【摘 要】网格计算技术的出现，实现了对海量数据的高效率处理；基于网格计算技术的容灾系统成为信息安全领域倍受关注的研究方向，较之传统的容灾系统，它的应用使系统性能得到了跨越式的提升。本文介绍了容灾系统的概念和基于网格计算容灾系统的关键技术，并对其进行了总体的构架。

　　【关键词】容灾系统；网格计算；备份；恢复

　　1.引言

　　当今社会已步入信息社会，数据在人类社会活动中扮演着重要的角色。然而，没有任何保护措施的数据易受到各种自然灾害或人为因素的破坏，后果不堪设想。保护数据，最重要的手段是备份。虽然传统的备份技术在一些情况下可以有效地保护数据，但在发生诸如地震、恐怖袭击等大规模灾难时，传统的备份往往无能为力，主要原因是受制备份系统对海量数据处理的底效率、备份数据不能快速实现异地存储，这样使得传统备份技术在今天已很难胜任。网格计算技术的发展，使我们获得了超级计算能力，能高效率处理海量数据。建立基于网格计算技术的容灾系统能很好解决传统备份技术的瓶颈问题，实现对数据最为科学、合理的备份。

　　2.容灾系统的概述

　　对于计算机系统来说，灾难是指一切引起系统非正常停机的事件。造成计算机系统灾难事故的原因有自然灾害、计算机系统故障和各种人为因素，等等。这些事故直接造成计算机系统数据丢失。

　　容灾系统就是在计算机系统非正常停机时，对计算机系统数据进行有效备份，之后通过管理员及时恢复备份的数据并重新组织系统运行，使计算机系统使用者能够正常工作的系统。因此，容灾系统是由容灾备份和数据恢复两部分组成。

　　容灾备份的主要目标是：保护系统和数据的完整性，使系统数据损失最少甚至无损失。数据恢复主要是使管理人员在最短时间内恢复备份的数据，使系统正常运行。

　　2.1容灾备份的衡量指标

　　衡量容灾备份的主要技术指标为恢复点目标RPO（Recovery Point Object）与恢复时间目标RTO（Revovery Time Object）。其中，RPO指灾难发生时与最近一次数据备份时的时间间隔，代表丢失的数据量；RTO指系统从灾难发生到重新启动的时间，表示系统恢复的能力。

　　RPO主要针对的是数据丢失，代表容灾系统性能优越的指标。RTO针对的是服务丢失，是衡量应用容灾的指标，在数据容灾的基础上，在灾难备份中心建立一套完整的与生产系统匹配的备份应用系统。灾难发生时，灾难备份中心可以迅速接管业务，最大限度地降低丢失的数据量，并且能最大相对地减少系统恢复时间，保证系统不间断地运行。

　　RPO与RTO之间没有关联性。RTO与RPO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。

　　2.2 灾难备份的级别

　　根据数据中心对RPO与RTO要求的不同，按照国际标准，灾难恢复水平可以划分为下表所示的七个等级：

　　表 1

　　从上表中，我们能看出高性能的容灾系统都是基于网络实现的。

　　2.3 数据复制技术与方式

　　在建立容灾备份和恢复系统时会涉及多种技术，如数据复制、SAN/NAS、快照、集群，等。其中，数据复制技术是灾难备份系统的核心。数据复制技术主要是将生产中心的数据复制成容灾备份数据，容灾备份数据与生产数据应保持一致。目前，数据复制的主要方式分为：同步复制与异步复制。

　　2.3.1 同步复制

　　同步复制的主要原理是在主机向本地磁盘写数据的同时，将数据传到备份中心的系统，在确认远程备份系统的数据同步更新后，完成写数据的操作。

　　同步复制的数据实时性强，灾难发生时备份能够与生产数据保持一致，几乎没有数据丢失。其缺点是由于数据更新操作时间长，影响应用性能。

　　2.3.2 异步复制

　　异步复制的原理是在主机系统向本地写磁盘数据后，将本地生产数据在后台复制到异地。

　　异步复制对数据的更新不必等本地卷和备份卷的数据都更新完毕后才算是更新完成，因此减少了更新操作的时间，同时对主机性能的影响较小。但是，由于不同步，可能出现数据的丢失。

　　选择复制模式应该结合自身的容灾目标和实际情况来考虑。如果优先考虑系统性能，同时能够接受备份中心数据更新的较小延迟，就应该采用异步复制方式。反之，就可以考虑采用同步复制方式。

　　2.4 容灾系统的效率及风险防范

　　容灾系统的建立必然会带来一些效率问题。例如，为达到数据的实时备份，将采用数据的同步备份方式，这样会对应用系统的效率带来一定影响。因此，在灾备系统的设计时既实现灾备的功能，又能保持系统运行的效率，是一个重要问题。

　　容灾备份和恢复技术十分复杂，其中涉及业务风险分析、方案选择、实施等多方面内容。在灾难备份系统的实施中将涉及数据的完整性和安全性等问题，在灾难恢复计划中涉及业务风险，因此，如何采取安全、可靠的方式进行灾难备份，如何防范恢复过程中的风险，也是需要认真研究的问题。

　　结合上叙介绍，我们能看出容灾系统对系统自身的效率、适时性、安全性要求极高，如何来优化容灾系统性能？将网格计算技术应用到容灾系统中：运用网格计算技术动态调度管理容灾系统内各种设备、提供对海量数据的实时存储、在设备和远程存储系统之间提供传输服务，这样便实现了对容灾系统性能的优化。

　　3.基于网格计算容灾系统的设计

　　今天，计算机硬件性能及网络性能不断提升，随着网格计算技术的成熟，为我们建立基于网格计算的容灾系统提供了有力支持。

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