基于天翼云的中小企業數據保護及容災備份研究

韓成果　金樹柏　任嘉曦

摘? 要： 數據保護及災備的用戶群由傳統的金融、政府等大型用戶擴展到中型和小微企業。文章深入分析了中小企業在數據保護和災備建設上面臨投資成本高、操作流程復雜、安全性差等核心痛點，指出云計算技術及其應用的逐步成熟為中小企業數據保護和災備降低了門檻，并給出基于中國電信天翼云的云管家解決方案，該方案具有易用性、投資少、定制化等特點。

關鍵詞： 數據保護和災備; 市場分析; 天翼云;中小企業; 云管家

中圖分類號：TP30? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2019）12-47-04

Research on SME data protection and disaster recovery by e cloud

Han Chengguo1， Jin Shubai2， Ren Jiaxi2

（1.School of Business， LingNan Normal University， Zhanjiang， Guangdong 524048， China;

2.ShenZhen DCS Technology co.， Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518057）

Abstract： The user base of data protection and disaster recovery has expanded from the traditional financial and government large-scale users to medium-sized and small-sized enterprises （SME）.This paper deeply analyses the key pain points faced by SME in data protection and disaster recovery， such as high investment cost， complex operation process and poor security， etc. It is pointed out that the maturity of cloud computing technology and its application reduces the threshold for small and medium-sized enterprises in data protection and disaster recovery， and Cloud Keeper， a solution of cloud disaster recovery based on e cloud of China Telecom， is presented， which is easy to use， less investment and customized.

Key words： data protection; disaster recovery; market analysis; e cloud; SME; Cloud Keeper

1 我國數據保護及容災備份市場分析和中小企業需求潛力

數據是信息系統的核心要素，在信息化趨勢下，無論是國家經濟運轉還是百姓日常生活都是建立在數據基礎上。隨著大數據、云計算、物聯網、移動互聯網技術在各行業的應用推廣，數據量劇增，而數據存在著因外部入侵、感染病毒、誤操作和管理漏洞等原因造成丟失、毀壞的風險。因此用戶對數據安全和業務連續性需求愈加旺盛，數據保護及容災備份市場也快速發展起來。

數據保護目的在于保證數據的完整、真實、可用。備份是數據保護一種基礎的技術手段，隨著備份技術及其產品的改善和升級，數據保護的手段已經從簡單的數據備份發展到鏡像、快照、遠程復制、持續性數據保護等先進技術。

容災備份（以下簡稱災備）是指把本地關鍵應用數據或關鍵應用系統在異地建立可用的復制，在本地發生災難時，可以迅速切換到異地系統上，實現業務持續性[1]。災備系統通常是一套包含存儲設備、災備功能軟件等在內的軟硬件整體解決方案，通過本地數據中心和異地災備中心各建立一套系統，實現業務中斷的快速響應能力和恢復能力。

根據國際商用機器公司IBM和國際數據公司IDC的調研[2]，云計算和大數據的時代背景下，物聯網和5G飛速應用推廣，到2020年，全世界產生的數據量將達到40ZB，數據每年的增長速度約40%。從區域來看，目前美國的數據產量最大，約占全球數據量的32%，中國占13%，但預計到2020年中國將占全球數據產量的21%。如何有效地保護這些龐大的數據、將他們利用起來，是現代企業都必須面對的一個問題。

在市場需求持續增長和政策全方位扶持的背景下，我國數據保護及災備份行業保持持續增長態勢，2018年國內數據保護及災備份行業收入約25億美元。2014-2018年年均增幅超過5%。預估2019年市場總體規模約27億美元換算成人民幣190億元左右。

數據保護與容災備份，其產業鏈結構基本一致，上游行業主要有存儲介質、存儲設備制造業以及數據傳輸設備制造業等。中游提供的產品形式分為純軟件產品、軟硬件一體化產品和DRaaS服務類產品。我國在數據保護和災備份方面的技術水平不斷提升，國內市場已進入開放競爭階段，從國外大廠商壟斷時期逐步進入到自由競爭時期。經過前期的積累，部分具備自主創新能力和研發實力的本土優秀企業迅速崛起，已經躋身主流存儲廠商行列，展現出能與國外大廠商相競爭的實力，開始挑戰國際一流廠商。比較有代表性的國內企業有深圳中科鼎創、上海英方、北京同有等公司[3]。

數據保護和災備下游行業有數據存儲、數據保護和災備等需求的各個行業和領域，終端用戶多為大型企業客戶，主要包括政府、教育、電信、金融、能源、軍工企業等，占據了70%以上的市場份額。根據國家統計局2018年統計年鑒，中國有超過1800萬家中小企業，其數據量約有10T，對于數據保護和災備的需求非常迫切，但市場份額低于30%，潛力巨大。

2 中小企業數據保護及容災備份面臨的挑戰和云災備特點分析

數據保護和災難恢復是個令人神經緊張的話題，但必須面對。中小企業遇到的挑戰包括投資成本高，操作復雜數據安全無保障兩個方面。稍大的公司，會使用SAN（Storage Area Storage，存儲區域網）備份，SAN很貴，而且當整個數據中心出現故障的時候，即使SAN也不保險。因此，他們還會在異地創建一個新的數據中心（如圖1所示）。然而有時候，即使身處兩個位置的兩個數據中心也會同時掛掉，因此，他們就將兩個數據中心的物理距離盡可能拉大，但這也意味著成本越高，這時又帶來了管理上的問題，兩套SAN之間要傳輸TB級的數據，需要非常高的帶寬，冗余越多，成本越高。災難恢復有兩個指標，一是恢復點目標RPO（Recovery Point Objective），二是恢復時間目標RTO（Recovery Time Objective），分別是標識數據丟失率和恢復間隔的指標[4]。對傳統的SAN或異地備份，這兩個指標基本取決于成本，成本越高，指標越好（如圖2所示）。而新型的云容備在這方面使用的是同步復制技術，同步復制使RPO接近于0，而RTO接近實時，也就是說，災難發生時云容備系統中所有在線的應用數據丟失基本為0，恢復間隔接近實時，用戶完全覺察不到災備系統的切換。

云計算讓先進的技術迅速普及，云存儲的應用，讓那些以往只有超級公司才有能力享受的災難恢復服務變得十分普通，而且成本極低。

云災備虛擬化數據中心實現了虛擬化、低延時、高吞吐的數據傳輸，數據中心交換機為服務器和存儲設備之間提供高速萬兆互聯，在滿足桌面虛擬化頻繁讀寫的性能需求的同時，做到了連續數據保護級別，簡稱CDP（Continual Data Protection）的災難恢復。

在云災備中，我們可以將災備作為一種服務，客戶通過付費使用災備服務。災備服務提供商提供災備服務。在此模式下，得益于災備服務提供商良好的災備經驗、運行維護監管流程和資源優勢，客戶的災備目標可輕松實現，既減少了客戶的運行維護成本和工作強度，更削減了災備系統的總體擁有成本。相較于傳統的災備系統，云災備系統特點主要如下[5]。

⑴ 量化性

通過提供量化的IT資源，云災備系統可確保災備資源的計量和分配是合理和按需的，對資源進行精細化管理。

⑵ 定制性

由于各個等級業務系統對災備服務的需求是不盡相同的，云災備系統可靈活組合、編排服務資源庫中各類服務單元，制定適應各種需求的災難恢復解決方案。

⑶ 擴展性

對于存儲和計算單元的增長，云災備系統可實現橫向擴展、動態調配，解決資源容量的限制問題。

⑷ 延續性

利用其變更機制，云災備系統通過實時監控生產系統相關狀態，當生產系統宕機時，其可保證云端備份系統能隨時接替原系統。

中小企業數據保護和災備面臨第二個難點是操作復雜數據安全無保障。如圖3流程所示，企業需要制定基于數據類型、備份介質、備份類型、保留周期、備份周期、備份窗口的數據保護策略，同時要規范數據災難發生后的恢復流程，包括事件評估、啟動恢復、系統重建等十多個核心環節。這都需要專業技術人員和嚴格的操作規范指引，某一個環節出現問題都將給企業數據保護帶來損失。云災備模式可以有效地解決操作復雜數據安全無保障這個痛點，主要通過以下三個方面技術手段。

● 重復數據刪除技術

重復數據刪除技術是指將存儲系統中存在的大量內容相同的數據刪除，只保留其中一份，從而縮減存儲空間的技術。在云災備中，該技術既能大幅減少災備中心存儲的數據量，降低災備中心的建設和運維成本，又能大幅減少數據備份和恢復過程中用戶和災備提供商間的數據傳輸量，提高備份和恢復的性能，是一項十分重要的技術。隨著災備中心的規模不斷增大，存儲的數據量和訪問量不斷增加，單一節點上的重復數據刪除方法已不能滿足性能和容量的需求。除基本重復數據刪除技術外，一些優化和改進技術對云災備是至關重要的，包括高性能、可擴展的、分布式的重復數據刪除技術，以及為提高災備中心數據可靠性的高可靠重復數據刪除技術。

● 云存儲安全技術

在云災備應用環境中，用戶的數據存放在由云服務提供商管理和維護的服務器上，不再受用戶的直接控制，增加了數據的潛在風險。各種因素，如云服務提供商的系統故障、服務器被攻擊、云服務提供商內部人員的泄密或蓄意破壞等，都有可能造成用戶數據的泄密、損壞或丟失。可以說，數據安全已成為限制云災備在企業中進一步推廣和應用的關鍵因素，而云存儲安全技術則試圖解決云災備服務模式帶來的種種數據安全問題。云災備環境由三個參與方組成：用戶（云災備服務的使用者）、云服務提供商、可信第三方。完整性檢查和持有性證明技術和可問責技術是云存儲安全的核心。

● 操作系統虛擬化技術

除了數據級的災備，還應提供系統級的災備。即在將數據復制到云端的同時，也將受保護的應用程序的狀態復制到云端，當災難發生時可以立即切換到云端的應用程序運行，保證業務連續性。系統級災備是通過操作系統虛擬化和檢查點實現的。檢查點用來捕獲進程某一時刻的運行狀態，從而實現進程遷移。進程遷移既可以是用戶應用程序進程到云災備中心的遷移，也可以是云災備中心內部的虛擬機池間進程遷移，以實現根據前端用戶的需求自動地調節災備服務提供商有限的硬件與軟件資源，動態地、彈性的反應前端業務對災備的需求。當程序因故障中斷，如果不能保留其中間運行狀態，恢復后從頭運行將會帶來極大的消耗。檢查點技術能夠解決這個問題。通過保留各個進程的運行狀態，恢復時能夠復原到最近一次保留的數據映像。

隨著相關技術的發展和成熟，以及各行業數據中心、災備中心建設的深入開展，云災備必將發展成為中國災難備份市場的主流方式。下面以基于中國電信天翼云的數據保護和災備云管家為案例詳細介紹中小企業的解決方案。

3 基于天翼云的中小企業數據保護和災備云管家解決方案

3.1 中國電信天翼云存儲的優勢

用戶體驗好。通過與流量經營和管道加速技術結合，運營商的云存儲在同步體驗上可以更好，這是類似蘋果公司的iCloud等云存儲的重大缺陷，同步實在是太慢。

移動時代個人隱私數據越來越多，由于存在同業競爭，企業的經營數據也擔心被商業化云服務商竊取利用，因此信息安全需求強烈，中國電信的國企背景和整體基礎優勢非常明顯，“電信級安全”讓用戶更加放心。天翼云主打“安全、穩定、可靠”，機房、電源、無線網絡等均屬于電信，天翼云采取了多重加密技術，與SIM卡識別認證結合，更加強安全特性[6]。

服務整合能力更強。運營商本身就是一個龐大的生態體系，圍繞著運營商有各種各樣的廠商，其對第三方資源和服務的整合能力很強，例如整合手機廠商、加速服務商、安全廠商，給用戶更好的云存儲服務和周邊云服務。深圳市中科鼎創科技股份有限公司是中國電信的云存儲服務商核心合作伙伴，兩家聯合開發的云管家產品為中小企業提供了簡單易用、性價比極高的數據保護和災備方案。

3.2 云管家數據保護和災備解決方案

云管家定義為一款支持混合云環境，基于分布式架構的，面向中小企業市場的云運維服務類產品，產品主要包含云監控和云備份兩種功能，支持用戶通過手機APP查看和操作，如圖4所示。產品采用分布式C/S架構進行部署，具備高效、穩定、安全的特點。云管家主要目標客戶為中小企業以及初創企業，只要有異地云數據備份以及云主機性能監控需求的客戶都可以使用。云管家采用月租最低149元/月的服務形式提供給用戶，在同類產品市場上具備先進技術以及最高性價比的優勢。云管家提供支持混合云環境、可視化監控、超過百余項監控指標、自動化報警、一鍵式全自動部署安裝等功能，云備份采用快照技術實現快速備份和恢復的目的，用戶可根據自身需求自定義備份時間、備份頻率、保留版本來定制自己的備份計劃（如圖5所示）;同時產品支持增量和差異備份，減少備份帶來的系統和網絡開銷。無論客戶的主機在哪里，云上或者云下，云管家都可以自由地將監控數據和備份數據傳送至天翼云端客戶的私有云主機中。

4 結論

數據保護和災備是保護用戶數據資產及信息安全的核心技術，本文在回顧和預測中國數據保護和災備市場的基礎上，指出中小企業的市場潛力巨大但受制于成本高、操作復雜安全性低等限制無法滿足需求。云災備的重復數據刪除、存儲安全、操作系統虛擬化等技術的發展使得云災備逐步發展成為災難備份市場的主流方式。通過分析天翼云的用戶體驗、安全、整合能力三個方面的優勢，本文詳細介紹了基于天翼云的云管家系統，并給出中小企業數據保護和災備的借鑒案例。隨著云計算技術不斷成熟和應用推廣，基于天翼云的云管家產品后期的研究方向為混合云存儲技術、產品的易用性和存儲性能提升三個方面。

參考文獻（References）：

[1] 康春榮.數據安全項目案例：存儲與備份SAN與NAS容錯與容災[M].科學出版社，2004.[書籍]

[2] 陳秋喜.2018年數據保護及容災備份行業分析報告.百度文庫，2018.[電子文獻]

[3] 張冬.大話存儲—存儲系統底層架構原理極限剖析[M].清華大學出版社，2017.[書籍]

[4] 潘叒、潘耀都.云災備的現狀、應用與發展趨勢[J].數字技術與應用，2015第11期P194-195.[期刊]

[5] 張繼平.云存儲解析[M].人民郵電出版社，2013.[書籍]

[6] 不二.穩中求變 天翼云深耕安全云十年[J].互聯網周刊，2018年第19期P40-41[期刊]