多平台数据容灾系统的研究与设计摘要：基于对Windows和Linux平台卷管理系统的特性分析，提出一种基于卷复制的数据容灾系统模型，并论述了其系统结构、工作原理以及关键技术。该系统的主要特点是采用模块嵌入技术实现系统与平台的有机结合，同时支持多种复制模式以保证数据的一致性，通过加密、压缩传输以提高数据安全性并降低带宽要求，另外提供灾难恢复机制，保证了主数据系统在遭受灾难的情况下可以方便地迁移和回迁。理论和实验均证明，本数据容灾系统较好地保证了数据可靠性和可用性。关键词：数据容灾；多平台；模块嵌入；远程复制；灾难恢复??中图法分类号：TP334.5文献标识码：A：1001―3695(2007)02―0215―04数据资料已经成为企事业单位的无形资产和重要财富，所以当遭受地震、洪水、台风、恐怖袭击等重大灾害，以及发生大范围停电、网络中断、硬件故障等事故时就会由于数据丢失破坏而造成重大损失。因此，考虑到大范围内灾难或故障发生的可能性，利用现有存储设备资源为大量Windows和主流Linux平台用户制定完备的容灾方案，构建简单、经济、可靠的容灾系统，增强系统的抗灾能力，最大限度地减少损失有着十分重要意义。远程复制是实现数据容灾的主要手段，实现方法通常分为硬件和软件两种。前者以磁盘阵列间磁盘块的复制为代表，具有通用性强,对应用程序影响小的特点，但是系统构建成本比较昂贵；后者主要是文件复制和应用程序对象复制，实现起来相对经济但通用性较差，例如文件复制系统就不适用于数据库的复制。国际上知名的研究机构和IT公司纷纷围绕远程复制展开数据容灾的研究，特别是EMC，VERITAS，IBM等知名公司先后推出其远程复制产品，其中VERITAS面向Windows平台推出了StorageFoundation4.0，但价格较高，而Linux平台数据容灾软件产品还较为缺乏。??考虑到当前Windows和主流Linux平台均提供卷管理机制，本文提出了基于卷的块级别远程复制的多平台数据容灾系统。它较好地融合了上述两类远程复制系统的优点，达到了较好的性能要求，且通用性强、经济适用、操作简单，完全利用软件在TCP/IP网络环境中构建了一个远程、动态的数据容灾系统。实验表明，本文提出的数据容灾系统方案是有效的，有助于提高数据的可靠性和可用性，降低用户存储管理的复杂性和难度，从而控制总体拥有成本（TotalCostofOwnership，TCO）。??1系统概述??1.1容灾与卷管理??定义1:通过在异地建立和维护一个备份系统，利用地理上分散性来保证系统对于灾难事件的抵御能力的技术称为容灾（DisasterTolerance）。??容灾系统分为数据容灾和应用容灾两个层次。前者指建立一个异地的数据系统，作为本地关键应用数据的一个备份；后者则是在前者基础上，在异地建立一套完整的与本地应用系统相当的备份应用系统（可以互为备份）。在容灾的两个层次中，多平台数据容灾系统考虑到成本问题，采用了数据容灾方案。??定义2:在现有块设备的基础上虚拟出逻辑设备层，对逻辑设备进行划分的基本单位称为卷或逻辑卷（Volume或LogicalVolume），也称为分区。??Windows平台由动态磁盘（DynamicDisks）充当逻辑卷管理器，它是一种分区表机制，能够方便地支持多分区系统中的分区大小调整以及新分区的创建，而主流Linux平台如Redhat所提供的逻辑卷管理器（LogicalVolumeManager，LVM）[1]已经成为其内核的一部分，两者均提供对多硬盘系统的卷管理机制，在其所管理的逻辑卷上均可创建文件系统或数据库系统。??利用Windows和Linux在逻辑设备层进行管理的特点，多平台数据容灾系统分别嵌入自行设计的远程复制模块，以磁盘块(Block)为基本数据复制单位，实现数据的远程复制，并进而实现灾难的有效处理。整个复制过程独立于具体的数据类型，因此操作透明，管理简单，通用性很强。??1.2拓扑结构与系统框架??定义3:多平台数据容灾系统可以将一个平台（如Windows）上的数据复制到远程多个相同的平台上，前者称为主数据系统（PrimaryDataSystem），后者则称为从数据系统（Secon-daryDataSystem）。一对相同平台的主从数据系统称为一个复制组（ReplicationSet）。??通常情况下，多平台数据容灾系统按照图1分别构建Windows平台服务器之...