數(shù)據(jù)復(fù)制軟件經(jīng)典的應(yīng)用場景為災(zāi)備，包括備份、容災(zāi)、演練等，用于保障用戶的數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)連續(xù)性。本文來自：?中國數(shù)據(jù)復(fù)?制行業(yè)白皮書（2022年）?。

（1）災(zāi)備的基礎(chǔ)知識

(相關(guān)資料圖)

衡量一個災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)優(yōu)秀與否，或是否符合等級保護要求的兩大關(guān)鍵指標(biāo)是恢復(fù)時間目標(biāo)（RTO）、恢復(fù)點目標(biāo)（RPO）。

恢復(fù)時間目標(biāo)（RTO）∶Recovery Time Objective，即恢復(fù)時間目標(biāo)，指的是用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)所能容忍的業(yè)務(wù)停止服務(wù)的最長時間。

恢復(fù)點目標(biāo)（RPO）∶Recovery Point Objective，即數(shù)據(jù)恢復(fù)點目標(biāo)，指的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。

根據(jù)恢復(fù)的目標(biāo)與需要的成本投入，災(zāi)備等級依次可分為數(shù)據(jù)級災(zāi)備、應(yīng)用級災(zāi)備、業(yè)務(wù)級災(zāi)備，級別越高，需要投資的費用也相應(yīng)增長。

云災(zāi)備∶狹義上，云災(zāi)備是將災(zāi)備看作一種服務(wù)，由客戶付費使用災(zāi)備服務(wù)提供商提供災(zāi)備的服務(wù)模式，行業(yè)通常稱為DRaaS，租戶通過類似于災(zāi)備計算管理平臺，按需設(shè)置容災(zāi)備份規(guī)則，實現(xiàn)對多租戶的災(zāi)備管理，確保云端數(shù)據(jù)安全。廣義上，云災(zāi)備是本地災(zāi)備的延伸拓展，容災(zāi)備份的場景可發(fā)生于云平臺，或本地與云平臺間。在云災(zāi)備的模式下，數(shù)據(jù)保護的對象和災(zāi)備的目標(biāo)端由本地系統(tǒng)轉(zhuǎn)向云端系統(tǒng)。和本地災(zāi)備相比，云災(zāi)備的傳輸環(huán)境具有帶寬窄、不穩(wěn)定等特點，對數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的壓縮能力、斷點續(xù)傳能力等提出了更高的要求。

云災(zāi)備（云容災(zāi)、云備份）提供商可以是云平臺服務(wù)商，也可以是災(zāi)備服務(wù)商。相比前者，災(zāi)備服務(wù)商在專業(yè)度、備份顆粒度、兼容性、跨平臺系統(tǒng)遷移及數(shù)據(jù)保護方面，更有優(yōu)勢。

災(zāi)備演練∶指通過假設(shè)某種災(zāi)難場景發(fā)生時，如系統(tǒng)宕機、地震、火災(zāi)等，災(zāi)備系統(tǒng)或體系是否可緊急使用，進而進行的一種主動應(yīng)急演練行為。在金融、醫(yī)療、政務(wù)等領(lǐng)域常舉行周期性的災(zāi)備演練。

業(yè)務(wù)連續(xù)性∶是災(zāi)備技術(shù)的升華概念，是一種由計劃和執(zhí)行過程組成的策略，其目的是為了保證企業(yè)包括生產(chǎn)、銷售、市場、財務(wù)、管理以及其他各種重要的功能完全在內(nèi)的運營狀況安全可用。業(yè)務(wù)連續(xù)性是覆蓋整個企業(yè)的技術(shù)以及操作方式的集合，其目的是保證企業(yè)信息流在任何時候，及任何需要的狀況下都能保持業(yè)務(wù)連續(xù)運行。

業(yè)務(wù)連續(xù)性管理（BCM）∶是一項綜合管理流程，相比災(zāi)備涉及的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層更高，BCM是企業(yè)為潛在的危機制訂的一系列響應(yīng)、業(yè)務(wù)和連續(xù)性恢復(fù)計劃，其總體目標(biāo)是為了提高企業(yè)的風(fēng)險防范能力，以有效地響應(yīng)非計劃的業(yè)務(wù)破壞并降低不良影響。如通過BCM提升自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭、國際貿(mào)易爭端、非公平性競爭打壓等等對企業(yè)經(jīng)營的影響。

（2）備份及相關(guān)知識備份∶

數(shù)據(jù)或系統(tǒng)的備份，它是容災(zāi)的基礎(chǔ)，是指為防止系統(tǒng)出現(xiàn)操作失誤或故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，而將全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)集合從應(yīng)用主機的硬盤或陣列復(fù)制到其它存儲介質(zhì)的過程。根據(jù)中國災(zāi)備行業(yè)白皮書的匯總，備份分類有多種方式。

A.按照備份時間頻率分為∶定時備份、實時備份。

定時備份∶是指有時間間隔的數(shù)據(jù)備份方式，比如一天一次，一周一次，或一個月一次，定時備份會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。

實時備份∶是指無時間間隔的數(shù)據(jù)備份方式，通過數(shù)據(jù)實時復(fù)制技術(shù)，保證主備兩端的數(shù)據(jù)讀寫一致，確保數(shù)據(jù)的丟失量最少，甚至不丟失。

持續(xù)數(shù)據(jù)保護（CDP），也稱作持續(xù)備份，是一個在任何變化發(fā)生時，能準(zhǔn)實時地備份企業(yè)數(shù)據(jù)。CDP技術(shù)是對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)備份技術(shù)的一次革命性的重大突破。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份解決方案專注在對數(shù)據(jù)的周期性備份上，因此一直伴隨有備份窗口、數(shù)據(jù)一致性以及對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響等問題。

B.按照備份數(shù)據(jù)量分為∶全量備份、增量備份、差量備份。

全量備份∶用存儲介質(zhì)對整個數(shù)據(jù)及系統(tǒng)進行完全備份。這種備份方式的好處是很直觀，容易被人理解，易恢復(fù)；缺點是在備份數(shù)據(jù)中有大量重復(fù)數(shù)據(jù)，由于需要備份的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大，因此備份所需時間較長。

增量備份∶每次備份的數(shù)據(jù)只是相當(dāng)于上一次備份后增加和修改后的數(shù)據(jù)。這種備份的優(yōu)點很明顯，重復(fù)數(shù)據(jù)少，即節(jié)省存儲空間，又縮短了備份時間。

差量備份∶是拷貝所有新產(chǎn)生或更新的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都是最近一次全量備份后產(chǎn)生或更新的。

增量備份與差量備份的區(qū)別是，增量備份判斷數(shù)據(jù)更新標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)上一次備份檢查點，而差量備份一定是依據(jù)全量備份檢查點。如沒有全量備份，就沒有差量備份。差量備份的主要目的是限制完全恢復(fù)時使用的介質(zhì)數(shù)量。

數(shù)據(jù)副本管理（Copy Data Management，CDM），是一種能節(jié)約存儲資源、有效管理數(shù)據(jù)生命周期的技術(shù)方式，包括消除不必要的重復(fù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于傳統(tǒng)備份軟件和企業(yè)應(yīng)用程序獨立運行，經(jīng)常會創(chuàng)建多個相同數(shù)據(jù)的副本，數(shù)據(jù)副本管理技術(shù)也因此得名。

目前，行業(yè)比較常見的CDM產(chǎn)品，通常采用“首次全量+永久增量”的備份方式，在系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)庫層、系統(tǒng)層等進行數(shù)據(jù)快速采集，然后根據(jù)用戶環(huán)境設(shè)置備份周期和規(guī)則，通過掛載恢復(fù)的方式，快速恢復(fù)用戶的數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)。

Image備份∶指映像級備份，Image備份可對整個文件卷進行數(shù)據(jù)塊級別備份，備份傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)塊而不是文件。這種備份不僅做全備份時效率提高，而且在增量備份時會更快。它采用快照技術(shù)來創(chuàng)建一個近似于及時的數(shù)據(jù)映像，然后對快照數(shù)據(jù)映像進行備份，對應(yīng)用的影響很小。適合文件個數(shù)在百萬量級以上的大型文件系統(tǒng)，以及更多要求恢復(fù)整個文件卷的應(yīng)用環(huán)境。

另外，傳統(tǒng)的備份非常強調(diào)兩類技術(shù)重刪和壓縮。

重刪：即重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，是一種可自動搜索重復(fù)數(shù)據(jù)，將相同數(shù)據(jù)只保留唯一的一個副本，并使用指向單一副本的指針替換掉其他重復(fù)副本，已達(dá)到消除數(shù)據(jù)冗余，降低存儲容量需求的技術(shù)。通常用于基于磁盤的備份系統(tǒng)，旨在減少存儲系統(tǒng)中使用的存儲容量。重刪技術(shù)涵蓋源端去重和宿端去重，技術(shù)分類包括相同數(shù)據(jù)的檢測技術(shù)、相似數(shù)據(jù)的檢測與編碼技術(shù)。

壓縮∶是指在不丟失信息的前提下，縮減數(shù)據(jù)量以減少存儲空間，提高其傳輸、存儲和處理效率的一種技術(shù)，或者指按照一定的算法對數(shù)據(jù)進行重新組織，減少數(shù)據(jù)的冗余和存儲的空間。壓縮可以分為無損壓縮和有損壓縮。

備份技術(shù)在不斷進步，行業(yè)應(yīng)該用發(fā)展的眼光去看待備份技術(shù)的進步，并非所有的備份技術(shù)都需要進行重刪或壓縮，例如CDP技術(shù)。

C.按照備份對象分為∶塊級備份、文件級備份、數(shù)據(jù)庫備份。

我們需要了解，什么叫做塊級、文件級。首先看物理塊與文件系統(tǒng)之間映射關(guān)系扇區(qū)->物理塊->邏輯塊->文件系統(tǒng)。

塊級是指以扇區(qū)為基礎(chǔ)，一個或連續(xù)的扇區(qū)組成一個塊，也稱為物理塊。它是在文件系統(tǒng)與塊設(shè)備（如磁盤驅(qū)動器）之間。塊級別訪問是直接通過讀寫存儲空間（磁盤、邏輯單元號Lun、文件集Volume）中的一個或者一段地址來存取數(shù)據(jù)。

文件級是指文件系統(tǒng)，單個文件可能由一個或多個邏輯塊組成，且邏輯塊之間是不連續(xù)分布。邏輯塊大于或等于物理塊整數(shù)倍。文件級別訪問是通過讀寫某個文件中的一段數(shù)據(jù)完成，如主機發(fā)出指令，需要存儲設(shè)備將C盤下A文件的前128字節(jié)進行復(fù)制。

塊級備份∶以磁盤塊為基本單位，將數(shù)據(jù)從源端復(fù)制到備端，即每次備份數(shù)據(jù)以一個扇區(qū)或多個連續(xù)扇區(qū)為單位來進行備份。

文件級備份∶以文件為基本單位，將數(shù)據(jù)以文件的形式讀出，通過文件系統(tǒng)接口調(diào)用備份到另一個介質(zhì)上。

兩者比較，相比傳統(tǒng)的文件級備份，塊級備份效率高，備份時間短，且增量備份時，只備份修改過的物理塊。而傳統(tǒng)文件級備份，首先會查找每個文件邏輯塊，其次物理塊，由于邏輯塊是分散在物理塊上，而物理塊也是分散在不同扇區(qū)上。需要一層一層往下查找，最后才完成整個文件復(fù)制。

數(shù)據(jù)庫備份∶圍繞數(shù)據(jù)庫對各種表、索引、視圖、事務(wù)日志等進行定時或?qū)崟r的備份，按照備份數(shù)據(jù)庫的大小，數(shù)據(jù)庫備份可以分為完全備份、事務(wù)日志備份、差異備份等類型。

此外，根據(jù)備份時服務(wù)器是否停機又可分為冷備、熱備、溫備按照數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)之間的距離又可以分為本地備份和異地備份，以及按照數(shù)據(jù)備份量大小及路徑所劃分的LAN（局域網(wǎng)）、LAN free 備份、Server Free 備份等等。

（3）容災(zāi)及相關(guān)知識

提到容災(zāi)，必然提到數(shù)據(jù)中心與容災(zāi)中心，以及兩地三中心。其中兩地三中心的兩地是指同城和異地，三中心是指生產(chǎn)中心、同城容災(zāi)中心、異地容災(zāi)中心，結(jié)合起來就是兩地三中心，一般是指同城雙活、容災(zāi)和異地備份技術(shù)的結(jié)合。

容災(zāi)∶是指在相隔較遠(yuǎn)的異地，建立兩套或多套功能相同的IT系統(tǒng)，互相之間可以進行健康狀態(tài)監(jiān)視和功能切換，當(dāng)一處系統(tǒng)因意外（如地震、停電、火災(zāi)、洪災(zāi)等）停止工作時，整個應(yīng)用系統(tǒng)可以切換到另一處，使得該系統(tǒng)功能可以繼續(xù)正常工作。

容災(zāi)技術(shù)是系統(tǒng)的高可用性技術(shù)的一個組成部分，容災(zāi)系統(tǒng)更加強調(diào)處理外界環(huán)境對系統(tǒng)的影響，特別是災(zāi)難性事件對整個IT節(jié)點的影響，提供節(jié)點級別的系統(tǒng)恢復(fù)功能。容災(zāi)可分為本地容災(zāi)、異地容災(zāi)、云容災(zāi)。需要注意的是，集群等確保系統(tǒng)可用性的冗余方案，不等于容災(zāi)。在行業(yè)應(yīng)用中，部分專業(yè)人士也容易混淆，導(dǎo)致集群系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)生大面積業(yè)務(wù)中斷服務(wù)的情況，給組織帶來經(jīng)濟和形象方面的損害。

滿足容災(zāi)的三個基本條件∶

一是系統(tǒng)中的部件、數(shù)據(jù)都具有冗余性，當(dāng)其中一個系統(tǒng)發(fā)生故障停止服務(wù)時，另一個系統(tǒng)能夠繼續(xù)提供服務(wù)二是兩個系統(tǒng)之間要相隔一定距離，如50公里左右，可提高容災(zāi)系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力三是容災(zāi)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)復(fù)制生命周期中，數(shù)據(jù)具備一致性、可用性和可恢復(fù)性。

從其對系統(tǒng)的保護程度區(qū)分，容災(zāi)系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)級容災(zāi)、應(yīng)用級容災(zāi)和業(yè)務(wù)級容災(zāi)。

數(shù)據(jù)級容災(zāi)∶指通過建立異地容災(zāi)中心，做數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份，在災(zāi)難發(fā)生后要確保原有的數(shù)據(jù)不會丟失或者遭到破壞。數(shù)據(jù)級容災(zāi)在發(fā)生災(zāi)難時應(yīng)用會中斷，且業(yè)務(wù)恢復(fù)的時間比較長。但是相比其他容災(zāi)級別費用比較低，而且構(gòu)建實施也相對簡單。

應(yīng)用級容災(zāi)∶指在數(shù)據(jù)級容災(zāi)基礎(chǔ)上，在異地容災(zāi)中心構(gòu)建一套相同的應(yīng)用系統(tǒng)，通過同步或異步復(fù)制技術(shù)進行數(shù)據(jù)的實時復(fù)制，保證關(guān)鍵應(yīng)用在允許的時間范圍內(nèi)恢復(fù)運行，盡可能減少故障帶來的損失，讓用戶基本感受不到故障的發(fā)生。應(yīng)用級容災(zāi)是一個復(fù)雜的IT工程，不僅涉及到各類切換技術(shù)，還會涉及到人員的調(diào)配等，所以建設(shè)和運維成本相當(dāng)高，通常只有銀行、證券等關(guān)鍵機構(gòu)因業(yè)務(wù)和監(jiān)管要求，才會進行應(yīng)用級容災(zāi)體系建設(shè)。

業(yè)務(wù)級容災(zāi)∶指所有核心業(yè)務(wù)的容災(zāi)，除了IT網(wǎng)絡(luò)設(shè)備齊全，還要求場地、電力等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善，是所有容災(zāi)等級中最高的。隨著組織數(shù)字化轉(zhuǎn)型和信息化的發(fā)展，多中心生產(chǎn)的多活模式正在成為行業(yè)趨勢，如國有大型銀行可在全國建設(shè)多個數(shù)據(jù)中心，每兩個中心互備，實現(xiàn)業(yè)務(wù)級容災(zāi)。同時，為了避免過度建設(shè)數(shù)據(jù)造成資源浪費，增加數(shù)據(jù)中心的電力負(fù)擔(dān)，對于中小銀行等機構(gòu)，資產(chǎn)規(guī)模在五千億以下的沒必要自建數(shù)據(jù)中心。

高可用∶指通過盡量縮短因日常維護操作（計劃）和突發(fā)的系統(tǒng)崩潰（非計劃）所導(dǎo)致的停機時間，以提高系統(tǒng)和應(yīng)用的可用性，是企業(yè)防止計算機系統(tǒng)因故障停機的最有效手段。

在國內(nèi)，基于高可用系統(tǒng)中的兩臺服務(wù)器的熱備（或高可用）使用較多，因此雙機熱備常被人提起。雙機熱備按工作中的切換方式分為∶ 主備方式（Active-Standby方式）和雙主方式（Active-Active方式）。

容災(zāi)與雙活區(qū)別∶雙活是系統(tǒng)冗余的范疇，容災(zāi)則包括在建立災(zāi)備系統(tǒng)時，需要涉及到多種切換技術(shù)，如SAN或NAS技術(shù)、遠(yuǎn)程鏡像技術(shù)、基于IP的SAN的互連技術(shù)、快照技術(shù)等。通常來講，容災(zāi)的建設(shè)成本要比雙活低，數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險要比雙活低。

篇幅所限，更多內(nèi)容請參看原文“中國數(shù)據(jù)復(fù)制行業(yè)白皮書（2022年）”。

關(guān)鍵詞： 增量備份 文件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)備份 數(shù)據(jù)中心