淺談云容災技術

張凱

摘要21世紀以來，計算機與互聯網得到了空前的普及，隨之而來的不僅僅是生產生活上的便捷，同時也存在著隱患，由于種種原因所導致的數據丟失，如果沒做好容災的話，很可能帶來的后果就是災難性的。本文從容災系統著手，首先指出了容災系統的重要性，然后講述了早期容災的發展以及局限性，從而引入云容災，提出了云容災的優勢，并分析了云容災的幾個關鍵技術。

關鍵詞容災；云存儲；云容災

1容災的重要性

科學技術在不斷進步，計算機和網絡也越來越普及，數據信息逐漸成為了人們生產生活的關鍵所在。而對于現在的公司來說，數據信息則是他們的命脈，對其生存和發展至關重要。數字化的世界為人們提供了無數便利，提高了工作生產的效率，但同時也存在著安全隱患。當災難發生造成數據信息的丟失時，帶來的后果往往也是致命的。這里說的災難主要指不可抗拒的自然災害（火災、地震等）；硬件設施的損壞（硬盤故障、電源中斷等）以及操作失誤。有數據顯示在20世紀90年代的美國，發生過數據信息丟失的公司中，大多數都己倒閉，最后能生存下來得以繼續發展的只有16%。由此可見，數據信息是多么的重要，而數據災難所帶來的后果是多么的可怕。

鑒于以上所述，如何能讓數據信息在各類災難發生后還能完整的保存下來，并且使整個系統可以迅速的恢復運轉、投入使用，就顯得尤為重要，于是容災系統便在這樣背景下孕育而生。

2容災的發展

任何事物發展的初期總是困難的，容災系統也不例外，早期的容災是在本地范圍內進行數據的備份，其所能達到的效果也是很有局限性的。盡管這樣的本地數據備份可以在人為誤操作、軟件錯誤以及硬件故障發生時進行數據恢復，但是當火災、地震等自然災害發生時卻是無可奈何。

隨著容災技術的日益完善，異地容災被提了出來，在很大程度上彌補了數據備份的不足。異地容災，其實就是在距離本地系統較遠的地方，搭建一套相同的系統，使之能夠在災難發生后迅速替代原系統為人們服務。這種異地容災系統比起之前的本地數據備份，在技術上有所提升，且在自然災害發生時的保護作用具有明顯的優勢，但是仍然有著種種不足。首先，這種異地容災系統的數據恢復速度不能得到保障，其次，信息化的迅猛發展使得信息數據量急劇增長，帶來的影響就是人們在搭建異地容災時需要投入更多的硬件設備，并且隨之而來的維護費用和人力也是一筆很大的開銷。因此，我們還需要更為先進、成本更低的容災技術。

為了有效地克服這些問題，近年來，發展迅速的云存儲技術被逐漸被應用到了容災系統中。云存儲是在云計算概念上的拓展，是一種近些年興起來的網絡存儲技術，是通過集群應用、網絡技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。通俗地講，云存儲就是將儲存資源放到云上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網的裝置連接到云上方便存取數據。

將云存儲技術應用于容災備份，在很大程度上降低了異地容災的成本，因此很快在各個行業中都得到了廣泛的應用。云容災，基于云端的容災系統，可以是異地也可以是本地，亦可以都有。云容災系統集成了本地容災系統、異地容災系統的優點，加上云端的集中管理，集中數據分析等功能，打造了一種功能強大的云端應用。

3云容災的幾個關鍵技術

第一，完成信息存儲其核心技術是映射技術，將云容災處理程序以及管理設備程序抽象為兩個數據模型，在這兩個數據模型之間建立對應關系，最終形成映射關系。經由一種指令的觸發而產生的自動化操作形成了數據的自動遷移，這種自動遷移建立在上述映射關系上，其觸發條件包含以下的一系列事件：磁盤的填充、飽和，磁盤容量的縮小、擴展，磁盤的維修、損壞。系統發出指令進行自動映射依賴于上述的某個事件產生，其指令包含自動復制、保存、刪除、粘貼。該技術的應用如以下兩點所述，磁盤容量的自動調整，在使用過程中可能會出現磁盤容量不足，自動加載新的磁盤，并且更改磁盤總容量，對于磁盤容量的減少，則需要將不再需要的磁盤卸載；磁盤透明替換基于隱射技術實現，建立一個云存儲環境，在云存儲環境中對相關數據進行多個副本備份，備份過程在容災服務器中不斷創建副本，通過建立若干副本的方式，防止磁盤損壞導致數據無法還原。

第二，緩存技術，該技術的出現是為了解決高速率數據設備與低速率設備之間數據訪問不匹配的問題，通過將數據按照數據庫的方法保存在內存，當需要對這部分數據進行處理時，直接在內存中進行，從而減少了從低速設備中讀取的時間。云容災基于云存儲設計實現，在該系統中合理的利用緩存技術，通過精準的算法完成數據的緩存，一旦需要進行數據的快速恢復時，可以從緩存中獲取數據進行恢復。緩存算法主要包括以下兩點：1）對于異地數據塊的替換，需要通過計算恢復數據塊的單位時間恢復次數決定是否需要替換；2）對于本地數據塊的替換，需要統計單位時間內數據的恢復次數，替換數據庫恢復次數最少的。

第三，磁盤技術，這種技術的應用，使得各種文件的顯示沒有太大的差異。客戶端的代理程序將相關數據存儲到數據塊中，并將文件夾進行備份之后存儲到容災服務器之內。采用合理的安全策略保證服務器數據的安全性。例如采用加密的方式對數據進行加密，訪問者需提供秘鑰才能對數據進行刪減、更改、修正，并且提供操作的數據為備份內容；若訪問者沒有秘鑰，那么需要相應的信息進行身份驗證。

云容災可實現基于系統級別甚至業務級別的備份，出現災害不需重建系統，就可以達到快速恢復的目的。其次減少主機負載，存儲直接通過光纖實現備份。而且云容災還可以在構造目標的時候做到傳統容災所無法辦到的“與結構無關”，這主要是因為傳統容災解決不了應用一致性的問題，而類別繁多的應用，使得也沒有一個通用的辦法可以在應用層實現。容災的成本也因為云計算的加入被大大降低了，而且在災后恢復時也有了不同的選擇，由此那些原來因昂貴的價格對容災系統避而遠之的中小型企業也可以將容災系統搭建起來。所以基于云存儲的容災系統比起早期的容災系統，技術上更先進、更全面，但是花費上卻要少得多。

4結論

隨著科學技術的逐步提高，以及容災維護措施的不斷改進，云容災系統將會發揮越來越大的作用，在面對災難恢復時也將更加迅速。容災的技術核心是冗余，它是容災的主要技術，如果這里的設備出了問題，那么會有別處的設備及時補上。為了使容災系統還能兼顧日常操作中的容錯率，會有許許多多的服務器和存儲資源都在云計算中被同時使用著，這樣的容災系統在實施的過程中，設備便得到了保障。而容災的執行也因為云計算當中集中式管理和虛擬化技術的加入而越來越方便。

本文從容災的重要性著手，通過早期容災發展中遇到的問題，引入云容災的概念，并探討了云容災的幾個關鍵技術。容災在未來的信息科技發展中將會顯得愈發重要，而云容災則是未來容災發展的主要方向。endprint