持續性數據保護(CDP)

1.什麼是持續數據保護(CDP)?

 

    連續數據保護技術可像錄像機一般,持續記錄磁盤驅動器過去每個時間點下的狀態,因此可擺脫傳統數據保護的還原點概念,提供無限制的還原精細度。該技術打破了傳統備份週期概念,消除備份窗口束縛。

 

  2.有哪幾類部署架構?

 

  CDP有三種不同的部署架構,分別是主機端部署架構、網絡端部署架構、儲存端部署架構,三種架構都有其不同的優點,以下仔細爲你說明(見第九題答案)。

 

  3. 市場上有哪些CDP產品?

 

  目前臺灣市場上最主要的CDP產品便是DataCore Traveller、EMC RecoverPoint、IBM TSM FastBack與FalconStor CDP等4款。

 

  4.上述四款產品有哪些異同? 

 

  (1)DataCore Traveller CPR

 

  Traveller的CDP功能,是建立在DataCore SANSymphony儲存虛擬化平臺上的一種延伸應用,可爲前端服務器指定磁盤區提供連續、無還原時間點限制的還原能力。

 

  (2)EMC RecoverPoint/SE 3.0

 

  EMC RecoverPoint可分標準版與SE兩種版本,SE版是與Clariion儲存設備搭售的版本。依應用環境又可分爲針對本地端的CDP、跨廣域網絡的CRR,以及兼顧本地端與異地端的CLR三種版本,其建置架構彈性大,平臺與應用程序支持廣泛。

 

  (3)FalconStor CDP

 

  FalconStor CDP原本是複製結合快照的數據保護產品,其最新版本添加了連續數據保護功能,可連續擷取受保護磁盤的寫入I/O,並提供不受時間點限制的任意還原能力。

 

  (4)IBM TSM FastBack

 

  TSM FastBack的架構與傳統備份軟件相同,除了傳統的時間驅動排程機制外,還可提供連續數據保護(CDP)功能,提供無時間點限制的還原能力。

 

  5.持續數據保護與傳統備份機制異同?

 

  傳統的備份機制是一天產生一份複本,還原點是以「天」爲計算單位,若原始數據發生損壞,需使用複本還原時,用戶必須以「天」爲單位來選擇還原點,也將損失以「天」爲單位的數據量;磁盤快照則可每隔數小時產生一份複本,還原點可達小時等級,用戶可以小時爲單位來選擇還原時間點。

 

  而CDP產品則能持續追蹤與記錄數據的「每次」異動狀態,因此能提供無限制的還原能力,用戶可將數據還原到過去任何一個時間點,選擇的精細度甚至可達秒以下。持續數據保護(CDP)是迄今出現過還原點選擇彈性最大的數據保護產品,擺脫保護週期的既定概念。

 

  CDP 與傳統數據保護機制最大的差異,便是啓動機制的不同。備份或快照都是藉由時間點來作爲啓動作業的機制,使用者必須週期性的啓動備份或快照,以便製作複本,因此當需要還原時,數據所能回覆的狀態也會受到備份週期設定的限制,使用者只能還原到啓動備份作業的那幾個時間點。

 

  而CDP則是以系統的I/O活動來作爲啓動機制,透過持續地追蹤系統磁盤區塊的狀態,CDP可實時地捕捉並複製應用程序對磁盤區塊的每筆寫入動作,並記錄每個動作的時間,從而完整保存了系統存取變動歷程。因此這也允許使用者將數據回覆到指定的任一時間點狀態,從而完全取消了備份週期的限制。

 

  換句話說,傳統備份與快照可比擬成照相機,記錄的是數據在某個時間點下的狀態,即使多做幾次備份或快照,也只是得到數據在一個個不同時間點下的狀態;而CDP則類似攝影機的錄像,可記錄數據在過去一段時間內的「變動歷程」,用戶可像錄像倒帶一樣,任意將數據倒回任一個時間點。

 

 6.CDP必須具備哪些特性?

 

  根據SNIA的定義,CDP具備以下三個特徵:

 

        (1﹞數據的更動必須連續的被記錄與追蹤。

 

  (2)所有數據的變化歷程都被保存在與主儲存地點不同的獨立地點。

 

  (3)資料還原點(Recovery point objectives,RPO)是任意的。

 

  (1)和(3)規定的是CDP基本特性,而且必須先要有(1)的對數據異動的連續追蹤與記錄,才能達到(3)的任意還原點目的。

 

  (2)則是數據保護產品的基本要求,也就是複本必須獨立保存,而不能與主儲存放在一起,以免產生連帶損失的風險。

 

  7.CDP 會帶來哪些效益?

 

  (1)無備份窗口的自動連續數據備份

 

  不需要停機即可進行備份作業,數據的備份在系統執行存取動作時就已自動完成—數據寫入磁盤的同時,也被複制到後端,因而消除了備份窗口。除了初始的安裝設定外,後續其餘的動作均可由CDP產品自動完成,也減輕了管理人員的負擔。

 

  (2)極精細的還原選擇

 

  用戶可將指定的數據,如單一檔案、檔案夾、邏輯磁盤區(Volumn)或應用程序(如郵件、日誌文件或數據庫)回覆到過去任何一個時間點下的狀態。某些CDP產品除可讓使用者以時間點作爲還原的參照基準外,也可以依照事先定義的特殊事件標記作爲還原基準。

 

  (3)快速的還原作業

 

  由於CDP是以磁盤爲基礎的技術,執行數據複製時是以異動的檔案或者是區塊來進行,因此只需很短的時間就能完成,還原時也能快速的將數據回存到原系統中。不過快速的備份與還原並不是CDP的主要賣點,其它以磁盤爲基礎的數據保護產品如遠程複製或快照,都能達到類似的效果,因此CDP的真正價值是在於允許極精細、任意的還原點選擇方面,這是目前其它技術均辦不到的功能。

 

  8. CDP需要哪幾個組建的配合?

 

  CDP的基本原理是「複製每筆寫入數據,並附加時間標記(copy on write + time stamp)」,另外還要求複本必須獨立存放。這樣的運作原理將需要以下組件的配合:

 

  (1)獨立的複本儲存區。

 

  (2)用來監控來源端磁盤狀態,並複製任何寫入數據的處理機制。

 

  (3)將寫入數據的複本送往復本儲存區的傳輸通道。

 

  (4)爲每筆數據複本加上時間戳記的機制。

 

  其中(1)(3)是所有產品都相同的,獨立的儲存區即爲CDP系統指定的磁盤區,而數據傳輸信道則通常是FC或iSCSI的SAN。

 

  至於(4)也是所有產品都相同,每個產品架構中都會有一套負責爲數據加上時間戳記,以及設定、管理用的主控服務器。通常是由CDP系統主程序所在的服務器負責,當服務器收到前端送來的數據會,就爲每筆數據加上時間戳記,然後送到複本儲存區個別存放。

 

  因此會影響產品架構的就只有(2)—數據複製機制。

 

    9.不同的複製機制構成了哪些不同架構的產品?

 

  (1)主機端(Host-Based)

 

  在需要CDP保護的服務器上安裝代理程序(Agent),讓代理程序負責監控磁盤與複製異動數據的工作。代理程序會捕捉每一筆寫入磁盤的數據,複製一份並加上時間戳記後放入緩衝區,再透過網絡送到CDP服務器指定的儲存位置。

 

  這種架構十分類似傳統備份軟件,限制也相同,每一臺要保護的主機,都需個別安裝代理程序,而代理程序除了會影響主機的效能外,還得考慮對不同作業平臺與應用程序的兼容問題。

 

  (2)網絡端(Network-Based)

 

  即利用儲存局域網絡設備來執行復制寫入數據的動作。某些高階的SAN交換器提供了複製功能,可將前端服務器經某一個端口寫入後端磁盤的數據流,加以複製後,再送到指定的目的端磁盤區。因此CDP產品只要能支持這類SAN交換器的複製協議,如Cisco MDS 9000系列的SANTap、Brocade AP-7600B的SAS協議等,就能持續接收交換器取得的寫入數據複本,CDP產品只需再爲接收到的每筆寫入數據加上時間戳記,並個別存放即可。

 

  這種架構優點是數據復製作業與前端主機無關,無須部署代理程序,因此也沒有兼容不同應用程序或操作系統的問題。而且一臺交換器就能同時複製多臺前端主機的寫入數據,只要前端主機是透過這臺交換器存取後端磁盤區即可。

 

  但顯然的,用戶必須擁有這類SAN交換器才能享用這種架構帶來的好處,而這類SAN交換器又十分昂貴,實際上導入的用戶不多,因此能採用這種CDP部署架構的用戶也很少。

 

  (3)存儲端(Storage-Based)

 

  即利用儲存設備來執行復制寫入數據的動作。某些中高階SAN磁盤陣列,或儲存虛擬化平臺均能提供複製功能,可爲SAN環境的磁盤區建立鏡像複本。

 

  建立鏡像羣組後,磁盤陣列控制器或儲存虛擬化平臺,便會維持來源端磁盤與鏡像磁盤的一致,來源端磁盤的任何寫入數據,都會被複制到鏡像磁盤上。利用這種特性,只要CDP產品能兼容於這種磁盤陣列或儲存虛擬化平臺的複製機制,就能充當鏡像羣組中接收復本數據的目的端設備,持續接收來源端磁盤的複製複本,而CDP產品只需爲接收到的每筆寫入數據,加上時間戳記並個別存放即可。

 

  這種架構的優缺點與網絡端架構相同,均爲無代理程序架構,而限制也相同—用戶必須擁有支持鏡像機制的SAN儲存設備,且CDP產品也須能支持這種SAN儲存設備才行。

 

  10.當前的CDP產品概況

 

  過去3年來,臺灣市場上先後曾出現過至少7款CDP產品,最早的是IBM的CDP for File,接下來陸續出現DataCore Traveller、EMC RecoverPoint、CA XOsoft Enterprise Rewinder、HP的Continuous Information Capture(CIC)、FalconStor的CDP與IBM TSM FastBack。

 

  不過經過幾年的發展後,目前市場上只剩下IBM、EMC、DataCore與FalconStor等4家廠商。CA臺灣分公司大幅改組後,目前在XOsoft Enterprise Rewinder銷售代理方面的狀況仍不明朗。另外一些既有的產品也發生了變化,原來EMC第1版RecoverPoint與HP CIC同樣都是來自Mendocino的技術,但Mendocino的產品後來被證明存在一些不足,因此EMC實際銷售的RecoverPoint第2版以後產品,是改用Kashya的技術爲核心,目前已持續更新到3.0 SP1版。

 

  至於HP對CIC的態度仍然不明朗。該公司網站上仍能找到CIC產品訊息,但自從2007年4月發佈的CIC 1.4版後,已有18個月沒有後續更新。

 

  至於FalconStor CDP原本是一套複製結合快照的產品,但在今年也納入了CDP連續數據保護功能。而IBM則透過併購FilesX,取得了具備CDP功能的Xpress Restore產品線,補強了IBM原先功能有限的CDP for File。


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