云海麒麟應(yīng)用容災(zāi)系統(tǒng)（KIRIN CDP）是一套基于連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)的在線容災(zāi)系統(tǒng)，是集持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)備份、應(yīng)急接管、容災(zāi)資源管理、容災(zāi)體系管理為一體的災(zāi)難恢復(fù)平臺。

廣泛應(yīng)用于各類型應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的不間斷保護(hù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份和業(yè)務(wù)應(yīng)急接管，保障各業(yè)務(wù)系統(tǒng)持續(xù)對外提供服務(wù)。

術(shù)語釋義

CDP：持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)，通過在操作系統(tǒng)核心層中植入文件過濾驅(qū)動(dòng)程序，來實(shí)時(shí)捕獲所有文件訪問操作。對于需要CDP連續(xù)備份保護(hù)的文件，當(dāng)CDP管理模塊經(jīng)由文件過濾驅(qū)動(dòng)攔截到其改寫操作時(shí)，則預(yù)先將文件數(shù)據(jù)變化部分連同當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間戳（System Time Stamp）一起自動(dòng)備份到CDP存儲體。從理論上說，任何一次的文件數(shù)據(jù)變化都會被自動(dòng)記錄，因而稱之為持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)。

VPC：虛擬數(shù)據(jù)中心，是擁有獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)管理能力的一套私有網(wǎng)絡(luò)空間，在本產(chǎn)品中，主要用于災(zāi)難恢復(fù)演練等功能獨(dú)立使用，使用該技術(shù)避免在演練過程中對生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)造成額外影響。

KVM：Kernel-based Virtual Machine，是 Linux下x86 硬件平臺上的全功能虛擬化解決方案，包含一個(gè)可加載的內(nèi)核模塊 kvm.ko 提供和虛擬化核心架構(gòu)和處理器規(guī)范模塊。

多租戶：多租戶簡單來說是指一個(gè)單獨(dú)的實(shí)例可以為多個(gè)組織服務(wù)。多租戶技術(shù)為共用的數(shù)據(jù)中心內(nèi)如何以單一系統(tǒng)架構(gòu)與服務(wù)提供多數(shù)客戶端相同甚至可定制化的服務(wù)，并且仍然可以保障客戶的數(shù)據(jù)隔離。一個(gè)支持多租戶技術(shù)的系統(tǒng)需要在設(shè)計(jì)上對它的數(shù)據(jù)和配置進(jìn)行虛擬分區(qū)，從而使系統(tǒng)的每個(gè)租戶或稱組織都能夠使用一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)實(shí)例，并且每個(gè)租戶都可以根據(jù)自己的需求對租用的系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)行個(gè)性化配置。

業(yè)務(wù)保護(hù)技術(shù)

針對于核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，KIRIN CDP平臺提供連續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)制和應(yīng)急接管能力。

連續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)制以實(shí)時(shí)的方式把數(shù)據(jù)從源系統(tǒng)復(fù)制到KIRIN CDP平臺的存儲資源池，對源系統(tǒng)整機(jī)進(jìn)行保護(hù)，并在KIRIN CDP平臺實(shí)現(xiàn)應(yīng)急接管。由此來滿足用戶趨近于零的RTO和RPO要求。

采用KIRIN CDP平臺保護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，容災(zāi)存儲池中的的數(shù)據(jù)僅比源系統(tǒng)延遲可達(dá)微秒級，并且可隨時(shí)恢復(fù)至任意一個(gè)歷史時(shí)間點(diǎn)。與容災(zāi)存儲池中的全量數(shù)據(jù)副本相結(jié)合，在數(shù)分鐘內(nèi)即可啟動(dòng)應(yīng)急接管。使用應(yīng)急接管功能，即可將業(yè)務(wù)中斷時(shí)間控制在5分鐘以內(nèi)。

l 數(shù)據(jù)復(fù)制原理

KIRIN CDP的連續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)基于磁盤過濾驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)磁盤的寫IO，并將其采用異步方式復(fù)制到目標(biāo)端存儲池。

連續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)制過程分為兩個(gè)階段，開始時(shí)對源系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)或指定的磁盤、分區(qū)創(chuàng)建一個(gè)基本的復(fù)制副本，即全量鏡像，接下來對源系統(tǒng)中的增量數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)復(fù)制，并通過數(shù)據(jù)位圖來確保增量數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

被保護(hù)的數(shù)據(jù)可以復(fù)制到KIRIN CDP平臺自身存儲空間，也可復(fù)制到第三方裸設(shè)備。

l 業(yè)務(wù)恢復(fù)方式

通過連續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)制保護(hù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以通過KIRIN CDP平臺實(shí)現(xiàn)整機(jī)接管、細(xì)粒度數(shù)據(jù)恢復(fù)等各類場景。

1） 整機(jī)硬件接管

對于發(fā)生整機(jī)故障的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如病毒、誤操作導(dǎo)致的整機(jī)故障或應(yīng)急損壞等情況，可采用整機(jī)應(yīng)急接管功能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)不間斷。

在KIRIN CDP統(tǒng)一容災(zāi)管理平臺中，整機(jī)應(yīng)急接管支持如下特性：

?  支持任意時(shí)間點(diǎn)狀態(tài)的業(yè)務(wù)應(yīng)急接管，在面臨邏輯故障時(shí)，可靈活選擇一個(gè)發(fā)生邏輯錯(cuò)誤前的時(shí)間點(diǎn)來接管業(yè)務(wù)系統(tǒng)，保證業(yè)務(wù)可用性；

?  接管主機(jī)環(huán)境保持與源主機(jī)完全相同，如磁盤分區(qū)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)環(huán)境、程序配置信息等；

?  智能化自動(dòng)分配計(jì)算資源，根據(jù)保護(hù)過程中收集的源系統(tǒng)負(fù)載信息自動(dòng)匹配；

?  自動(dòng)構(gòu)建接管虛擬網(wǎng)絡(luò)；

?  支持災(zāi)后重建過程中的不停機(jī)反向復(fù)制。

2） 細(xì)粒度數(shù)據(jù)恢復(fù)

如僅有個(gè)別數(shù)據(jù)發(fā)生丟失情況，可采用細(xì)粒度數(shù)據(jù)恢復(fù)功能將需要的數(shù)據(jù)恢復(fù)至原機(jī)或異機(jī)。

在KIRIN CDP統(tǒng)一容災(zāi)管理平臺中，數(shù)據(jù)恢復(fù)支持如下特性：

?  支持任意時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)恢復(fù)；

?  支持多業(yè)務(wù)系統(tǒng)一致性組恢復(fù)；

?  支持整機(jī)數(shù)據(jù)恢復(fù)；

?  支持磁盤級數(shù)據(jù)一致性組恢復(fù)；

?  支持文件級數(shù)據(jù)恢復(fù)。

l 災(zāi)難恢復(fù)演練

定期組織災(zāi)難恢復(fù)演練，檢驗(yàn)和確保災(zāi)難備份系統(tǒng)的有效性，是災(zāi)難恢復(fù)體系建設(shè)中的重要組成部分。KIRIN CDP統(tǒng)一災(zāi)備管理平臺提供便利的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和仿真測試功能。

?  支持一鍵仿真全部原生產(chǎn)環(huán)境；

?  可同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)時(shí)間點(diǎn)副本，演練過程對保護(hù)作業(yè)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)無任何影響；

?  演練過程可手動(dòng)或自動(dòng)的記錄流程并保存

?  無需手工搭建演練環(huán)境。

關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

l 同時(shí)支持周期保護(hù)與持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)

對于同一數(shù)據(jù)源，可同時(shí)設(shè)定周期保護(hù)策略和持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)策略。

周期保護(hù)策略最大保留副本數(shù)量無限制，并且支持副本合并和副本固化技術(shù)，副本保留策略可靈活設(shè)定，如按時(shí)間保留、按副本數(shù)量保留、按父子策略保留、按照自定義計(jì)劃保留等方式。也可隨時(shí)查看每一個(gè)副本的存儲占用情況，以便手動(dòng)刪除副本或調(diào)整副本保留策略。

持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)策略為保留任意微秒級IO錄像，支持按照時(shí)間策略或存儲空間策略設(shè)定保留策略。

l 自動(dòng)精簡復(fù)制

KIRIN CDP在保護(hù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)，采用自動(dòng)精簡模式對整機(jī)或指定磁盤進(jìn)行保護(hù)，即全量復(fù)制僅需復(fù)制已使用的區(qū)塊，對于空塊進(jìn)行排除處理。在存儲端僅占用已有數(shù)據(jù)量大小的空間，傳輸時(shí)也僅傳輸已有數(shù)據(jù)塊。降低存儲資源占用、減少傳輸數(shù)據(jù)量。

l 微秒級持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)

KIRIN CDP采用IO級的數(shù)據(jù)塊捕獲技術(shù)，歷史副本保留最小時(shí)間粒度為微秒級（百萬分之一秒），任意一微秒的時(shí)間點(diǎn)均可查看到IO數(shù)量記錄，為IO級別的持續(xù)記錄。支持任意時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)掛載恢復(fù)，在進(jìn)行恢復(fù)過程中業(yè)務(wù)系統(tǒng)的屬性、環(huán)境變量、存儲歸屬、數(shù)據(jù)大小以及相關(guān)使用權(quán)限與原生產(chǎn)環(huán)境保持一致，確保備份數(shù)據(jù)的有效性。

l 源端資源零占用

在持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)時(shí)，無論是初始化全量過程還是增量過程，均極少占用生產(chǎn)端系統(tǒng)資源。實(shí)際測試結(jié)果而言，CPU占用小于1%，內(nèi)存占用小于10MB，是一套真正意義上的隱形保護(hù)系統(tǒng)。

l 廣泛兼容能力

KIRIN CDP廣泛兼容各類基礎(chǔ)設(shè)施，包括但不限于小型機(jī)系統(tǒng)（含AIX、HP-UN、Solaris等，含LPAR等部署模式）、X86架構(gòu)（包括物理機(jī)及各類虛擬平臺，如支持VMWare、Hyper-V、Xen、華為等）的Windows或Linux系統(tǒng)、支持ARM架構(gòu)的Linux系統(tǒng)。同時(shí)支持MSCS、Oracle RAC、ROSE、LVS等雙機(jī)或集群架構(gòu)的保護(hù)，在針對雙機(jī)或集群保護(hù)時(shí)，可自動(dòng)跟蹤節(jié)點(diǎn)切換進(jìn)行保護(hù)，確保備份數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)時(shí)性。

l LAN-FREE支持

KIRIN CDP平臺支持通過FC鏈路進(jìn)行LAN FREE保護(hù)。并且支持NPIV技術(shù)，即將同一個(gè)硬件FC端口進(jìn)行虛擬化，生成多個(gè)N端口以供復(fù)雜環(huán)境中使用，多個(gè)N端口可分別設(shè)置為目標(biāo)端或啟動(dòng)端。

l 本異地容災(zāi)

KIRIN CDP平臺通過系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)復(fù)制實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)功能，支持單向傳輸、雙向復(fù)制、環(huán)形復(fù)制、多對一集中復(fù)制等多種異地容災(zāi)部署模式。

遠(yuǎn)程復(fù)制容災(zāi)支持實(shí)時(shí)、定時(shí)、指定時(shí)間段等復(fù)制模式，支持靈活的帶寬控制策略，如按任意時(shí)間段、按節(jié)假日模式等進(jìn)行帶寬限制等，最小帶寬設(shè)置精度為0.5kbps。

本異地復(fù)制時(shí)，默認(rèn)啟用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)進(jìn)行傳輸，結(jié)合壓縮等技術(shù)，進(jìn)一步減少帶寬占用，最大可降低至原來的10%。

l 容災(zāi)演練

KIRIN CDP平臺支持獨(dú)立的演練VPC網(wǎng)絡(luò)，通過此項(xiàng)技術(shù)，可在不影響生產(chǎn)業(yè)務(wù)正常運(yùn)行、不影響容災(zāi)任務(wù)、不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的前提下實(shí)現(xiàn)容災(zāi)演練。

演練時(shí)，可同時(shí)提取多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的歷史副本進(jìn)行啟動(dòng)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)對比、系統(tǒng)測試等。當(dāng)然，也可將數(shù)據(jù)副本掛載至原機(jī)或其他服務(wù)器（物理機(jī)或虛擬機(jī)均可），以便進(jìn)行數(shù)據(jù)查驗(yàn)等。

演練過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)均不會影響原生產(chǎn)機(jī)和容災(zāi)數(shù)據(jù)，此部分臨時(shí)數(shù)據(jù)在演練結(jié)束后，可選擇刪除或保留以供下次演練使用。

容災(zāi)演練可以采用手動(dòng)發(fā)起方式執(zhí)行，也可采用演練計(jì)劃由系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行，所有演練動(dòng)作均可在數(shù)分鐘內(nèi)完成。

·         容災(zāi)資源池管理

KIRIN CDP平臺創(chuàng)新性的引入私有云管理框架，將容災(zāi)中心的各類資源池化管理，形成以計(jì)算資源池、存儲資源池和虛擬化網(wǎng)絡(luò)為核心的容災(zāi)資源池。通過池化管理，提升容災(zāi)平臺的可靠性、冗余性和擴(kuò)展性，真正實(shí)現(xiàn)一體化容災(zāi)。

l 容災(zāi)計(jì)算資源池

容災(zāi)計(jì)算資源池基于成熟的KVM硬件輔助虛擬化技術(shù)構(gòu)建，部署時(shí)可選擇采用單節(jié)點(diǎn)模式或多節(jié)點(diǎn)集群模式。

同時(shí)，容災(zāi)計(jì)算資源池由KIRIN CDP平臺統(tǒng)一調(diào)度，充分發(fā)揮KVM集群的各類特性，達(dá)到以下優(yōu)勢：

?  節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展方便，當(dāng)容災(zāi)計(jì)算資源不足時(shí)，通過增加節(jié)點(diǎn)的方式可快速橫向擴(kuò)展；

?  自動(dòng)資源匹配，在容災(zāi)保護(hù)過程中，KIRIN CDP平臺會自動(dòng)收集并分析業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)載，這些信息將被利用于應(yīng)急接管中。發(fā)起應(yīng)急接管時(shí)，KIRIN CDP平臺會根據(jù)收集的負(fù)載信息自動(dòng)匹配相應(yīng)的CPU、內(nèi)存等資源。從而達(dá)到即不浪費(fèi)計(jì)算資源、又能滿足業(yè)務(wù)負(fù)載需要的目的；

?  超高可用性，多節(jié)點(diǎn)部署時(shí)，利用集群特性，無任何單點(diǎn)故障，保障業(yè)務(wù)持續(xù)在線。

l 容災(zāi)存儲資源池

容災(zāi)存儲資源池基于分布式技術(shù)構(gòu)建，同時(shí)支持單節(jié)點(diǎn)部署時(shí)RAID冗余。即多節(jié)點(diǎn)部署時(shí)采用分布式架構(gòu)，單節(jié)點(diǎn)部署時(shí)采用RAID冗余。

存儲資源池采用Linux系統(tǒng)部署，采用專用存儲資源池管理架構(gòu)，無需在系統(tǒng)中生成文件系統(tǒng)進(jìn)行管理，即無掛載目錄結(jié)構(gòu)。

在多節(jié)點(diǎn)部署時(shí)，具有超高IO和吞吐量性能，并有效避免單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在所有節(jié)點(diǎn)均保存有一份副本，保證元數(shù)據(jù)的可靠性。通過對元數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，減少各個(gè)容災(zāi)組件與實(shí)際存儲路徑的直接交互，提高IO效率。

容災(zāi)存儲資源池支持通過SSD進(jìn)行緩存加速，在KIRIN CDP存儲資源池中，SSD緩存加速分為寫緩存和熱區(qū)緩存兩部分：

?  寫緩存：對存儲池的數(shù)據(jù)操作，包括數(shù)據(jù)塊的創(chuàng)建、刪除和修改等，均會首先寫入SSD緩存。當(dāng)寫入請求的大小小于可用緩存時(shí)，所有數(shù)據(jù)塊均會寫入緩存。當(dāng)寫入請求的大小超過可用緩存時(shí)（常見于容災(zāi)首次全量同步），數(shù)據(jù)會直接寫入存儲池，在緩存中僅保留元數(shù)據(jù)。當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)寫入存儲池后，緩存中的數(shù)據(jù)塊將被清空，以提供足夠高的IO。

?  熱區(qū)緩存：即讀緩存，KIRIN CDP平臺采用近期最少使用算法（LRU），緩存業(yè)務(wù)頻繁訪問的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被訪問時(shí)，即被緩存到熱區(qū)緩存中進(jìn)行管理。在熱區(qū)緩存不足時(shí)，自動(dòng)將訪問量最小的數(shù)據(jù)塊踢出熱區(qū)緩存。

l 容災(zāi)虛擬網(wǎng)絡(luò)

在KIRIN CDP容災(zāi)管理平臺中，引入VPC管理模型。通過VPC管理，可隨時(shí)創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)完全隔離的網(wǎng)絡(luò)用于容災(zāi)演練、應(yīng)急接管等場景。

VPC是一個(gè)邏輯隔離的網(wǎng)絡(luò)空間，與獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)完全相似。在VPC中，可以自定義網(wǎng)段劃分、IP地址和路由策略等，而無需擔(dān)心對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。

在容災(zāi)演練時(shí)，KIRIN CDP平臺可快速創(chuàng)建一個(gè)VPC演練網(wǎng)絡(luò)，所有演練主機(jī)均運(yùn)行在該VPC中，從而使得演練更為簡單。無需配置復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)信息等，更不會與現(xiàn)有業(yè)務(wù)發(fā)生沖突。同時(shí)，可通過EIP將VPC中的部分主機(jī)映射至生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，以便訪問。

·         系統(tǒng)管理

l 多租戶管理

KIRIN CDP平臺采用共享數(shù)據(jù)庫隔離數(shù)據(jù)的多租戶架構(gòu)，每個(gè)租戶擁有自己獨(dú)立的容災(zāi)資源池。

通過多租戶管理模式，一套KIRIN CDP平臺可以為多個(gè)客戶服務(wù)，而客戶之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等信息完全保持隔離。每個(gè)租戶均可擁有自己獨(dú)立的管理員、審計(jì)員、安全員、操作員等。

l 策略分發(fā)

對于容災(zāi)系統(tǒng)而言，制定保護(hù)策略往往需要反復(fù)衡量，并針對每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)逐個(gè)進(jìn)行配置。

在KIRIN CDP臺中，支持統(tǒng)一策略分發(fā)，包括全域分發(fā)、租戶級分發(fā)和用戶自定義策略。

l 客戶端集中部署

KIRIN CDP平臺支持客戶端統(tǒng)一部署，在傳統(tǒng)物理架構(gòu)的環(huán)境中，可通過掃描發(fā)現(xiàn)指定網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)，輸入需要被保護(hù)的主機(jī)密碼即可實(shí)現(xiàn)客戶端安裝。

在虛擬化環(huán)境中，則更為方便，僅需驗(yàn)證虛擬化平臺管理員權(quán)限即可統(tǒng)一安裝。

客戶端安裝可選擇即時(shí)執(zhí)行或指定時(shí)間部署。

l 系統(tǒng)檢測與告警

告警功能可以將管理員未能及時(shí)察覺的事件以各類方式進(jìn)行通知，無論是不需要干預(yù)的小事件、還是需要立即采取行動(dòng)的嚴(yán)重事件，KIRIN CDP均會在事件發(fā)生的瞬間偵測到，并根據(jù)配置的策略發(fā)送給指定范圍的人員或者系統(tǒng)。

告警支持全局配置、按租戶配置或按照任務(wù)進(jìn)行配置，支持郵件、SNMP、或移動(dòng)端APP等各類告警方式。

l 全局報(bào)告

報(bào)告提供包括已完成或正在執(zhí)行的各類作業(yè)狀態(tài)，包括備份恢復(fù)報(bào)告、接管報(bào)告、預(yù)檢報(bào)告、趨勢分析報(bào)告、健康檢查報(bào)告等。

報(bào)告功能將利用存儲的日志信息、檢測信息等，對歷史運(yùn)行狀態(tài)和未來趨勢進(jìn)行整體分析。