华为FusionSphere 8.0 虚拟化套件备份技术白皮书

华为FusionSphere 8.0虚拟化套件备份技术白皮书华为技术有限公司目 录1 备份简介11.1 云计算备份概述11.1.1 为什么需要备份11.1.2 备份系统设计原则11.1.3 备份系统的定位（与容灾的关系）31.1.4 备份系统的组成31.2 云计算备份典型需求描述41.3 FusionSphere备份方案简介52 FusionSphere备份方案介绍72.1 eBackup虚拟机备份方案72.1.1 方案概述72.1.2 适用场景92.1.3 方案组网112.1.4 方案特点122.2 用户数据备份到第三方备份服务器方案132.2.1 方案概述132.2.2 适用场景132.2.3 方案组网142.2.4 方案特点153 综述：FusionSphere备份方案对比分析164 术语17华为FusionSphere 6.5.0虚拟化套件备份技术白皮书备份技术白皮书Error! No text of specified style in document.1 备份简介1.1 云计算备份概述随着云计算的蓬勃发展，越来越多重要的计算机信息系统出现在云计算中。由于各行业的用户和企业对网络应用和数据信息的依赖日益强烈，使得突发性灾难如火灾、洪水、地震、区域电力中断或者人为破坏对整个企业的数据和业务生产会造成重大影响，如重要信息丢失、服务中断、经济损失、客户流失等。因此，为了保证云计算中计算机信息系统的业务连续性和数据可靠性，华为提供了针对云计算的备份解决方案，保证灾难发生时关键数据不丢失，系统服务尽快恢复运行。1.1.1 为什么需要备份虽然计算机技术的发展给人们的日常生活提供了很多便利，然而，人为的操作错误，系统软件或应用软件的缺陷、硬件的损毁、电脑病毒、骇客攻击、自然灾难等等诸多因素都有可能造成计算机中数据的丢失，从而给企业造成无可估量的损失。为了保护业务系统的关键业务数据，必须对这些数据进行有效的保护，并支持快速恢复。所有的备份都是为发生灾难时作恢复而准备的，一个自动备份系统的优劣标准不仅仅在于它的备份模式/备份速度等，需要慎重衡量的还有另一个标准-可恢复性。而可恢复性又有两个决定因素：恢复速度和恢复操作的简易性。1.1.2 备份系统设计原则对数据进行备份是为了保证数据的可恢复性，消除系统使用者和操作者的后顾之忧。不同的应用环境需要不同的备份解决方案，一般来说，一个完善的备份系统，需要满足以下原则：l 稳定性备份系统的主要作用是为系统提供一个数据保护的方法，其自身的稳定性和可靠性就变成了最重要的一个方面。首先，备份系统一定要与操作系统100%的兼容，其次，当事故发生时，能够快速有效地恢复数据。l 全面性在复杂的计算机网络环境中，可能会包括了各种操作平台，如Linux、Windows等，并安装了各种应用系统，如ERP、数据库、邮件系统等。 选用的备份软件，要支持各种操作系统、数据库和典型应用。l 自动化很多系统由于工作性质，对备份开始时间、备份窗口都有一定的限制。在深夜业务系统负荷轻时，适于备份，但会增加系统管理员的负担。因此，备份方案应能提供自动备份功能，并能自动管理备份介质设备。在自动备份过程中，还要有日志记录功能，并在出现异常情况时自动报警。l 高性能随着业务的不断发展，数据越来越多，更新越来越快，在休息时间来不及备份如此多的内容，在工作时间备份又会影响系统性能。这就要求在设计备份时，尽量提高数据备份的速度，保证在特定的备份窗口内完成数据的备份。 l 维持业务系统的有效性备份对业务系统的性能将会产生一定的影响，有时会很大；如何采取有效的技术手段避免备份对服务器系统、数据库系统、网络系统的影响，将是非常重要的。同时，需要保证备份系统恢复的数据是有效的，完整的。l 操作简单数据备份应用于不同领域，进行数据备份的操作人员技能也处于不同的层次。这就需要一个直观的、操作简单的图形化用户界面，缩短操作人员的学习时间，减轻操作人员的工作压力，使备份工作得以轻松地设置和完成。l 实时性有些关键性的任务是要24小时不停机运行的，在备份的时候，有一些文件可能仍然处于打开的状态。那么在进行备份的时候，要采取措施，实时地查看文件大小、进行事务跟踪，以保证正确地备份系统中的所有文件。1.1.3 备份系统的定位（与容灾的关系）数据备份的目的是保存系统的某个时间点的数据状态，可以保存多个时间点，并在需要的时候从备份系统中恢复数据，以增强数据的安全性。备份与容灾所关注的对象有所不同，备份关心数据的安全，容灾关心业务应用的安全，我们可以把备份称作是“数据保护”，而容灾称作“业务应用保护”。备份经常表现为通过备份软件使用磁带库、光盘或者NAS、云存储等等存储介质将数据进行拷贝；容灾则表现为通过高可用方案将两个站点连接起来并迅速地恢复系统。 备份与容灾有着紧密的联系。首先，在备份与容灾中都有数据保护工作，备份大多采用性能和成本都较低的存储设备，如SATA硬盘、物理带库等；容灾要求数据随时在线，一般采用性能和成本都较高的存储设备，如SAS硬盘。其次，备份是存储领域的一个基础，在一个完整的容灾方案中必然包括备份的部分；同时备份还是容灾方案的有效补充，因为容灾方案中的数据始终在线，因此存储有完全被破坏的可能，而备份提供了额外的一条防线，即使在线数据丢失也可以从备份数据中恢复。所以在灾备建设上一般有两种方案：l 方案1：只建设备份系统。通过备份系统实现数据历史状态的保存；同时如果将备份系统建在异地，还可以实现数据的异地保存，具备一定程度的容灾功能。l 方案2：建设容灾+备份系统，同时保障业务的连续性和数据的安全性。此类方案中一般只对容灾系统中的设备进行数据备份即可。1.1.4 备份系统的组成l 备份软件优秀备份软件包括加速备份、自动操作、灾难恢复等特殊功能，对于安全有效的数据备份是非常重要的。l 备份网络备份网络可以是SAN，也可以是LAN/MAN/WAN，或SANLAN/MAN/WAN混合方式，它是数据传输的通道，数据备份的效率高低与备份网络有密切关系。l 备份介质介质是数据的负载物，它的质量一定要有保证，使用质量不过关的介质无疑是拿自己的数据冒险。l 备份管理知识一个好的备份/恢复系统，除了配备有好的软硬件之外，更需要有良好的备份策略和管理规划来进行保证。对于一个复杂的系统，必须根据各种应用和业务的处理类型来分别制定具体的备份策略。但总体上来讲，一个好的备份策略，必须考虑多方面的因素。1.2 云计算备份典型需求描述备份执行需求：l 手工备份每次备份由用户手工触发进行备份。l 自动备份设置好备份策略后系统自动按时进行备份。备份类型需求：l 全备份（Full Backup）每次备份定义的所有数据，优点是恢复快，缺点是备份数据量大，需要较长时间。l 增量备份（Incremental Backup）备份自上一次备份以来更新的所有数据，优点是每次备份数据量小，缺点是恢复时需要全备份及多份增量备份。l 差量备份（或差异备份）（Differential Backup）备份自上一次全备份以来更新的所有数据，其优点是恢复时只需要全备份及一次差量备份，恢复速度较快，缺点是每次备份的数据量较多，每次都是备份自全备份以来所有更新的数据。l 合成备份（仅适用于文件）（Synthetic Backup）利用较早时期的全备份和该全备份之后的所有增量备份在备份服务器上合成一个完全备份集。合成备份有利于缩小完全备份窗口，减少备份作业对生产系统的影响时间。存储介质需求：l 磁盘备份，包括内置存储与外挂存储（NAS、SAN、盘阵等）、云存储l 磁带备份，包括物理带库和虚拟带库（VTL）l 光盘备份备份数据复制距离需求：l 本地备份数据只备份到本地备份存储中l 远程备份数据除了备份到本地外，还需要备份到异地备份存储中；这样当生产站点发生重大灾难事故时，本地的生产存储与备份存储数据可能都会丢失，此时需要从异地备份存储上恢复数据，从而保证数据不丢失。备份数据需求：l 系统数据需要备份系统数据，包括操作系统与安装的应用。在虚拟机系统盘故障时，可以使用备份数据恢复。l 用户数据只需要备份用户数据，如用户文件、数据库数据等关键数据，当这些数据被破坏或丢失时，可以恢复。1.3 FusionSphere备份方案简介FusionSphere解决方案针对不同的业务场景、应用类型、 用户规模、IT基础设施条件、投资预算，提供以下三种有针对性的备份解决方案：l 用户数据备份到第三方备份服务器（传统备份）l eBackup虚拟机备份（虚拟机备份）表1-1 FusionSphere备份方案选择方案类型 解决方案 功能特点应用场景传统备份用户数据备份到第三方备份服务器1、不要求系统卷备份；2、小量虚拟机备份需求； 3、需要针对单个VM进行恢复；4、支持物理机与虚拟机之间备份恢复需求； 5、在虚拟机内安装备份代理，开机才能备份；6、允许只针对虚拟机内部分数据进行备份服务器虚拟化；数据中心；一体机；桌面云虚拟机备份eBackup虚拟机备份1、支持系统卷的备份； 2、需要针对单个VM进行恢复；3、不需在虚拟机内安装备份代理服务器虚拟化；数据中心；一体机；桌面云2 FusionSphere备份方案介绍2.1 eBackup虚拟机备份方案 2.1.1 方案概述eBackup虚拟机备份方案，是使用华为eBackup备份服务器及备份代理，配合FusionCompute的CBT（Changed Block Tracking）及快照功能实现的虚拟机数据备份方案。eBackup通过与FusionCompute配合，对指定虚拟机或虚拟机内指定卷对象按照指定的备份策略进行备份。当虚拟机数据丢失或故障时，可使用备份的历史点数据进行恢复。数据备份的目标端可以为SAN和NAS存储。eBackup虚拟机备份方案具有以下功能特点：1、无代理备份，不需要在要备份的虚拟机内安装备份代理软件。2、支持虚拟机在线备份，不管虚拟机是开机还是关机都可进行备份。3、支持对多种生产存储上的虚拟机进行备份和恢复，包括FusionStorage与虚拟化存储。4、支持备份到SAN或NAS。5、支持Windows VSS（Volume Shadow Copy Service，卷影复制服务）应用一致性，保证备份数据可恢复。6、支持多种备份类型，包括完全备份、增量备份，并可批量备份。l 完全备份支持有效数据备份。l 增量备份功能只需备份变化数据块，减少备份数据量，降低了备份虚拟机的成本，并最大限度地缩短了备份窗口。7、支持多种恢复类型，包括恢复到新虚拟机（整机恢复）、恢复到原虚拟机（磁盘恢复）和恢复到指定虚拟机（磁盘恢复），并可批量恢复。其中恢复到新虚拟机（整机恢复）仅用于通过FusionCompute创建的虚拟机，不适用于通过VDI创建的虚拟机。8、支持多种恢复方式，包括镜像恢复、差量恢复与各种客户操作系统的细粒度文件级恢复。l 镜像恢复时，恢复的数据量与完全备份相同。l 差量恢复仅针对虚拟化存储，恢复到原虚拟机时，利用更改数据块跟踪(CBT，Changed Block Tracking)功能只需恢复从备份点到磁盘当前点之间变化的数据块，从而实现快速恢复。l 细粒度文件级恢复时，可以