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数据容灾及其相关技术研究
【摘 要】容灾就成为保证系统高可靠性的重要手段。简要介绍了容灾的概念及内涵、技术指标、等级、分类、灾备模式，深入探讨了核心技术、实现方式、系统组成，最后对其发展进行了简要回顾。
【关键词】信息系统 容灾 备份 一、引言
随着信息技术的飞速发展，计算机在各个行业的应用越来越广泛和深入。计算机中存储的大量信息数据维系着各行各业的生存和发展，这些数据一旦因为存储系统遭受计算机病毒袭击、物理损害或者其他不可避免的自然灾害，造成大量数据丢失，对于企业和用户来说，无疑是一场灾难。传统的离线备份、备份介质异地保存等方法可以在一定程度上解决上述问题。但随着业务对系统可用性、实时性要求的提高，容灾系统成为保障用户需求的唯一选择。
因此，容灾系统应运而生的。容灾备份是信息系统安全的关键基础设施，越来越多的信息系统要求构建灾难备份系统，以防范和抵御灾难所带来的毁灭性打击。 二、数据容灾技术概述 （一）容灾备份的概念
容灾备份是指利用技术、管理手段以及相关资源确保已有的关键数据、关键数据处理系统和关键业务在灾难发生后在确定的时间内可以恢复和继续运营的过程[1]。数据容灾的基本思路是“数据冗余+异地分布”，即在异地建立和维护一份或者多份数据冗余，利用数据的冗余性和地理分散性来提高对灾难事件的抵御能力。
（二）容灾备份系统的技术指标
衡量容灾系统建设，必须通过恢复时间目标（Recovery Time Objective，RTO）及恢复点目标（Recovery Point Objective，RPO）两个指标来衡量业务系统对容灾的需求及容灾系统的有效性。
RPO标志系统能够容忍的最大数据丢失量。系统容忍丢失的数据量越小，RPO的值越小。RTO标志系统能够容忍的服务停止的最长时间。系统服务的紧迫性要求越高，RTO的值越小。RPO针对的是数据丢失，而RTO针对的是服务丢失，二者没有必然的关联性。RTO和RPO的选择必须在进行风险分析和业务影响分析后根据不同的业务需求确定。对于不同企业的同一种业务，RTO和RPO的需求也会有所不同。
（三）容灾备份的等级
我国的国家标准《信息安全技术信息系统灾难恢复规范》（GB 20988-2007-T）对灾备数据中心的RPO与RTO两
项指标分成了6个相应的等级，具体如下[2]：第1级：数据介质转移（异地存放、安全保管、定期更新）；第2级：备用场地支持（异地介质存放、系统硬件网络可调）；第3级：电子传送和部分设备支持（网络传送、磁盘镜像复制）；第4级：电子传送和完整设备支持（网络传送、网络与系统就绪）；第5级：实时数据传送及完整设备支持（关键数据实时复制、网络系统就绪、人机切换）；第6级：数据零丢失（在线实时镜像、作业动态分配、实时无缝切换）。 （四）容灾备份的模式
灾备模式主要有“同城灾备”、“异地灾备”以及“同城/异地灾备”三种主要方式。同城灾备是指灾备中心与数据中心处于同一城市内，可同时采用同步备份与异步备份技术。其具有最低的投资成本，最快的灾难恢复速度，极高的数据保障，但无法应对区域性的灾难风险。异地灾备是指灾备中心与数据中心不在同一城市，一般只能实现异步备份。其投资成本较高，灾难恢复速度与数据保障能力略低，但可应付广泛的灾难风险。同城/异地灾备模式兼具同城灾备和异地灾备的优点，但成本高。 （五）容灾的分类
从应用的角度及对系统的保护程度来分[3]，可将容灾系统分为数据级容灾、应用级容灾和业务级容灾。从对用户整个业务连续性的保障程度来看，它们的高可用级别也逐渐提
高。
1.数据级容灾。数据级容灾是仅将生产中心的数据完整地复制到容灾中心的容灾方式。数据级容灾是异地容灾的最低级形式，也是最基本的方式，是实现更高级容灾方式的基础。数据级容灾的关注点在于数据本身，在灾难发生之后要确保原有的数据不会丢失或者遭到破坏。数据级容灾是最低级别的容灾方式，同时也是实现其他级别容灾的基础。在灾难发生时，数据级容灾无法保证业务的连续性，仅可以保证数据是可用的。数据级容灾的恢复时间比较长，应用会被中断，但是相比其他容灾级别来讲它的费用比较低，而且构建实施也相对简单。
2.应用级容灾。应用级容灾是指在数据级容灾实现数据可用的基础上，进一步实现了应用的可用性，确保业务可以快速恢复。应用级容灾的目标是保证应用服务的连续性。它是在数据级容灾的基础上，在备份站点同样构建一套应用系统。这样可以保证关键应用在允许的时间范围内恢复运行，尽可能减少灾难带来的损失，让用户基本感受不到灾难的发生，这样就可以保证系统服务的完整性、可靠性和安全性。恢复或接管后的容灾系统应用功能不改变原有的业务处理逻辑，是对生产系统的基本复制。
3.业务级容灾。业务级容灾是生产中心与容灾中心对业务请求同时进行处理的容灾方式，能够确保业务持续可用。