地接口訪(fǎng)問(wèn)；

    7)并行處理體系；

    8)靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

    9)支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多和雙向復(fù)制等；

    l0)支持?jǐn)?shù)據(jù)過(guò)濾和轉(zhuǎn)換；

    11)可以自定義基于表和行的過(guò)濾規(guī)則；

    12)可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)執(zhí)行靈活影射和變換；

    13)提供數(shù)據(jù)壓縮和加密；

    14)降低傳輸所需帶寬，提高傳輸安全性。

    2．2 HDS USPV軟件技術(shù)

    HDS通用復(fù)制軟件Universal Replicator，是基于HDS最新一代的通用存儲(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的異步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制軟件。通過(guò)HDS通用存儲(chǔ)平臺(tái)的虛擬化功能，HDS通用復(fù)制軟件可以實(shí)現(xiàn)同構(gòu)或異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制功能。

    HDS通用復(fù)制軟件采用基于磁盤(pán)日志文件的技術(shù)，可以保證遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的一致性和完整性，同時(shí)，極大地降低了存儲(chǔ)系統(tǒng)CACHE和通信鏈路帶寬的需求。它是對(duì)HDS原有的異步遠(yuǎn)程復(fù)制軟件的補(bǔ)充。

    HDS通用復(fù)制軟件的原理如圖1所示。當(dāng)服務(wù)器端發(fā)出一個(gè)寫(xiě)操作時(shí)，寫(xiě)I／0按照寫(xiě)發(fā)生的順序保存在主存儲(chǔ)系統(tǒng)的日志卷(JNL)中，遠(yuǎn)端的存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)出讀日志命令從主存儲(chǔ)系統(tǒng)的日志卷(JNL)中讀取記錄并將其寫(xiě)到本地的日志卷(JNL)中，然后將該記錄更新到本地的數(shù)據(jù)卷中。

    在異步遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制時(shí)。如何保證遠(yuǎn)端存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性是一個(gè)非常重要的課題。HDS通用復(fù)制軟件通過(guò)時(shí)間戳和順序號(hào)技術(shù)，保證了在遠(yuǎn)端的存儲(chǔ)系統(tǒng)中接收到的記錄能夠按照其寫(xiě)操作的發(fā)生順序更新到遠(yuǎn)端的存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)卷中。而這種技術(shù)已經(jīng)在日立原有的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制軟件中使用，并已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明。同時(shí)，HDS通用復(fù)制軟件還支持?jǐn)?shù)據(jù)一致性組技術(shù)，可以保證跨多數(shù)據(jù)卷的數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

    圖1 HDS通用復(fù)制軟件原理

    HDS通用復(fù)制軟件引入了拉(pull)機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的復(fù)制，使用這種技術(shù)，主存儲(chǔ)系統(tǒng)不需要特定的資源將數(shù)據(jù)推(push)到遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)中，而是遠(yuǎn)程存儲(chǔ)系統(tǒng)到本地存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)讀日志卷。這樣就解除了主存儲(chǔ)系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制的資源消耗，使得主存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源100％的服務(wù)于生產(chǎn)系統(tǒng)，從而提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。

    HDS通用復(fù)制軟件也節(jié)省了通信鏈路的帶寬需求，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制環(huán)境下，通信鏈路的帶寬需求不夠，則數(shù)據(jù)會(huì)累積在存儲(chǔ)系統(tǒng)的CACHE中，當(dāng)CACHE資源不夠時(shí)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程中斷。采用基于磁盤(pán)日志方式的通用復(fù)制軟件，可以利用磁盤(pán)日志文件緩沖對(duì)帶寬的瞬時(shí)高需求，從而可以避免由于瞬間的高帶寬需求造成的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制的掛起。

    HDS通用復(fù)制軟件也有效的解決了在數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程中的重新同步過(guò)程中的數(shù)據(jù)不一致性問(wèn)題。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)制方式下，當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路的原因造成數(shù)據(jù)不能夠復(fù)制，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制自動(dòng)掛起，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)端存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新保存在存儲(chǔ)系統(tǒng)的Bitmap表中，當(dāng)鏈路恢復(fù)后，存儲(chǔ)系統(tǒng)根據(jù)Bitmap表中的記錄信息將更新過(guò)的磁道復(fù)制到備份端的存儲(chǔ)系統(tǒng)，而在這個(gè)過(guò)程中備份端的存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性是不能保證的，這就是數(shù)據(jù)復(fù)制的重新同步問(wèn)題。由于HDS通用數(shù)據(jù)復(fù)制軟件采用基于磁盤(pán)日志的工作方式，當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路斷開(kāi)后，對(duì)數(shù)據(jù)的更新仍然按順序保存在磁盤(pán)日志中，這樣，當(dāng)鏈路恢復(fù)后，HDS的通用復(fù)制軟件仍然到生產(chǎn)端存儲(chǔ)系統(tǒng)的日志文件中讀取數(shù)據(jù)更新記錄，這樣就解決了數(shù)據(jù)的重新同步問(wèn)題。

    由于HDS通用復(fù)制軟件是基于HDS通用存儲(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程異步復(fù)制功能，由于HDS通用存儲(chǔ)平臺(tái)可以支持異構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)連接和虛擬化，所以HDS通用復(fù)制軟件可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程異步復(fù)制功能。

3 結(jié)語(yǔ)

    數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)，對(duì)于IT而言，就是為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)提供的一個(gè)能應(yīng)付各種災(zāi)難的環(huán)境。當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在遭受如火災(zāi)、水災(zāi)、地震、戰(zhàn)爭(zhēng)等不可抗拒的自然災(zāi)難以及計(jì)算機(jī)犯罪、計(jì)算機(jī)病毒、掉電、網(wǎng)絡(luò)／通信失敗、硬4牛-／軟件錯(cuò)誤和人為操作錯(cuò)誤等人為災(zāi)難時(shí)，容災(zāi)系統(tǒng)將保證用戶(hù)數(shù)據(jù)的安全性(數(shù)據(jù)容災(zāi))，甚至一個(gè)更加完善的容災(zāi)系統(tǒng)，還能提供不間斷的應(yīng)用服務(wù)(應(yīng)用容災(zāi))。可以說(shuō)，容災(zāi)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份的最高層次。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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本文標(biāo)題：數(shù)據(jù)容災(zāi)備份的等級(jí)及關(guān)鍵技術(shù)

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