火星舱数据保护系统

伴随业务需求的不断增长,当今IT系统的复杂化趋势十分明显。如何实现全方位保护IT系统,如何保障多类型数据的完整性将成为目前信息化过程中需要克服的主要难题。面对上述问题,新兴的持续数据保护(CDP)技术和传统的备份技术之间展开了一场激烈的辩论,各种厂商根据自己的技术积累而阐述各自不同的观点,由于CDP和备份技术的特点鲜明,优劣势各异,从而导致了用户的无所适从和选型障碍。CDP和备份既不是谁替代谁的技术,也不是彼此竞争的关系,而应该是相互补充的产品。当然,让用户在有限的资金预算前提下选择多种产品的确存在困难,而火星舱将使您不再纠结于此,基于独创的多维度数据保护技术(MDP)设计的火星舱将为用户IT系统提供全方位的保驾护航。

独创的多维度数据保护技术数据保护技术种类繁多特点鲜明,火星舱采用的MDP技术从数据源类型、操作系统环境、数据获取方式以及时间轴(包括恢复点目标RPO和恢复时间目标RTO)等多种维度提供保护,真正实现在单一设备上整合多种数据保护技术,是目前业界能够看到的功能最丰富并且完全自主掌握核心技术的国产产品。2

超越备份一体机火星舱除了是备份设备外还是持续数据保护设备,内置的CDP技术充分发挥了高速磁盘介质的特点,秉承当数据写入时即完成保护的原则,有效消除了备份窗口,真正实现RPO=0。同时,由于采用块同步技术,保障火星舱与源存储设备高度一致,从而实现无须恢复过程即刻挂载,甚至到达RTO=0。

●

火星舱CDP基于带外方式写入数据,实现火星舱与生产存储的完全实时同步。

采用先进的写入队列缓冲技术,从根本上保证了不影响生产存储的性能。

整个数据处理过程都在“内核态”实现,与“用户态”实现的产品相比,效率至少高出一倍。

针对每个I/O写入进行记录,无限制的历史记录点,可以恢复至任意I/O记录点,达到真正的持续数据保护。

支持在不停保护的情况下,将多个快照/记录点数据挂载到不同主机或者虚拟机,可读可写。在不影响主存储的情况下,用于灾备演练、数据分析和测试等用途。●●●●●

支持回滚至任意历史记录点挂载,当被保护存储设备发生故障时直接接替使用。

采用一致性组管理方式。当应用数据使用多个磁盘卷组时,可以实现恢复时间点记录的同步。

采用数据一致性专利技术,与应用软件相结合,保证Oracle、SQL Server等复杂应用环境数据的有效恢复。

支持本地复制,以及到任一台火星舱的远程复制,可建立两地三中心容灾体系,满足用户法规遵从及灾备需求。●●●3

超越CDP没有一种技术能够适合所有场景,在今天的数据保护领域,不断改进的传统备份技术仍然有着顽强的生命力。火星舱作为一款研发超过十年的成熟备份设备,在集群架构备份、复杂环境数据保护、磁带介质保存、数据离线保护、重复数据删除等众多场景中依然扮演着无可替代的重要角色。●

火星舱支持针对Unix、Linux和Windows操作系统上的众多数据库和文件的备份和恢复,同时支持众多操作系统和主机虚拟化环境的备份和恢复,为用户提供完整的数据保护体验。

在Linux和Windows平台,火星舱不限客户端接入数量,不限数据库、文件、操作系统、虚拟机等数据的备份。针对Unix平台,用户亦可单独选购相应的备份代理,最大程度降低用户TCO。

火星舱提供多款型号硬件产品,均内置大容量企业级硬盘,支持多种RAID 保护及全局热备技术。

火星舱支持FC、iSCSI等连接方式,具备LAN-Free数据保护的能力。

除个别型号入门产品外,火星舱均内置虚拟磁带库(VTL)功能,同时提供无限数量的数据迁移器使用授权,帮助用户实现LAN-Free高性能备份。

火星舱(部分型号除外)支持外接磁带库功能,通过D2D2T技术帮助用户实现数据离线保护需求,在法规遵从方面可以为用户提供重要帮助。

实时重复数据删除功能可有效减少磁盘空间占用,亦可大幅降低远程传输带宽需求。

任意多台火星舱之间均可实现具有专利技术的远程备份功能,通过该技术可以帮助用户完成异地容灾、离线保存、多点数据汇聚等需求。而且该功能并不需要额外付费,唯一的限制将仅是设备的容量。●●●●●●●4

简于器而智于道易经中有“形而上者谓之道,形而下者谓之器”的精辟阐述,而火星舱的设计正是秉承着“简于器而智于道”的基本理念,为用户提供基于简洁的一体化设备平台上的多维度智能数据保护。简于器——火星舱支持的多种数据保护功能,包括CDP、备份、VTL等,可同时良好运行于一台设备上;这种设计能够显著降低用户灾备方面的TCO(总体拥有成本),并能够从单一界面中统一管理,降低部署和运维的复杂性。智于道——火星舱多维度数据保护系统,结合多种先进技术,实现了对各种操作系统、应用数据类型的全面优化保护。底层磁盘卷组管理为不同数据保护模式提供基础,对主机的呈现形式可以有SAN、NAS和VTL设备等多种存储分区,实现资源池化配置。●

同时内置CDP、备份和磁盘存储功能,构建专业的数据保护系统。

采用自主研发基于UNIX内核的专用存储操作系统,集中的磁盘卷组管理功能可以针对整个设备设置RAID级别,乃至支持不同转速磁盘混插,并划分不同的容量来支持CDP、备份存储等用途。

集数据保护、磁盘卷组管理、重复数据删除、FC/iSCSI虚拟磁带库等功能于一身。

网络管理可以分配不同的光纤通道、以太网等接口用于各种功能,以进一步保证火星舱有足够的资源来同时执行多种数据保护。

作为国产自主产品,完美支持国产数据库和国产操作系统。

内置双系统电子盘保障火星舱从物理和逻辑故障中快速恢复。

整合的一体化设备减少系统集成的复杂性,消除了兼容性问题。●●●●●●5

易用性新体验影子副本即时挂载,多重用途在新版火星舱数据保护系统5.0中,我们利用影子副本(Shadow Copy)即时挂载技术,可以在不停止CDP保护的情况下,直接将多个历史快照/记录点数据状态瞬间挂载到不同主机或者虚拟机,可以与CDP磁盘组同时读写访问、分别回滚。影子副本带来的好处是毋庸置疑的,它极大地改善了火星舱CDP的易用性,包括灾备演练、恢复、测试和数据再利用的体验,并简化操作步骤。相当于可以将不同时间点的快照数据,虚拟生成若干个磁盘组,就像真实的多个LUN来使用,并在此基础上支持无限I/O记录回滚,以方便查询最符合要求的数据用于恢复。当我们不再需要这些数据挂载点时,可以随时删除,不会影响到原有CDP任务保护的数据。在“影子卷”上产生的增量变化数据不被保留,占用的磁盘空间将释放会存储池。如果选择将CDP卷组先进行设备上或者设备间的复制,当副本数据独立存放于单独的RAID磁盘,此时再使用影子副本功能,适用于高I/O负载的业务(比如交易频繁的数据库),同时保持不停止保护和复制。一机多用用于异地容灾的火星舱,可以作为CDP的远程复制目标,也可以作为火星舱统一备份功能的数据接收点,以及VTL等设备的远程复制保护。一对多、多对一一台火星舱上的数据可以远程复制到异地多台火星舱;而位于不同地点多台火星舱上的数据也可以集中复制到一台火星舱。在位于灾备站点的火星舱CDP远程复制目标上,同样可以利用到影子副本功能带来的好处。火星舱异构远程复制,降低TCO在火星舱数据保护系统5.0的Web管理界面中,任何一台带有存储功能的火星舱(支持FC或者iSCSI)都可以作为复制目标。写入到远程火星舱的数据,可以进行回滚、挂载和恢复等操作。这项支持的意义在于:为了部署CDP远程复制,异地保护设备的成本可以大幅降低。如此一来,将大大提高CDP远程容灾方案的性价比,特别是在一对多复制的情况下。6

技术亮点火星舱CDP实现了“零”数据丢失;对生产存储性能“零”影响;以I/O记录为单位,无限数量、任意时间点的恢复;各种数据库、文件系统的数据一致性等等。革新的高性能数据保护机制针对存储高性能要求的应用场景,使用持续数据保护通常会对应用系统性能产生影响。火星舱采用多项创新的优化技术,保障对应用系统性能产生的影响降到“零”。首先,火星舱根据持续数据保护的应用特点,采用独特的大容量高速缓存和SSD多级缓存架构来提高写入性能,充分利用多核处理器技术,配合先进的并行队列处理算法,将CDP对生产存储性能的影响降到最低。其次,火星舱从数据接收到写入磁盘的整个处理过程都在内核态实现,与用户态处理模式相比计算效率至少提高一倍。此外,火星舱使用的自主研发基于UNIX内核的专用存储操作系统,集成了磁盘卷组管理、高效RAID和快写条带等技术保证了数据的安全性和性能。无风险的带外同步写入火星舱CDP在不改变原有系统存储架构的基础上,于被保护主机安装分流器,不影响原有数据存储操作,以带外(Out-of-Band)方式镜像写入数据,实现火星舱与应用数据存储的完全同步,避免了带内(In-Band)方式单点故障所带来的风险。同时,使用分流器也可以实现对服务器内置存储的持续数据保护,包括操作系统和数据卷的保护,支持通过FC及iSCSI协议进行SAN Boot,达到立即恢复应用系统的目的。如上图,分流器在这里的作用是:写入生产存储块设备中的数据,被同时写入到火星舱中一份,并生成每个I/O的记录点和应用一致性快照,以达到真正的RPO=0。7

技术亮点无限制记录点,轻松应对“渐进性”数据损坏火星舱CDP严格按照存储I/O的写入顺序进行记录,记录数量无限制,可以选择任意的历史记录点进行回滚,将生产数据恢复到任意时间点的状态。具有专利的一致性快照技术,与数据库结合更好针对某些应用(如Oracle数据库等),并不是每个I/O记录的状态都是应用数据的一致性点,而非一致性状态有可能造成事务的非正常中断,影响数据正确性,重则破坏数据库,造成数据丢失。火星舱采用数据一致性专利技术(专利号:ZL

2011 1 0270306.5、2.6),专门开发了与应用软件相结合的数据一致性代理程序,生成数据一致性快照恢复点。既能够实现单个I/O记录操作的精细颗粒度,又最大限度保证了复杂应用环境下数据的有效恢复。火星舱CDP的数据库一致性技术,属于被动快照记录点。传统的主动式快照/备份一致性代理,在生成快照点之前需要通知数据库将内存中的临时数据(dirty

data)写盘,会影响数据库性能,特别是频繁快照时影响更大。而火星舱CDP的被动式快照生成机制对性能没有影响。可靠的数据存储技术●

松耦合的存储结构设计,系统卷损坏不会造成数据卷数据丢失;

独特的重载(Reload)技术,确保系统故障后的快速恢复;

与位置无关的磁盘卷组,故障硬件更换不受限制,只要冗余卷组不坏,则保证数据不丢失;

可设置全局热备盘与RAID 0/1/5/6/50/60/TP等多重RAID保护技术,快速重建,最大限度的保证数据存储安全。●●●8

技术架构 分流器>截取主机写操作(块级别),主机每次对被保护磁盘的写操作均被镜像写入到火星舱>镜像数据写入过程在主机的主存储读写路径之外 数据卷>在火星舱上保存主机分流器写入的所有数据 记录卷和一致性代理>在火星舱上保存主机分流器写入的I/O记录>根据应用特点,通过一致性代理保存应用数据一致性快照>使数据能够快速恢复到任意I/O记录 支持异构环境>单台火星舱可以保护多个主机应用数据和存储>支持被保护主机不同的存储连接方式>支持Unix、Linux、Windows等各种主流系统平台 远程容灾单台火星舱中的数据可以复制到远程多台火星舱多台火星舱中的数据可以集中复制到一台火星舱9

恢复过程I/O记录和快照数据回滚恢复、测试当生产数据出现由于物理或者逻辑原因导致的丢失时,火星舱通过数据回滚和反向同步操作,可以将生产数据恢复到任意历史I/O记录点和一致性快照。在主机端能够随时挂载磁盘快照并浏览内容,加载数据库系统进行恢复验证。利用SAN Boot技术快速恢复中断的业务系统在应用系统盘故障,系统无法启动时,通过FC或iSCSI连接到火星舱,使用火星舱的SAN Boot功能,能够立即使应用服务器重新开机。无需重新安装即可恢复操作系统正常运行,启动后还可以将火星舱的数据恢复到原有操作系统盘。挂载影子副本,不停保护进行对象级恢复火星舱的影子副本挂载,可以像单独的CDP数据卷那样进行读、写访问。除了进行整个被保护磁盘的恢复之外,还可以适用于单个文件、数据库表和记录级别的恢复——而无需反向同步的过程,能够大大减少恢复时间。10

优势体现开放架构 全面兼容●

无中断快速部署,无需改变现有IT架构,消除风险

不受存储设备品牌/技术限制,支持异构存储复制

与存储架构无关,实现服务器内置硬盘、DAS、FC SAN、IP SAN设备的全面保护

与应用无关,实现结构化数据与非结构化数据的全面保护●●●实时复制 高效容灾●

实时复制,无备份窗口概念,不消耗主机资源

最小I/O记录级颗粒度的历史数据恢复能力,满足用户对RTO、PRO的严格要求●物理/虚拟环境 随时验证及演练●

轻松验证灾备数据,随时进行容灾演练

支持通过火星舱内置的虚拟机来挂载用户数据,可快速恢复应用环境,最大限度降低容灾成本●瞬间恢复应用 数据“零”丢失●

本地实时复制,火星舱应对故障的RPO可达毫秒级

本地快速恢复,火星舱应对故障的RTO可达毫秒级(部分情况下)

任何故障的恢复,包括历史数据丢失、删除的快速恢复

实时远程容灾复制,大幅度提高RPO为秒级(带宽允许时)

灾备系统快速恢复,大幅度提高RTO为分钟级●●●●11

不只是简单集成在一体化备份领域,传统硬件厂商通常欠缺软件核心竞争力;而备份软件厂商大多对硬件的理解和掌控不足,因此许多产品还停留在简单拼凑的层面,无法做到深度的融合。火星舱数据保护系统则完全不同,按照IDC的分类定义,它是一款多功能的备份存储设备(PBBA)。火星舱内嵌自主研发基于UNIX内核的专用存储操作系统,避免了传统厂商采用的硬盘或SSD加上Windows操作系统的模式,无需占用存储设备的硬盘安装位,并最大程度地保证了可靠性和安全性。量身打造专为中小企业量身打造的统一备份解决方案,支持Windows和Linux下的多种数据库包括Oracle RAC、邮件服务器、操作系统、以及文件等各种类型数据源,同时可实现LAN-Free、驱动器共享、D2D2T等企业级的备份功能,为用户提供更加全面、高效的保护。超大硬盘容量某些国外备份一体机厂商使用的4块硬盘(RAID 5)或8块硬盘(RAID 6),其实际容量不超过8TB。火星舱数据保护系统采用RAID 5/6和全局热备盘的配置,容量可达15-48TB或者更高,同时提供了更好的容错和可靠性。虚拟带库功能底层磁盘阵列技术大多数备份一体机的磁盘存储池是由服务器上的RAID卡来控制和保护的,而火星舱则基于专为磁盘阵列优化的存储操作系统。通过底层存储空间虚拟化技术,在RAID故障时只需要重建用户写入数据的容量范围,而不用重建整个硬盘,在大多数情况下能够显著节约时间,并减少对正常数据备份的影响。独特的“快写条带技术”把多个数据批量顺序写入硬盘,大幅提高了性能。火星舱数据保护系统支持虚拟磁带库(VTL)功能,可以直接作为一个带有重复数据删除的磁盘虚拟磁带设备来使用,尤其在FC SAN、IP SAN存储网络环境中,支持LAN-Free备份,可大幅度提高备份效率。双重系统防护目前大部分的备份一体机产品采用硬盘或SSD RAID 1的方式来保护操作系统,这样做的好处是能够应对物理驱动器故障,却无法从严重的逻辑错误中恢复,比如病毒感染、系统崩溃等。火星舱数据保护系统则支持以闪存为介质的双存储系统盘,无论发生任何系统故障,仅需从后备系统盘启动并利用重载功能,火星舱即可恢复正常。12

简化架构、消除附加成本火星舱数据保护系统将备份服务器、介质服务器、虚拟磁带库、支持重复数据删除的磁盘存储及配套相关软件均集成到一套设备上,在降低用户备份总体拥有成本的同时,减少了系统集成的复杂性。特别针对国内用户的需求特点提供“交钥匙”解决方案,用户不必联系多家供应商来解决售后服务问题,而且不存在多个产品兼容性和故障判断方面的困扰,大大简化了后期运维的难度。与传统备份软件按照不同数据库/应用/文件代理、客户端数量来购买许可证的方式不同,火星舱数据保护系统不限被保护主机的数量,各种数据库、操作系统、文件备份代理全部免费。高级功能基于SAN环境的共享备份通过配置光纤传输的数据迁移器,将备份数据直接写入火星舱自带的虚拟磁带库或者物理磁带设备中,实现FC SAN或IP SAN环境下的LAN-Free方式的数据备份,即数据流直接从备份源点经过光纤交换机写入到目标存储介质,进而实现高速备份。VMware服务器亦可作为SAN中的备份主机,实现LAN-Free方式的端到端虚拟机备份。重复数据删除和压缩重复数据删除作为目前的热门存储技术,被广泛应用于虚拟磁带库和备份类产品中,其对于存储容量的优化和消除冗余数据方面的优势十分明显。由于重复数据删除实质上就是“用计算能力换取存储空间”的技术,火星舱数据保护系统很好地实现了平衡性能和存储容量之间的关系。火星舱采用目标端线内(In-line)重复数据删除方式,数据写入存储系统同时执行消重, 因此实际写入的数据即为重删后的数据。无需额外的临时计算存储空间,也不会对数据源点产生计算压力,并且支持本地磁盘、VTL等多种设备形态。在经常进行全备份的环境中应用重复数据删除技术,通常可将存储的数据缩减为原来的1/20甚至更好的效果。13

高级功能具备专利的远程容灾技术火星舱数据保护系统提供远程容灾备份功能,且无需单独付费。采用内嵌远程数据容灾专利技术,可选择定时和实时两种技术来实现远程数据保护功能。在定时模式下,可自主选择复制时间间隔;在实时模式下,可实现两台火星舱之间的数据完全一致。火星舱数据保护系统支持一对一、多对一、一对多、多对多的不同广域网容灾范围。采用数据压缩、断点续传、流量控制和双向缓冲技术,以及重复数据删除,减少网络通信流量90%,提高了数据传输的稳定性和效率。物理位置分离的两台、多台火星舱可以相互容灾备份,一旦灾难发生,在异地火星舱上的数据备份并不会受到波及,确保数据安全。离线数据保护,实现法规遵从在《2009年信息安全等级保护工作内容及具体要求》中,明确提出,第三级的备份和恢复中,备份介质场外存放。目前,常见的备份媒介主要包括磁带、磁盘等,磁带备份以其高容量、低成本的优势,且拥有场外存放等特点,因此成为了备份工作必不可少的介质。火星舱数据保护系统能够支持磁盘到磁盘到磁带(D2D2T)方式的备份,可以实现将内部磁盘存储中的数据备份至物理磁带库中,满足备份数据离线保存的需求。另外,火星舱连接物理磁带库,还可以使用LAN-Free方式通过SAN网络直接高速备份数据。恢复测试和灾备演练火星舱数据保护系统支持建立备份容灾的物理机或者虚拟机。该功能还可以用于恢复测试和灾备演练,随时验证备份数据的有效性。14

产品规格与支持列表硬件配置

内存

磁盘

SSD缓存

网络

FC光纤

外接SAS

硬盘扩展柜

A款

32GB

5块3TB

7.2K SATA

510W电源

(可升级至冗余电源)

B款

8块3TB

7.2K SATA

C款

2 x 64位四核处理器

64GB

16块3TB

7.2K SATA

可连接JBOD扩展柜

D款2 x 64位八核处理器256GB16块600GB

15K SAS

可连接JBOD扩展柜4个CPU 64位四核处理器

双端口1Gb/s以太网,可选10Gb/s以太网卡双端口8Gb/s FC 双端口8Gb/s FC,可扩充 支持8个 可选6Gb/s miniSAS SFF-8088尺寸 2U机架式(高x宽x深) 88x430x660 mm 3U机架式(高x宽x深) 132x430x660 mm电源

500W(1+1) 750W (1+1)

冗余电源 冗余电源配套线缆 国标电源电缆支持操作系统、数据库/应用简表 项目

类别/厂商

UNIX

Linux

Windows

软件名称AIX

Solaris

HP-UX麒麟Linux

Red Hat

SUSE

CentOS

Oracle Linux

Debian

UbuntuWindows Server 2003

Windows Server 2008

Windows Server 2012

项目

类别/厂商

甲骨文

微软

SAP

软件名称Oracle (含ASM, RAC支持)

MySQLSQL Server

Exchange ServerSybase ASE

Sybase IQDB2

Lotus

Informix人大金仓KingBase

武汉达梦DM

南大通用GBase

神舟OSCAR

TSR等

操作系统

数据库

IBM

国产数据库

15