应用容灾——火星舱持续数据保护
产品白皮书
2011年11月
第1章容灾与持续数据保护（CDP）
1.1容灾的概念及技术指标
容灾（Disaster Tolerance），就是在灾难发生时，在保证应用系统的数据尽量少丢失的情况下，维持系统业务的连续运行。
和容灾比较容易混淆的概念有容错和灾难恢复。容错是指在计算机系统软硬件发生故障时，保证系统能继续运行的能力，主要通过硬件冗余和错误检查等技术来实现；容灾是通过系统冗余、灾难检测和系统迁移等技术来实现。灾难恢复是指灾难发生后，系统恢复正常运行的能力；而容灾指灾难发生时保持系统不间断运行的能力。
容灾可以区分为离线式容灾（冷容灾）和在线容灾（热容灾）两种类型。
离线式容灾主要依靠备份技术来实现。首先通过备份软件将数据备份到磁带上，然后将磁带异地保存、管理。数据的备份过程可以实现自动化管理，整个方案的部署和管理比较简单，投资较少。缺点在于：系统的数据恢复较慢，备份窗口内的数据丢失严重，实时性差。对RTO（Recovery Time Objective）和RPO（Recovery Point Objective）要求较低的用户可以选择这种方式。
在线式容灾中，源数据中心和灾备中心同时工作。数据在写入源数据中心的同时，实时地被复制传送到灾备中心。在此基础上，可以在应用层进行集群管理，当生产中心遭受灾难、出现故障时，可由灾备中心自动接管并继续提供服务。应用层的管理一般由专门的软件来实现，可以代替管理员实现自动管理。在线容灾可以实现数据的实时复制，因此，数据恢复的RTO和RPO都可以满足用户的高要求。因此，数据重要性很高的用户都应选择这种方式，比如金融行业的用户等。实现这种方式的容灾需要很高的投入。
容灾备份系统按照灾难防御程度的不同，可分为数据容灾和应用容灾。数据容灾是对应用系统数据按照一定的策略进行异地容灾备份，当灾难发生时，应用系统暂时无法正常运行，必须花费一定时间从灾备中心恢复应用关键数据至本地系统以保证业务的连续性和数据的完整性，因为异地容灾备份系统只保存了灾难发生前应
用系统的备份数据，因此数据容灾可能会产生部分数据丢失。应用容灾是在异地建立一个与本地应用系统相同的备份应用系统，两个系统同步运行，当灾难发生时，异地系统会迅速接管本地系统继续业务的运行，不需要中断业务，这样使得应用系统使用者察觉不到灾难的发生。应用容灾比数据容灾防御灾难破坏能力要强，它能够更好地保持业务的连续性和数据的完整性，而数据容灾会出现业务的暂时中断，需要花费一定的时间后才能重新维持业务的连续性，并且可能产生部分数据的丢失。
从技术上看，衡量容灾系统有三个主要指标：RPO、RTO和备份窗口（Backup Window）。
1、RPO（Recovery Point Objective），即数据恢复点目标。主要指的是业务系统所能容忍的数据丢失量，在同步数据复制方式下，RPO等于数据传输时延的时间；在异步数据复制方式下，RPO基本为异步传输数据排队的时间。
2、RTO（Recovery Time Objective），即恢复时间目标。主要指的是所能容忍的业务停止服务的最长时间，也就是从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期。RTO描述了恢复过程需要花费的时间。例如：假设在时间点t1启动恢复过程并且在时间点t2完成恢复，那么RTO就等于t2-t1。RTO值越小，代表容灾系统的数据恢复能力越强。
3、Backup Window，即备份窗口。一个备份窗口指的是在不严重影响使用待备份数据的应用程序的情况下，完成一次给定备份的时间间隔，由需要备份数据的总量和处理数据的服务架构的速度来决定。为了保证备份数据的一致性，在备份过程中数据不能被更改，所以在某些情况下，备份窗口是数据和应用不可用的间隔时间。
1.2传统备份与持续数据保护技术
传统的数据备份方式有以下几方面不足：第一，备份窗口不可少，在进行数据备份时必须中断业务，这对许多需要7×24小时持续运行的应用来说是无法忍受的问题；第二，备份数据不断增长，传统方式不仅备份时间长，而且恢复过程更漫长；第三，两次备份之间产生的数据更新无法保护。
CDP（Continuous Data Protection），即连续数据保护，是一种在不影响主要数
据运行前提下，持续捕捉或跟踪目标数据所发生的任何变化，可以在数据发生任何变化时将数据有效地保护起来。最大的优势是可以对任何时间点的数据恢复。CDP 可以提供块级、文件级和应用级的备份及恢复。
CDP与快照相比的优势有以下几点：一是快照需要暂停业务系统较短的时间，而CDP能够完全保证业务的连续性；二是快照需要保存修改后的全部数据，CDP不需要，因此占用存储空间少；三是快照只能恢复到过去某个时间点的数据，CDP可以恢复到过去任意时刻的数据。
相对于传统的备份技术而言，CDP是一种质的飞跃。全球网络存储工业协会(SNIA)对CDP的定义是：一种能独立对主要数据进行持续捕捉或跟踪数据修改，并保存变化，从而实现从过去的任何非预设点恢复的方法。有人把传统的备份方式比作每天或每周对仓库中的货物进行盘点，不仅费时费力，而且对于两次盘点之间的货物变化没有办法准确得知。CDP则不同，它就像是为仓库专门配备了一名保管员，会随时记录每批货物的进出。任何人想了解每批货物的情况，只要问问保管员即可，不必亲自动手去盘点货物。CDP的最大优势就在于，它对数据的保护是连续性的，而且可以快速恢复。
第2章市场上CDP产品的问题
随着数据安全的深入人心，各种备份产品在市场上的竞争也进入了白热化阶段，这些产品既有像Symantec、BakBone等传统厂商，也有很多新兴的数据保护软硬件品牌。
几乎所有的备份厂商都推出了所谓的实时备份产品或者模块为用户提供容灾方案，这些产品和模块的功能在描述上与CDP一样，都是对数据提供持续数据保护并且可以回退到以前的任意时间点。
上面提到，衡量容灾技术的能力有连个重要指标，就是RTO和RPO。市场上大多数的实时备份或者持续数据保护产品对于用户数据的RPO都可以做到分钟级甚至更低，也就是说用户的数据被持续的进行保护，无论存储或者应用出现故障都可以做到近乎零数据丢失，这能够充分保证用户的安全。但是这些产品在RTO指标上却都没有很大突破，由于采用的还是传统的恢复操作，因此当用户选择时间点进行回
