CN106776140A

CN106776140A - 超容灾备恢复一体机的装置及方法

Info

Publication number: CN106776140A
Application number: CN201611191218.5A
Authority: CN
Inventors: 孙琦; 裴莹莹
Original assignee: T-Yu Information Technology (shanghai) Co Ltd
Current assignee: T-Yu Information Technology (shanghai) Co Ltd
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明涉及一种超容灾备恢复一体机的装置及方法，所述装置包括用户交换机，超容灾备恢复一体机；所述方法包括以下步骤：步骤一、将超容灾备恢复一体机加入可跟业务系统通信的网络；步骤二、将业务系统纳入保护；步骤三、超容灾备恢复一体机对所保护业务系统进行容灾备份工作；步骤四、当业务系统出现灾难时，点击超容灾备恢复一体机管理界面的“恢复”按钮，超容灾备恢复一体机即可开始恢复工作；步骤五、超容灾备恢复一体机将业务系统恢复至物理机、KVM、VMware和Openstack等多种平台。其优点表现在：缩短灾难备份和恢复的时间、降低灾难备份和恢复的操作复杂性、提高恢复的准确率和完整性、提供恢复至多种虚拟化平台。

Description

超容灾备恢复一体机的装置及方法

技术领域

本发明涉及信息系统数据和应用的备份、恢复以及虚拟化平台，尤其涉及信息系统的数据保护、远程灾备、恢复至多种平台。具体说是一种超容灾备恢复一体机的装置及方法。

背景技术

灾难恢复是指将信息系统从灾难造成的故障或瘫痪状态恢复到可正常运行状态，并将其支持的业务系统功能从灾难造成的不正常状态恢复到可接受状态。目的是减轻灾难对单位和社会带来的不良影响，保证信息系统所支持的关键业务功能在灾难发生后能及时恢复和继续运作。为了灾难恢复而对数据、数据处理系统、网络、基础设施、技术支持和运行管理进行备份的过程称为容灾。容灾是灾难恢复的基础，是围绕着灾难恢复所做的各类备份工作，灾难恢复不仅包含容灾，更注重的是业务的恢复。

现阶段，IT信息化处于高速发展阶段，信息化数据已经逐渐成为整个社会中最重要的资源之一。当有人为或自然的原因，造成信息系统数据丢失或系统运行严重故障或瘫痪时，将严重影响到系统的正常运作，所以企业迫切需要建立容灾恢复机制。

常用灾备技术手段有：

基于应用软件的灾备技术：由应用软件来实现数据的远程复制和同步。对应用软件需要一定程度的修改，并增加了整个应用软件复杂性，不仅对业务性能有影响，同时在开发之初就需加入此灾备目标。

基于数据库的灾备技术：基于数据库日志的复制实现主、备数据库的数据同步并实现二者数据一致性，仅限于数据库系统。不仅影响网络访问效率，RTO与RPO的保证依托于DBA管理员的技能。

基于主机的灾备技术：采用主机上的卷复制技术，通过IP网络实现远程的卷复制，增加主中心的主机系统的负担，同时对备份中心的主机系统具有一致性的要求。因此，在一些混合系统中的受到一定的制约。

基于智能存储系统的灾备技术：基于磁盘拷贝(复制)技术，主要应用于同城容灾。该方案的开放性比较差，不能跨不同厂家或不同系列产品，不太利于投资保护，而且对于混合系统的灾备服务仍然存在瓶颈。

虚拟化存储网关灾备技术：鉴于存储系统在异构环境和平台中受到的种种制约，使存储虚拟化技术将是解决智能存储不足之处的最好解决方法，并且技术也日臻成熟。并具有存储的开放性、混合系统灾备服务、数据的快速挖掘及多时间点数据利用等优势，将灾难恢复时间大大降低到分钟级。

然而，现有的容灾恢复系统，无论基于哪种技术手段，其重点均放在了如何备份的方式上，虽在不同程度上提供了恢复的方法，但是这些方法在操作上都异常复杂，忽视了容灾系统的用户体验，并且在扩展性、容错率、效率方面都不甚理想。

例如，如果要恢复一个运行在单一物理机的业务系统，其恢复的内容包括：计算资源、存储资源、网络资源、操作系统和应用本身。对于大部分的容灾恢复系统，只提供了操作系统和应用本身的恢复，无法提供关键的计算、存储和网络资源，并且只支持恢复至物理服务器上，无法适用于现阶段大量使用虚拟化平台的现状。

综上所述，亟需一种缩短灾难备份和恢复的时间、降低灾难备份和恢复的操作复杂性、提高恢复的准确率和完整性、提供恢复至多种虚拟化平台的超容灾备恢复一体机及方法。而关于这种超容灾备恢复一体机及方法，目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种缩短灾难备份和恢复的时间、降低灾难备份和恢复的操作复杂性、提高恢复的准确率和完整性、提供恢复至多种虚拟化平台的超容灾备恢复一体机的装置。

本发明的再一的目的是，提供一种缩短灾难备份和恢复的时间、降低灾难备份和恢复的操作复杂性、提高恢复的准确率和完整性、提供恢复至多种虚拟化平台的超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法。

本发明的另一的目的是，提供一种灾难发生时，可以通过灾备站点的超容灾备恢复一体机进行恢复操作的X86系统灾备架构。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种超容灾备恢复一体机的装置，所述装置包括用户交换机，超容灾备恢复一体机；所述的超容灾备恢复一体机支持扩展至多台；所述的用户交换机用于一体机与外部通讯；所述的超容灾备恢复一体机上装有全部的容灾保护和恢复软件，用于容灾保护和恢复。

为实现上述第二个目的，本发采取的技术方案是：

一种使用超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、将超容灾备恢复一体机加入可跟业务系统通信的网络；

步骤二、将业务系统纳入保护；

步骤三、超容灾备恢复一体机对所保护业务系统进行容灾备份工作；

步骤四、当业务系统出现灾难时，点击超容灾备恢复一体机管理界面的“恢复”按钮，超容灾备恢复一体机即可开始恢复工作；

步骤五、超容灾备恢复一体机将业务系统恢复至KVM平台。

作为一种优选的技术方案，步骤二中的“保护”为数据保护，用于实现智能快照保护和数据一致性保证，超容灾备恢复一体机容灾网关能够提供多达每个数据卷1000个，毎个数据卷在每天都有保存密度为15-30分钟的完全数据副本；超容灾备恢复一体机使用的数据库包括：Oracle、MSSQL。

作为一种优选的技术方案，步骤四中的恢复工作为系统恢复，系统恢复用于实现：一键式容灾恢复、多平台支持、本地数据中心容灾演练。

作为一种优选的技术方案，所述容灾演练的方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护；

步骤四、进行容灾演练，可以在超容灾备恢复一体机管理界面上选择特定时间点的快照，进行恢复。

作为一种优选的技术方案，在容灾演练之前，进行构建容灾云，构建容灾云的方法包括以下步骤：

步骤一、在生产站点，将超容灾备恢复一体机加入可跟业务系统通信的网络

步骤二、将业务系统纳入保护；

步骤三、在容灾站点，安装超容灾备恢复一体机；

步骤四、超容灾备恢复一体机对所保护业务系统进行容灾备份工作，并且将所备份快照传至容灾站点的超容灾备恢复一体机上；

步骤五、可在容灾站点的超容灾备恢复一体机上进行容灾演练、报表、测试、升级、大数据处理活动。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：

一种X86系统灾备架构，所述架构包含：生产站点、灾备站点、超容灾备恢复一体机、超容灾备恢复一体机代理、业务系统；所述的超容灾备一体机均安装在生产站点和灾备战点，在生产站点的业务系统和灾备站点的恢复目标系统上安装超容灾备恢复一体机代理；所述业务系统用于纳入灾备恢复一体机保护，并且对其进行备份，将数据传输至灾备站点的超容灾备恢复一体机。

作为一种优选的技术方案，对于Windows服务器版本的系统，为了保证应用IO的一致性，采用微软的影卷技术，当需要快照时，首先调用微软的影卷接口，影卷接口将通知所有支持影卷的应用进行磁盘的写入，保证IO的一致性，接着把数据增量部分同步至保护盘中，完成一次快照的过程。

本发明优点在于：

1、恢复成功率95％以上；

2、单机系统的恢复时间在2分钟之内，集群的恢复速度也在5分钟之内；

3、旁路保护，对业务系统0影响；

4、一键式全自动恢复切换；

5、大幅降低灾备演练难度；

6、分担生产系统压力；

7、灾备中心利用率大幅提高：可同时提供容灾演练、非核心业务支撑，研发测试管理、生产系统升级模拟和各类数据采集和数据展现服务；

8、灵活扩展、维护简单。

附图说明

附图1是本发明的一种超容灾备恢复一体机的装置结构示意图。

附图2是本发明的一种使用超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法流程图。

附图3是本发明的一种使用超容灾备恢复一体机进行容灾演练的方法流程图。

附图4是本发明的一种使用超容灾备恢复一体机构建容灾云的方法流程图

附图5是本发明一种X86系统灾备架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

请参照图1，图1是本发明的一种超容灾备恢复一体机的装置结构示意图。一种超容灾备恢复一体机的装置，所述装置包括用户交换机，超容灾备恢复一体机；所述的超容灾备恢复一体机支持扩展至多台；所述的用户交换机用于一体机与外部通讯；所述的超容灾备恢复一体机上装有全部的容灾保护和恢复软件，用于容灾保护和恢复。该超容灾备恢复一体机的主要参数如下：

☆.同时提供保护和恢复功能；

☆.业务系统恢复后IP不变

☆.容量保护10T以上

☆.最大可支持保护容量80T

☆.支持恢复虚拟机15台

☆.节点可扩展至20台

☆.统一操作界面

☆.一键式容灾接管体验

☆.单台服务器恢复时间30秒

☆.集群恢复时间小于2分钟

请参照图2，图2是本发明的一种使用超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法流程图。一种使用超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护；

步骤五、超容灾备恢复一体机将业务系统恢复至KVM平台。

超容灾备恢复一体机能提供一键式容灾接管，只需要轻点鼠标的加入保护按钮，即可将业务系统的主机纳入保护，完成数据备份工作。其中，步骤二中的“保护”为数据保护，用于实现智能快照保护和数据一致性保证，其具体内容如下：

1)智能快照保护

“自动连续快照功能”，实现了对多台业务系统“逻辑错误”的防范及纠错功能，对业务系统的正常运转提供有力保障。超容灾备恢复一体机容灾网关能够提供多达每个数据卷1000个自动快照点的极高水准，即保证每个数据卷在每天都有保存密度为15-30分钟的完全数据副本。高密度的映像副本可保证将系统的RPO降到最低范围。一旦发生任何一类数据丢失的错误，管理人员都可以找到最近的版本立即恢复。快照恢复与数据量无关，大数据量提取即刻可用。

2)数据一致性保证

Oracle、MSSQL等都是结构化数据库，一体机快照与这些应用程序集成或被直接调用，有相关的代理程序驱动数据库进入静止状态来做快照，来保证数据的一致性。

其中步骤四中的恢复工作为系统恢复,系统恢复用于实现：一键式容灾恢复、多平台支持、本地数据中心容灾演练；其具体内容如下：

1)一键式容灾恢复

当业务系统出现灾难时，只需要轻点鼠标的恢复按钮，即可将业务系统恢复。可以同时支持单机和集群的方式进行恢复。系统恢复后，原有业务系统的IP地址保持不变，并且使用开源的KVM虚拟化平台作为支撑。由于采用了先智云独有的容灾和存储架构，在系统恢复过程中并不需要进行拷贝或者转换的动作，所以单机系统的恢复时间在2分钟之内，集群的恢复速度也在5分钟之内。

2)多平台支持

超容恢复一体机支持将业务系统恢复至物理机、KVM、VMware和Openstack等多种平台，可以大幅度降低用户成本。

3)本地数据中心容灾演练

请参照图3，图3是本发明的一种使用超容灾备恢复一体机进行容灾演练的方法流程图。一种使用超容灾备恢复一体机进行容灾演练的方法所述方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护；

容灾演练对于一款容灾产品是否能够正确地进行数据保护是至关重要的。传统方式下，用户只能采用预案的方式，动员大量的人力、物力甚至财力进行模拟。一方面，用户需要暂停自己的业务系统，并且通常演练需要在凌晨进行；另一方面，当系统回切过程中也需要经过大量的人工介入。而超容灾备恢复一体机使用了软件定义存储的解决方案，在不影响业务系统的前提下，非常完美地解决了用户在容灾演练过程中所带来的困扰。

在容灾演练之前，需要进行构建容灾云，具体内容如下：请参照图4，图4是本发明的一种使用超容灾备恢复一体机构建容灾云的方法流程图，构建容灾云的方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护

步骤三、在容灾站点，安装超容灾备恢复一体机

步骤四、超容灾备恢复一体机对所保护业务系统进行容灾备份工作，并且将所备份快照传至容灾站点的超容灾备恢复一体机上。

步骤五、可在容灾站点的超容灾备恢复一体机上进行容灾演练、报表、测试、升级、大数据处理等活动。

请参照图5，图5是本发明一种X86系统灾备架构示意图。一种X86系统灾备架构，所述架构包含：

1、在生产和灾备站点均安装超容灾备恢复一体机；

2、在生产站点的业务系统和灾备站点的恢复目标系统上安装超容灾备恢复一体机代理；

3、将业务系统纳入灾备恢复一体机保护，并且对其进行备份；

4、将数据传输至灾备站点的超容灾备恢复一体机。

灾难发生时，可以通过灾备站点的超容灾备恢复一体机进行恢复操作

需要说明的是：

基本的保护恢复原理为：为被保护磁盘在超容一体机上创建一块等同于被保护存储的空间，采用FC或者iscsi接口方式进行挂载后，将源磁盘的内容保存在目标磁盘中。恢复过程中，针对于不同的平台，本申请采用iscsi或者NFS方式将磁盘暴露给恢复目标，之后调用计算和网络资源进行统一的恢复。

针对于不同的被保护对象，本发明采用不同的保护方式进行保护。

对于Windows服务器版本的系统，为了保证应用IO的一致性，本申请采用微软的影卷技术，当需要快照时，本申请首先调用微软的影卷接口，影卷接口将通知所有支持影卷的应用进行磁盘的写入，保证IO的一致性，接着把数据增量部分同步至保护盘中，完成一次快照的过程。

对于Linux主机，本申请采用了类似于微软的影卷方式，首先将备份的磁盘挂载至Linux主机，之后利用Copy on Write技术将新增的数据进行同步，当系统准备进行快照时，首先创建一个新的用于接受最新IO的设备，之后将旧设备的增量内容写入备份盘，删除旧的增量内容，完成一次快照的方式。

在存储层，本申请采用了Redirect on Write技术，快速进行数据增量的保存。在初始状态，假设本申请的数据由ABCD四个块组成，当进行了一次新的快照后，BC两块数据发生了变化，这时本申请不需要改变AD的数据，直接将新的B’和C’的数据进行保存，这样新的数据就变为AB’C’D数据。这样就保证了存储只在增量状态下增长，节省了存储空间。

对于VMware的保护，本申请采用调用VMware Storage API中的块改变跟踪方式，采用增量的方式进行数据保存。首先通过VMware接口获取所有需要保护的目标主机，之后通过VMware Storage API获取需要保护存储的数据，保存至磁盘中。这种方式下，不需要用户单独进行Agent的安装。

对于恢复部分，本申请分为快速恢复和完全恢复。快速恢复主要利用快照快速恢复的能力，利用View的方式将快照通过iSCSI接口进行对外提供，并且针对于不同的虚拟化平台进行适配，调用计算、网络和存储挂载接口，完成被保护主机的快速恢复。完全恢复主要利用快照的克隆技术，将数据完整的进行恢复，再将数据拷贝至用于的存储中的方式进行完整恢复，完整恢复主要用于生产系统的恢复。这样恢复的系统不会对快照数据产生依赖，能够保证数据的独立性。

本发明一旦投入应用，可以实现以下技术效果：

1、恢复成功率95％以上；

3、旁路保护，对业务系统0影响；

4、一键式全自动恢复切换；

5、大幅降低灾备演练难度；

6、分担生产系统压力；

8、灵活扩展、维护简单。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种超容灾备恢复一体机的装置，其特征在于，所述装置包括用户交换机，超容灾备恢复一体机；所述的超容灾备恢复一体机支持扩展至多台；所述的用户交换机用于一体机与外部通讯；所述的超容灾备恢复一体机上装有全部的容灾保护和恢复软件，用于容灾保护和恢复。

2.一种使用权利要求1超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护；

步骤五、超容灾备恢复一体机将业务系统恢复至KVM平台。

3.根据权利要求2所述的超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，步骤二中的“保护”为数据保护，用于实现智能快照保护和数据一致性保证，超容灾备恢复一体机容灾网关能够提供多达每个数据卷1000个，毎个数据卷在每天都有保存密度为15-30分钟的完全数据副本；超容灾备恢复一体机使用的数据库包括：Oracle、MSSQL。

4.根据权利要求2所述的超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，步骤四中的“恢复工作”为系统恢复，系统恢复用于实现：一键式容灾恢复、多平台支持、本地数据中心容灾演练。

5.根据权利要求4所述的超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，所述容灾演练的方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护；

6.根据权利要求1-5任意所述的超容灾备恢复一体机进行灾备恢复的方法，在容灾演练之前，进行构建容灾云，构建容灾云的方法包括以下步骤：

步骤二、将业务系统纳入保护；

步骤三、在容灾站点，安装超容灾备恢复一体机；

7.一种X86系统灾备架构，其特征在于，所述架构包含：生产站点、灾备站点、超容灾备恢复一体机、超容灾备恢复一体机代理、业务系统；所述的超容灾备一体机均安装在生产站点和灾备战点，在生产站点的业务系统和灾备站点的恢复目标系统上安装超容灾备恢复一体机代理；所述业务系统用于纳入灾备恢复一体机保护，并且对其进行备份，将数据传输至灾备站点的超容灾备恢复一体机。

8.根据权利要求7所述的一种X86系统灾备架构，对于Windows服务器版本的系统，为了保证应用IO的一致性，采用微软的影卷技术，当需要快照时，首先调用微软的影卷接口，影卷接口将通知所有支持影卷的应用进行磁盘的写入，保证IO的一致性，接着把数据增量部分同步至保护盘中，完成一次快照的过程。