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2024-05-06 10:03 最新歷史版本 18754 1 7
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云備份

云備份不同于傳統(tǒng)備份方式。通過使用云服務(wù),用戶數(shù)據(jù)被備份在云資源上。依托云資源池,在滿足用戶備份資源需求的同時(shí),簡(jiǎn)化用戶使用難度;云備份主要使用集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等技術(shù),通過應(yīng)用軟件將網(wǎng)絡(luò)中大量不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備聚集在一起協(xié)同工作,提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份功能。

云計(jì)算的出現(xiàn)是技術(shù)和計(jì)算模式不斷發(fā)展演變的結(jié)果。云計(jì)算的基本思想可以追溯到半個(gè)世紀(jì)前。1961年,麻省理工學(xué)院教授約翰·麥卡錫提出了“計(jì)算能力”的概念,認(rèn)為計(jì)算資源可以像電力一樣按需使用;1966年,道格拉斯·帕克希爾在《計(jì)算機(jī)效用的挑戰(zhàn)》一書中詳細(xì)討論了當(dāng)今云計(jì)算的幾乎所有特征,如公共設(shè)施供應(yīng)、靈活供應(yīng)、實(shí)時(shí)供應(yīng)和“無限”供應(yīng)能力,甚至云計(jì)算的服務(wù)模式,如公共模式、私有模式、政府和社區(qū)模式。在過去的幾十年里,計(jì)算模式的發(fā)展經(jīng)歷了早期的單主機(jī)計(jì)算模式、個(gè)人計(jì)算機(jī)普及后的C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)模式和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式的變化。如今,大量軟件以服務(wù)的形式通過互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶,傳統(tǒng)的IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)逐漸不能滿足新環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求,云計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。

云存儲(chǔ)技術(shù)起源于云計(jì)算的發(fā)展。隨著云計(jì)算和高速寬帶的發(fā)展,為云存儲(chǔ)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。2004年,隨著互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入WEB2.0時(shí)代,人們對(duì)大容量、方便快捷、隨時(shí)隨地訪問的需求增加,推動(dòng)了云存儲(chǔ)服務(wù)的興起。2006年3月,亞馬遜推出了亞馬遜S3,正式開啟了云存儲(chǔ)服務(wù)。

云備份技術(shù)可以為企業(yè)提供高效、可靠、低成本的數(shù)據(jù)備份解決方案;個(gè)人用戶還可以使用云備份技術(shù)備份個(gè)人數(shù)據(jù)(如照片和文件);當(dāng)自然災(zāi)害、系統(tǒng)故障等事件導(dǎo)致企業(yè)或個(gè)人數(shù)據(jù)丟失時(shí),可以通過云備份快速恢復(fù)數(shù)據(jù),減少損失。

目錄

概念定義

云備份是指用戶使用云服務(wù)提供商和資源服務(wù)提供的數(shù)據(jù)備份來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)。云備份作為一種新的數(shù)據(jù)備份方式,為用戶提供將本地?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程備份到云端的服務(wù),具有諸多優(yōu)勢(shì)。例如,它可以基于云服務(wù)提供商的“無限”擴(kuò)展能力為用戶提供按需數(shù)據(jù)備份資源,利用多點(diǎn)云資源池滿足用戶的容災(zāi)和高可用性需求,并通過數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸提供高性能傳輸,這使云備份具有廣闊的發(fā)展前景。

發(fā)展歷史

起源

自20世紀(jì)90年代中期以來,公眾開始以各種形式使用基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,如搜索引擎(谷歌)、電子郵件(HotmailGmail)、開放發(fā)布平臺(tái)(MySpace、臉書、YouTube)和其他類型的社交媒體(Twitter、LinkedIn)。盡管這些服務(wù)以用戶為中心,但它們普及并驗(yàn)證了構(gòu)成現(xiàn)代云計(jì)算基礎(chǔ)的核心概念。

20世紀(jì)90年代末,Salesforcecom率先在企業(yè)中引入了遠(yuǎn)程服務(wù)提供的概念。2002年,Amazoncom推出了亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS)平臺(tái),這是一套面向企業(yè)的服務(wù),提供遠(yuǎn)程配置存儲(chǔ)、計(jì)算資源和業(yè)務(wù)功能。

20世紀(jì)90年代初,“網(wǎng)絡(luò)云”或“云”一詞出現(xiàn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中,但其含義與現(xiàn)在略有不同。它是指從異構(gòu)公共或半公共網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸模式中派生出來的抽象層。盡管蜂窩網(wǎng)絡(luò)也使用術(shù)語“云”,但這些網(wǎng)絡(luò)主要使用分組交換。此時(shí),聯(lián)網(wǎng)模式支持?jǐn)?shù)據(jù)從一個(gè)端點(diǎn)(本地網(wǎng)絡(luò))傳輸?shù)健霸啤保◤V域網(wǎng)),然后繼續(xù)傳遞到特定的端點(diǎn)。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)行業(yè)仍然提到“云”這個(gè)術(shù)語,所以它是相關(guān)的,并且被認(rèn)為是為效率計(jì)算奠定基礎(chǔ)的早期概念。

直到2006年,“云計(jì)算”一詞才出現(xiàn)在商業(yè)領(lǐng)域。在此期間,亞馬遜推出了其彈性計(jì)算云(EC2)服務(wù),使企業(yè)能夠通過“租賃”計(jì)算能力和處理能力來運(yùn)行其企業(yè)應(yīng)用程序。同年,Google Apps還推出了基于瀏覽器的企業(yè)應(yīng)用服務(wù)。三年后,GoogleApp引擎成為另一個(gè)里程碑。

發(fā)展

云存儲(chǔ)服務(wù)的出現(xiàn)

云存儲(chǔ)技術(shù)是在云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展過程中誕生的?;谠朴?jì)算技術(shù)的發(fā)展和寬帶業(yè)務(wù)的大幅加速,為云存儲(chǔ)的普及和發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。2004年,互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入WEB2.0時(shí)代后,人們更加關(guān)注資源分析和信息交互。這種大容量、方便快捷的存儲(chǔ)需求無疑將極大地推動(dòng)云存儲(chǔ)服務(wù)的發(fā)展和普及。2006年3月,亞馬遜推出了云存儲(chǔ)產(chǎn)品亞馬遜簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)(S3),這也正式開始了云存儲(chǔ)服務(wù)的發(fā)展。

至此,云存儲(chǔ)產(chǎn)品正式面世并提供存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)的概念得到了進(jìn)一步的推廣和認(rèn)可。云存儲(chǔ)是從云計(jì)算概念延伸和發(fā)展而來的新概念,是一種新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。與云計(jì)算類似,云存儲(chǔ)是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng),將網(wǎng)絡(luò)中大量不同類型的廉價(jià)存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集成在一起,共同提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問的系統(tǒng)。

云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展

除了上述相關(guān)技術(shù)外,云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展也不容大眾忽視。同時(shí),數(shù)據(jù)安全問題也將影響云存儲(chǔ)未來的發(fā)展方向。

受數(shù)據(jù)爆炸的驅(qū)動(dòng)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及,每個(gè)人都成為海量數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者,全球數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長(zhǎng),僅2015年就達(dá)到約8.6 zb(1ZB等于1萬億GB)。根據(jù)IDC的預(yù)測(cè),2020年全球數(shù)據(jù)量將增加到40ZB。爆炸式的數(shù)據(jù)生產(chǎn)使得人們對(duì)大容量、易擴(kuò)展、低價(jià)格的存儲(chǔ)設(shè)備有著強(qiáng)烈的需求。

巨大的存儲(chǔ)需求也刺激了云存儲(chǔ)服務(wù)的市場(chǎng)發(fā)展。根據(jù)IDC的報(bào)告,未來四年,全球云服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至442億美元,其中云存儲(chǔ)的市場(chǎng)占比將從目前的9%增長(zhǎng)至14%,其規(guī)模將接近62億美元。存儲(chǔ)市場(chǎng)是增長(zhǎng)最快的云計(jì)算服務(wù),這也意味著云存儲(chǔ)的市場(chǎng)潛力仍然巨大。國(guó)內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭都推出了相應(yīng)的云存儲(chǔ)平臺(tái),如亞馬遜的S3、谷歌的Google Drive、微軟的Windows Azure、百度云盤和360云盤等。

發(fā)展趨勢(shì)

隨著大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的刺激、數(shù)據(jù)安全技術(shù)的提高和寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,云存儲(chǔ)提供商開始積極地將各種搜索、應(yīng)用技術(shù)與云存儲(chǔ)相結(jié)合。云存儲(chǔ)技術(shù)將在數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)安全性、便攜性和數(shù)據(jù)訪問方面不斷改進(jìn)和完善。

云存儲(chǔ)不僅僅是簡(jiǎn)單的海量存儲(chǔ),更是云計(jì)算時(shí)代的一場(chǎng)存儲(chǔ)革命。隨著云存儲(chǔ)的安全性、可靠性和實(shí)用性等存儲(chǔ)技術(shù)的不斷成熟和完善,云存儲(chǔ)將為人們的生活方式和企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

形成發(fā)展

1961年,約翰·麥卡錫(JohnMcCarthy)提出了像公共事業(yè)中的水電一樣為人們提供計(jì)算能力的想法,這成為云計(jì)算的思想起源。1962年,利克利德爾提出了“星際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”的設(shè)想,進(jìn)一步推動(dòng)了計(jì)算機(jī)互聯(lián)的設(shè)想。1983年,sun公司提出了“網(wǎng)絡(luò)即計(jì)算機(jī)”的概念來描述分布式計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來的新形勢(shì),同時(shí)將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了概念上的融合。1996年,用于網(wǎng)格計(jì)算的Globus開源網(wǎng)格平臺(tái)正式推出,進(jìn)一步激活了分布式計(jì)算市場(chǎng)。1999年,馬克·安德森創(chuàng)立了Loud Cloud,這是第一個(gè)商業(yè)化的IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)),即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)平臺(tái)。

2000年,SaaS(軟件即服務(wù))開始流行。2002年,IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織批準(zhǔn)了萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的最終草案,為寬帶服務(wù)提速提供了新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2005年,亞馬遜推出亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Amazon Web Service,即現(xiàn)在的亞馬遜云服務(wù)平臺(tái))。2006年3月,亞馬遜推出了彈性計(jì)算云(EC2)服務(wù)。2006年8月9日,谷歌首席執(zhí)行官埃里克·施密特在搜索引擎大會(huì)上首次提出了“云計(jì)算”的概念。2007年,國(guó)內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛推出自己的PaaS(平臺(tái)即服務(wù)),即平臺(tái)即服務(wù)。

至此,云計(jì)算的概念正式出現(xiàn),云計(jì)算的三種服務(wù)模式也初步形成。云計(jì)算是從分布式計(jì)算、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算發(fā)展而來的。通過網(wǎng)絡(luò),龐大的計(jì)算程序被自動(dòng)分成無數(shù)個(gè)更小的子程序,然后交給由多個(gè)服務(wù)器組成的龐大系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算和分析,并將處理結(jié)果返回給用戶。通過云計(jì)算技術(shù),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商可以在幾秒鐘內(nèi)處理數(shù)千萬甚至數(shù)億條信息,并實(shí)現(xiàn)像“超級(jí)計(jì)算機(jī)”一樣強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。一般來說,云計(jì)算的“云”是互聯(lián)網(wǎng)上由服務(wù)集群組成的資源池,包括硬件資源和軟件資源,云存儲(chǔ)服務(wù)也孕育在云計(jì)算的硬件資源中,也是云計(jì)算環(huán)境的核心基礎(chǔ)設(shè)施。

理論基礎(chǔ)

云存儲(chǔ)系統(tǒng)原理:云存儲(chǔ)系統(tǒng)不是一個(gè)硬件,而是由多個(gè)組件組成的復(fù)雜系統(tǒng),包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備的公共訪問接口、訪問網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序等。作為云存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心和最重要的部分,存儲(chǔ)設(shè)備通常由以下四層組成。

存儲(chǔ)層:這一層也是云存儲(chǔ)最基礎(chǔ)的部分。關(guān)于云存儲(chǔ)的設(shè)備可以是NAS、FS設(shè)備或其他存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)層作為云存儲(chǔ)最基礎(chǔ)的部分,可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化、集中存儲(chǔ)管理、存儲(chǔ)狀態(tài)監(jiān)控、存儲(chǔ)維護(hù)升級(jí)等管理服務(wù)。

基礎(chǔ)管理:基礎(chǔ)管理層是云存儲(chǔ)中最難的部分,也是最核心的部分?;A(chǔ)管理層擁有的分布式文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和集群技術(shù)可以完全實(shí)現(xiàn)異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作,從而使整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)工作,為用戶提供高質(zhì)量的統(tǒng)一服務(wù)。基礎(chǔ)管理還具有其他服務(wù),如數(shù)據(jù)內(nèi)容分發(fā)、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)備份。因?yàn)檫@些服務(wù)是用戶直接感受到的,所以基礎(chǔ)管理的成功與否決定了云存儲(chǔ)系統(tǒng)能否成功地為用戶服務(wù)。

應(yīng)用接口層:應(yīng)用程序接口層是最靈活的部分,作為教師和姐妹之間的云存儲(chǔ)和應(yīng)用程序通信的部分。開發(fā)人員可以根據(jù)不同用戶的需求開發(fā)不同的程序界面。這一層的靈活性充分體現(xiàn)在由用戶開發(fā)不同的程序接口。同時(shí),該層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)訪問用戶認(rèn)證、權(quán)限管理等功能。

接入層:接入層直接面向用戶,用戶可以根據(jù)不同的需求訪問云存儲(chǔ)系統(tǒng)并獲得不同的服務(wù)。接入層可以提供各種服務(wù)類型和接入形式來滿足各種用戶的需求。

云備份系統(tǒng)框架:云備份不同于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份方案。它依靠云服務(wù)來實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的備份,其使用的云資源池可以按需滿足用戶的備份資源需求,簡(jiǎn)化了用戶的使用。云環(huán)境下的備份有其特殊性:首先,備份數(shù)據(jù)量大,備份頻率高;其次,服務(wù)器虛擬化對(duì)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求,共享存儲(chǔ)必須能夠?yàn)閿?shù)十臺(tái)甚至數(shù)百臺(tái)虛擬機(jī)提供數(shù)據(jù)交換能力;最后,存儲(chǔ)和物理服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)連接還需要支持無數(shù)獨(dú)立虛擬機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信。一個(gè)典型的云備份系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分,即云備份客戶端、云備份網(wǎng)絡(luò)通道和云備份資源池。

云備份客戶端:云備份客戶端有多種形式,如基于虛擬化Hypervisor的傳統(tǒng)解決方案在每個(gè)備份設(shè)備上部署的無代理備份組件和部署在用戶側(cè)的專用代理軟硬件設(shè)備。不同的客戶端形式將直接影響云備份解決方案部署和使用的復(fù)雜性。

云備份解決方案的復(fù)雜性受到云備份客戶端的影響。傳統(tǒng)備份基于代理,需要在每個(gè)要備份的節(jié)點(diǎn)上安裝備份代理軟件,這導(dǎo)致管理員維護(hù)和升級(jí)多個(gè)代理客戶端的操作非常復(fù)雜。在云環(huán)境中,虛擬機(jī)的數(shù)量和類型眾多,增加了管理難度。無代理備份無需在每個(gè)要備份的節(jié)點(diǎn)上安裝備份代理,只需在托管虛擬機(jī)的少數(shù)設(shè)備上安裝代理,從而集中管理整個(gè)數(shù)據(jù)中心的虛擬機(jī)備份并降低復(fù)雜性。

云備份網(wǎng)絡(luò)通道:根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,云備份網(wǎng)絡(luò)通道可分為數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)通道和數(shù)據(jù)中心外網(wǎng)通道兩種。前者主要用于公有云的備份服務(wù),后者主要用于混合云的備份服務(wù)。它們都有不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)施方案。

云備份網(wǎng)絡(luò)渠道包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)部和外部渠道。數(shù)據(jù)中心外的通道通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸備份數(shù)據(jù)的關(guān)鍵在于廣域網(wǎng)加速等成熟技術(shù)。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)中心中的通道。傳統(tǒng)備份服務(wù)采用主機(jī)或局域網(wǎng)架構(gòu),缺乏專門的備份網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),可能會(huì)影響業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。因此,引入了無局域網(wǎng)和無服務(wù)器架構(gòu)。無局域網(wǎng)允許將數(shù)據(jù)直接備份到SAN中的共享設(shè)備,這提高了速度,但可能會(huì)增加成本。無服務(wù)器直接在SAN中傳輸數(shù)據(jù),這減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān),但可能會(huì)導(dǎo)致兼容性和實(shí)施成本問題。這兩種基于SAN的架構(gòu)避免了對(duì)正常業(yè)務(wù)的干擾,更適合云備份服務(wù),是備份網(wǎng)絡(luò)通道的理想解決方案。

云備份資源池:由云服務(wù)提供商提供,匯集了計(jì)算和存儲(chǔ)資源,可支持多種形式的云備份服務(wù)。其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是為用戶按需提供備份資源,同時(shí)盡可能優(yōu)化用戶備份的數(shù)據(jù)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的高效備份和恢復(fù)。

云資源池是用戶數(shù)據(jù)備份的最終位置。雖然它在理論上具有無限的容量,但在實(shí)際建設(shè)中,我們?nèi)匀粦?yīng)該充分考慮如何減少備份數(shù)據(jù)的規(guī)模。一方面是因?yàn)樵骗h(huán)境下備份數(shù)據(jù)量巨大;另一方面,備份數(shù)據(jù)的保留時(shí)間更長(zhǎng)。對(duì)于一些極其重要的數(shù)據(jù),還會(huì)考慮異地?cái)?shù)據(jù)的容災(zāi)備份。在云備份資源的利用中,最基本的思想是通過權(quán)衡備份數(shù)據(jù)的大小、恢復(fù)時(shí)間的長(zhǎng)短、對(duì)主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源的占用等來選擇合適的備份策略。,以便最大限度地減少備份數(shù)據(jù)量并提供高效的備份恢復(fù)功能。

云存儲(chǔ)架構(gòu):云存儲(chǔ)架構(gòu)分為緊耦合對(duì)稱架構(gòu)和松耦合非對(duì)稱架構(gòu)。

云計(jì)算環(huán)境下的存儲(chǔ)系統(tǒng)主要采用松耦合非對(duì)稱架構(gòu)。松散耦合的非對(duì)稱架構(gòu)系統(tǒng)以不同的方式向外擴(kuò)展,在數(shù)據(jù)路徑外使用中央元數(shù)據(jù)控制服務(wù)器,通過集中控制實(shí)現(xiàn)新的擴(kuò)展級(jí)別。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)不需要處理來自網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息,而是專注于提供讀寫服務(wù)的需求:節(jié)點(diǎn)可以使用不同的存儲(chǔ)配置和品牌硬件CPU,并且還在云存儲(chǔ)系統(tǒng)中發(fā)揮作用;用戶可以通過使用虛擬化技術(shù)和硬件性能來設(shè)置和調(diào)整云存儲(chǔ):消除節(jié)點(diǎn)之間維護(hù)共享所需的狀態(tài)開銷,消除用戶計(jì)算機(jī)之間的通信需求,進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本;不同結(jié)構(gòu)硬件的匹配和混合使用使用戶能夠在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)規(guī)模下根據(jù)需求擴(kuò)展存儲(chǔ),并提供永久的數(shù)據(jù)可用性。

關(guān)鍵技術(shù)

云備份解決方案的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)需要解決存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)、數(shù)據(jù)備份技術(shù)、數(shù)據(jù)縮減技術(shù)等關(guān)鍵問題。根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求,更好地滿足云備份業(yè)務(wù)的需求。

存儲(chǔ)虛擬化技術(shù):通過虛擬技術(shù),將不同的存儲(chǔ)設(shè)備相互連接起來,將系統(tǒng)中各種不同結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備映射成一個(gè)資源池。通過虛擬存儲(chǔ)技術(shù),統(tǒng)一管理資源池,屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備的物理位置和差異化特征,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源對(duì)用戶的透明,降低相關(guān)維護(hù)成本,提高存儲(chǔ)資源利用率。

數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù):數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)是云存儲(chǔ)領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),通常通過冗余機(jī)制來實(shí)現(xiàn),在部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失的情況下,可以通過訪問冗余數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。冗余機(jī)制提高了容錯(cuò)性,但同時(shí)也增加了資源的損失,以保證數(shù)據(jù)容錯(cuò),盡可能提高資源的利用率。

數(shù)據(jù)備份技術(shù):信息時(shí)代,數(shù)據(jù)是中心,數(shù)據(jù)備份技術(shù)也很重要。數(shù)據(jù)備份技術(shù)是按照一定的要求,在一定的時(shí)間以指定的格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),以便在數(shù)據(jù)丟失、修改不正確、惡意加密等問題發(fā)生時(shí),快速準(zhǔn)確地恢復(fù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)備份技術(shù)是一種防止數(shù)據(jù)被意外事件破壞的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制,其目的是有效地重用和保護(hù)數(shù)據(jù)資源。

虛擬機(jī)備份:虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)備份是云備份的主要需求之一。由于虛擬化平臺(tái)的存在,備份操作可以通過訪問虛擬化平臺(tái)層獲得待備份節(jié)點(diǎn)需要的數(shù)據(jù),虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)可以不參與備份過程,因此不會(huì)有額外的性能損失。最直接的備份過程就是從其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間掛載虛擬機(jī)磁盤,實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的鏡像級(jí)備份。此外,常用的基于磁盤的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)包括快照和連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)(CDP)。虛擬機(jī)備份的主要挑戰(zhàn)是盡可能縮短備份窗口,并將網(wǎng)絡(luò)流量控制在合理的水平。

物理機(jī)備份:在云計(jì)算環(huán)境下,雖然虛擬機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)是主要的備份對(duì)象,但是對(duì)于一些需要安裝在物理機(jī)上的特殊應(yīng)用,比如銀行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,仍然需要備份整個(gè)物理機(jī)。在某些情況下,支持高效的物理備份是衡量云備份解決方案成功與否的關(guān)鍵。云環(huán)境下物理機(jī)備份的關(guān)鍵難點(diǎn)是如何通過統(tǒng)一的管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其與虛擬機(jī)相關(guān)的操作的統(tǒng)一管理。因此,引入集中式專用備份設(shè)備會(huì)更有效,而不需要如上所述在每個(gè)服務(wù)器中部署代理。無論是物理機(jī)的備份,還是虛擬機(jī)的備份,除了服務(wù)器本身的粒度之外,還可以更細(xì)粒度的備份服務(wù)器中安裝的應(yīng)用軟件和用戶數(shù)據(jù)。

副本:在傳統(tǒng)的備份系統(tǒng)中,磁帶被廣泛用作備份介質(zhì),具有存儲(chǔ)容量大、價(jià)格低、數(shù)據(jù)不易丟失等優(yōu)點(diǎn),但其數(shù)據(jù)串行訪問的特性導(dǎo)致性能低下。在海量數(shù)據(jù)的云環(huán)境下,磁帶無法承受并行數(shù)據(jù)讀寫的巨大壓力,會(huì)造成性能瓶頸。因此,云備份系統(tǒng)需要建立分層的數(shù)據(jù)管理機(jī)制。比如在備份的過程中,磁盤作為備份的第一存儲(chǔ)介質(zhì),磁帶作為需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)的備份存儲(chǔ)介質(zhì)。隨著存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展,利用分布式存儲(chǔ)集群構(gòu)建云備份資源池成為業(yè)界熱點(diǎn)。這種存儲(chǔ)系統(tǒng)基于通用x86服務(wù)器集群,通過部署在其上的分布式中間件,實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在各服務(wù)器上的磁盤資源的統(tǒng)一管理。支持存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的并行讀寫,具有極高的可擴(kuò)展性和性能,有效降低系統(tǒng)成本。分布式存儲(chǔ)集群將成為未來云備份系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。

云備份云備份

永久增量備份:第一次備份是完全備份,備份硬盤使用過的數(shù)據(jù)塊;后續(xù)備份是增量備份,備份自上次備份以來發(fā)生更改的數(shù)據(jù)塊。例如,一個(gè)租戶有一個(gè)100GB的云服務(wù)器,最初寫入30GB的數(shù)據(jù),然后每天添加/修改1GB的數(shù)據(jù),每天備份一次,備份七次。第一次完整備份為30GB,隨后的每次增量備份為1GB,因此總備份數(shù)據(jù)為36GB。每個(gè)備份點(diǎn)都是一個(gè)虛擬完整備份,多個(gè)備份之間存在依賴關(guān)系的數(shù)據(jù)塊通過指針?biāo)饕??;謴?fù)時(shí),租戶只需要關(guān)心要恢復(fù)數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn),選擇對(duì)應(yīng)的備份進(jìn)行恢復(fù)操作。云服務(wù)會(huì)自動(dòng)找到恢復(fù)操作所需的所有數(shù)據(jù)塊,租戶不需要關(guān)心多個(gè)備份之間的依賴關(guān)系。刪除備份數(shù)據(jù)時(shí)(手動(dòng)刪除或自動(dòng)過期),僅刪除不依賴于其他備份數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊。如果租戶刪除任何備份,不會(huì)影響使用其他備份進(jìn)行恢復(fù)。

應(yīng)用程序一致性備份:應(yīng)用一致備份是指除了同時(shí)創(chuàng)建云服務(wù)器所有數(shù)據(jù)的備份外,還觸發(fā)數(shù)據(jù)庫提交數(shù)據(jù)備份前的所有事務(wù),刷新OS內(nèi)存中的臟數(shù)據(jù),保證存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)一致。崩潰一致性備份用于恢復(fù)云服務(wù)器。數(shù)據(jù)恢復(fù)后,由于數(shù)據(jù)庫事務(wù)的一致性得不到保證,通常需要依靠數(shù)據(jù)本身的保護(hù)機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)日志回滾,才能正常啟動(dòng)數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)恢復(fù)到最接近備份時(shí)間點(diǎn)的一致狀態(tài)。與應(yīng)用一致備份進(jìn)行恢復(fù)相比,RPO(恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo),指最多可能丟失的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度)會(huì)更長(zhǎng),RTO(恢復(fù)時(shí)間目標(biāo),指從災(zāi)難發(fā)生到整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)所需的最大時(shí)間)會(huì)更長(zhǎng)。

云備份CBR支持為云服務(wù)器創(chuàng)建崩潰一致性備份或應(yīng)用程序一致性備份。當(dāng)使用應(yīng)用程序一致性備份時(shí),需要在備份目標(biāo)云主機(jī)中部署備份代理。備份流程如下:為指定的云服務(wù)器創(chuàng)建自動(dòng)備份或手動(dòng)備份;云備份CBR通知部署在云服務(wù)器的備份代理凍結(jié)數(shù)據(jù)庫,提交所有未提交的事務(wù),刷新內(nèi)存中的臟數(shù)據(jù);為云服務(wù)器下的所有云硬盤創(chuàng)建一致的快照;解凍數(shù)據(jù)庫;通過快照將云服務(wù)器的數(shù)據(jù)備份到備份存儲(chǔ)。

數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化技術(shù):目前,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量日益增長(zhǎng),這也對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)提出了更高的要求。通過使用數(shù)據(jù)縮減技術(shù),可以高效快速地處理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的無限增長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)了高可靠性、高安全性、可擴(kuò)展性等存儲(chǔ)的基本要求,滿足了海量存儲(chǔ)信息的爆炸式增長(zhǎng)趨勢(shì),在一定程度上節(jié)約了成本,提高了效率。云存儲(chǔ)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下,云計(jì)算和云存儲(chǔ)技術(shù)為IT行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。通過云存儲(chǔ)技術(shù),將網(wǎng)絡(luò)中的各種存儲(chǔ)設(shè)備匯集在一起協(xié)同工作,有效提高了工作效率,滿足了用戶的需求。

數(shù)據(jù)壓縮和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除:在云備份資源池中,除了合理使用備份策略,優(yōu)化備份數(shù)據(jù)規(guī)模外,還可以對(duì)備份數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和復(fù)制,最大限度地減少對(duì)存儲(chǔ)空間和網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用,這也是云備份系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)之一。數(shù)據(jù)壓縮是減少數(shù)據(jù)量的有效方法,壓縮比是衡量壓縮效果的重要指標(biāo)。壓縮比越高意味著壓縮效果越好,壓縮比與備份數(shù)據(jù)的類型密切相關(guān),如視頻、圖片等數(shù)據(jù),但對(duì)于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)壓縮比相對(duì)較高。

即時(shí)恢復(fù)技術(shù):即時(shí)恢復(fù)技術(shù)是指當(dāng)虛擬機(jī)宕機(jī)(丟失、不可用、發(fā)生災(zāi)難)時(shí),可以立即在備份存儲(chǔ)上恢復(fù)虛擬機(jī)的運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)連續(xù)性。隨著越來越多的重要辦公業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)服務(wù)提出更高效的在線服務(wù)要求,需要實(shí)現(xiàn)災(zāi)難發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)恢復(fù),同一臺(tái)虛擬機(jī)可以立即投入使用。目前,基于連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)(CDP)和快照等基本備份功能的即時(shí)恢復(fù)方案已經(jīng)出現(xiàn)。對(duì)于一些在重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)中流通的電子文件,可以利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)即時(shí)備份和恢復(fù),從而提高電子文件備份的安全性和有效性。

細(xì)粒度恢復(fù):這項(xiàng)技術(shù)是通過虛擬化平臺(tái)對(duì)備份的文件系統(tǒng)進(jìn)行分析,準(zhǔn)確還原單個(gè)文件級(jí)別。通常,當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí),發(fā)生概率較高的故障原因是軟故障,即只有部分?jǐn)?shù)據(jù)損壞,如單個(gè)配置文件和部分文件。如果將備份的海量數(shù)據(jù)整體恢復(fù),需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間。通過細(xì)粒度的索引指針等技術(shù)手段,在不還原整個(gè)備份數(shù)據(jù)的情況下,快速訪問指定文件或某個(gè)目錄文件,準(zhǔn)確恢復(fù)數(shù)據(jù),可以大大提高數(shù)據(jù)恢復(fù)的效率。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí),我們可以高效地遷移和恢復(fù)電子文件數(shù)據(jù),這可以減少恢復(fù)整個(gè)備份數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和備份環(huán)境的操作壓力,節(jié)省數(shù)據(jù)恢復(fù)成本,縮短業(yè)務(wù)中斷時(shí)間,盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。

技術(shù)特征

穩(wěn)定性:云備份提供商在一個(gè)完整的數(shù)據(jù)中心中,使用服務(wù)器虛擬化和應(yīng)用程序優(yōu)化數(shù)據(jù)保護(hù)來為備份數(shù)據(jù)提供更高的可靠性。同時(shí),他們還提供7X24小時(shí)監(jiān)管和設(shè)備升級(jí)、遷移、淘汰,為服務(wù)的穩(wěn)定性和可靠性提供了有力保障。

效率和成本:基于云備份服務(wù)磁盤備份、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、加密、壓縮、存儲(chǔ)虛擬化等技術(shù),為云備份帶來更高效的備份效率。備份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端,減輕了本地存儲(chǔ)資源的壓力,降低了本地資源的成本。此外,云服務(wù)商提供的備份能力采用使用付費(fèi)的模式,大大降低了使用成本和管理成本。

擴(kuò)展性:依托云備份服務(wù)商的云存儲(chǔ)技術(shù),數(shù)據(jù)的備份不再受限于固定磁盤空間,具有無限擴(kuò)展能力。

增加面積:IT資源的分配和釋放屬于橫向擴(kuò)展。資源的橫向分配也稱為向外擴(kuò)展,資源的橫向釋放也稱為向內(nèi)擴(kuò)展。水平擴(kuò)展是云環(huán)境中一種常見的擴(kuò)展形式。

垂直膨脹:當(dāng)一個(gè)現(xiàn)有的it資源被一個(gè)容量更大或更小的資源取代時(shí),這就是縱向擴(kuò)展,當(dāng)它被一個(gè)容量更大的it資源取代時(shí),這叫做縱向擴(kuò)展,當(dāng)它被一個(gè)容量更小的IT資源取代時(shí),這叫做縱向擴(kuò)展。因?yàn)榇怪睌U(kuò)展需要停機(jī)進(jìn)行更換,所以這種形式的擴(kuò)展在云環(huán)境中不太常見。通過提供IT資源池,以及為使用這些資源池而設(shè)計(jì)的工具和技術(shù),云可以根據(jù)需要或根據(jù)云用戶的直接配置,即時(shí)動(dòng)態(tài)地將IT資源分配給云用戶。這使得云用戶能夠根據(jù)處理需求的波動(dòng)和峰值自動(dòng)或手動(dòng)擴(kuò)展他們的云IT資源。類似地,當(dāng)處理需求降低時(shí),可以釋放(自動(dòng)或手動(dòng))IT資源。提供靈活和可擴(kuò)展的IT資源是云的固有和自然特性,這與上面提到的成比例的成本效益直接相關(guān)。除了自動(dòng)減少資源帶來的明顯經(jīng)濟(jì)效益,IT資源還能始終滿足和實(shí)現(xiàn)不可預(yù)知的用戶需求,這種能力避免了使用需求達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)可能出現(xiàn)的損失。

應(yīng)用場(chǎng)景

企業(yè)數(shù)據(jù)備份:云備份技術(shù)可以為企業(yè)提供高效、可靠、低成本的數(shù)據(jù)備份解決方案。通過將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中,企業(yè)可以確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性,同時(shí)降低數(shù)據(jù)備份的成本和復(fù)雜性。

個(gè)人數(shù)據(jù)備份:個(gè)人用戶也可以使用云備份技術(shù)備份個(gè)人數(shù)據(jù)(如照片、文件等。)以防止數(shù)據(jù)丟失或未經(jīng)授權(quán)的訪問。通過簡(jiǎn)單的云存儲(chǔ)服務(wù),個(gè)人用戶可以輕松備份和恢復(fù)數(shù)據(jù),而無需購買和維護(hù)昂貴的硬件設(shè)備。

災(zāi)難恢復(fù):云備份技術(shù)也可以用于災(zāi)難恢復(fù)。當(dāng)自然災(zāi)害、系統(tǒng)故障等事件導(dǎo)致企業(yè)或個(gè)人數(shù)據(jù)丟失時(shí),可以通過云備份快速恢復(fù)數(shù)據(jù),減少損失。云備份的容災(zāi)能力可以為企業(yè)和個(gè)人提供可靠的備份支持,保證業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)完整性。

被黑客或病毒攻擊:通過云備份,可以立即恢復(fù)到最后一個(gè)沒有被黑客或病毒攻擊的備份點(diǎn)。

數(shù)據(jù)被誤刪除了:通過云備份,可以立即恢復(fù)到刪除前的備份點(diǎn),找回刪除的數(shù)據(jù)。

應(yīng)用程序更新出錯(cuò):通過云備份,可以立即恢復(fù)到應(yīng)用更新前的備份點(diǎn),讓系統(tǒng)正常運(yùn)行。

云主機(jī)停機(jī)時(shí)間:通過云備份,可以立即恢復(fù)到停機(jī)前的備份點(diǎn),讓云主機(jī)重新正常啟動(dòng)。

標(biāo)簽