[云计算]HCIECloud 云计算灾备 华为灾备技术

作者: SkyBiuBiu


目录

  • [一、BCManager]
  • [1.1 华为灾备产品演变]
  • [1.2 BCManager的作用]
  • [二、eBackup 备份]
  • [2.1 eBackup是什么?]
  • [2.2 eBackup的作用]
  • [2.3 eBackup的角色]
  • [2.4 eBackup组件交互]
  • [2.5 eBackup的网络平面]
  • [2.6 eBackup的组网方式]
    • [2.6.1 LAN-Base]
    • [2.6.2 LAN-Free]
    • [2.6.3 两者区别]
  • [2.7 eBackup使用的技术]
    • [2.7.1 CBT]
    • [2.7.2 快照比对]
    • [2.7.3 两种技术对比]
    • [2.7.4 重删技术]
    • [2.7.5 文件级细粒度恢复]
  • [2.8 eBackup的使用过程]
  • [2.9 eBackup控制流\&数据流走向]
    • [2.9.1 LAN-Base组网的走向]
    • [2.9.2 LAN-Free组网的走向]
  • [2.10 eBackup备份流程]
  • [三、eReplication 容灾]
  • [3.1 eReplication是什么?]
  • [3.2 eReplication组网方式]
    • [3.2.1 主机层复制]
    • [3.2.2 存储层复制]
    • [3.2.3 两者区别]
  • [3.4 容灾相关技术]
    • [3.3.1 IO Mirror]
    • [3.3.2 远程复制]
    • [3.3.3 HyperMetro]
  • [3.5 容灾中的概念]
    • [3.5.1 站点]
    • [3.5.2 主机和主机组]
    • [3.5.3 保护组]
    • [3.5.6 保护对象]
    • [3.5.5 保护策略]
    • [3.5.6 恢复计划]
    • [3.5.7 VRG]
    • [3.5.8 占位虚拟机]
  • [3.6 容灾配置流程]
  • [3.7 容灾相关概念]
    • [3.7.1 容灾测试与清理]
    • [3.7.2 故障恢复]
    • [3.7.3 计划性迁移]
    • [3.7.4 重保护]
  • [3.8 容灾全景图]
    • [3.8.1 本地生产中心]
    • [3.8.2 同城生产中心]
    • [3.8.3 远程生产中心]


参考:

  • [容灾管理 - OceanStor BCManager 6.5.0 eReplication 用户指南 02 - “华为” (huawei.com)]

一、BCManager

1.1 华为灾备产品演变

备份产品:HyperDP ——> OcenStor BCManager eBackup(目前叫eBackup)

容灾产品:UltraVR ——> OcenStor BCManager eReplication(目前叫BCManager)

1.2 BCManager的作用

OceanStor BCManager是面向企业DC存储容灾业务的管理软件,实现容灾、双活、两地三中心等容灾环境的管理,具备多种数据库应用与虚拟化环境的容灾管理功能。

二、eBackup 备份

2.1 eBackup是什么?

eBackup: 华为的一款备份软件,使用了++CBT和快照比对技术++,可针对FC/Vcenter中的虚拟机提供数据保护,可以精确到对VM的某个磁盘进行保护,文件级别恢复精确度。

2.2 eBackup的作用

  • eBackup基于虚拟机/磁盘快照、CBT(Change Block Tracing)和快照比对技术,对虚拟化,公有云,私有云以及混合云四种场景下的数据提供全面的保护。

  • eBackup支持虚拟化场景下,虚拟机及磁盘数据的备份恢复。

    2.3 eBackup的角色

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备份服务器:提供一个web页面,负责备份和恢复等任务的调度与监控,备份存储和生产系统的管理,并直接接收和响应用户的请求(通常主备部署)。

  • 一个eBackup备份系统中有且仅有一个备份服务器;
  • 备份服务器同时具备备份代理的功能;

备份代理:负责接受备份服务器下发的备份和恢复等任务,与生产系统和备份存储直接交互,用以执行任务。

  • 当备份业务多、备份数据量大的时候,建议规划多套备份代理;
  • 备份代理接收到备份或恢复任务后,将指令下发给VRM、vCenter或者存储设备;

备份存储:

  • 支持CIFS、NFS、SAN;
  • 都属于共享存储,某一备份代理损坏,其他的备份代理可以访问;

生产系统:

  • FusionCompute:CNA + VRM
  • VSphere:VCenter + ESXi

生产存储:

  • 虚拟化存储(CBT)

  • FusionStorage(快照比对)

    2.4 eBackup组件交互

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2.5 eBackup的网络平面

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管理平面:

  • 备份管理平面:管理员终端、备份服务器、备份代理
  • 生产管理平面:备份服务器、备份代理、生产系统(如VRM/CNA)

存储平面:

  • 生产存储平面:主机节点、生产存储
  • 备份存储平面:备份服务器、备份代理、备份存储

内部通信平面:

  • 备份服务器与备份代理之间的通信

    2.6 eBackup的组网方式

看生产存储平面和备份存储平面是否规划在一起,分两种组网方式:

  1. LAN-Base:仅支持生产存储为虚拟化数据存储,

  2. LAN-Free:支持生产存储为虚拟化存储和FusionStorage

    2.6.1 LAN-Base

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支持存储类型: 仅支持生产存储类型为++虚拟化数据存储++

LAN-Base组网: 此类型组网++以现有IP网络为基础++,配置一台服务器作为备份服务器,由它负责整个系统的备份操作。而备份介质接在某台服务器上,在数据备份时备份对象把数据通过网络传输到备份介质实现备份的。

优点:充分利用现有的IP网络,节省经费,集中备份管理,对设备要求较低。

缺点:占用较大的现有网络带宽,备份性能受限,会占用业务主机的CPU、内存资源。

2.6.2 LAN-Free

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支持存储类型: 可支持生产存储类型为++虚拟化存储++ 和++FusionStorage++。

LAN-Free组网: 此类型组网++以SAN网络为基础++。基于SAN的备份解决了传统备份方式需要占用LAN带宽的问题,数据流通过后端SAN存储网络传输。

优点:对业务网络影响小,备份性能好。

缺点:FC设备比较贵,会增加对网络的投资,对设备的要求较高,对生产主机性能有影响(CBT技术,在备份的过程中会消耗主机的资源)。

2.6.3 两者区别

  1. 是否占用LAN网络:LAN-Base备份数据经过LAN网络,而LAN-Free的备份数据只经过SAN网络。

  2. 支持的生产存储类型:LAN-Base只支持虚拟化存储,而LAN-Free可支持虚拟化存储和FusionStorage。

  3. 是否需要改造现网:LAN-Base不需要改造(现有LAN网络),LAN-Free需要改造(SAN网络)。

    2.7 eBackup使用的技术

    2.7.1 CBT

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CBT:Change Block Tracerting 改变块追踪技术。该技术通过位图的方式跟踪记录数据块的变化,即标记了自上次备份后发生变化的数据块。在下次备份的时候,根据CBT查找数据有变更的数据块,实现增量备份的功能。

CBT技术在备份中的体现:

  • 第一次备份,全量备份。eBackup备份管理系统对磁盘启动第一次备份任务,默认执行全量备份,将磁盘中全部数据进行备份。
  • 后续的备份,增量备份。eBackup备份管理系统对磁盘启动后续备份任务,默认执行增量备份。通过生产端提供的CBT方式获取前后两次备份之前的数据变更信息,从磁盘中取出有变更的数据进行备份。

详细解读:

参考:华为云计算学习:备份之CBT技术_杨仕虎的博客-CSDN博客_cbt备份

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2.7.2 快照比对

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快照比对:顾名思义,两个快照之间的差异对比(上一次备份的快照和变更后的快照作对比),以卷地址的形式反映两者之间的数据差异。

快照比对在备份中的体现:

  • 第一次备份,全量备份,eBackup备份管理系统对磁盘启动第一次备份任务,默认执行全量备份,将磁盘中的所有数据进行备份。

  • 后续的备份,增量备份,eBakcup备份管理系统对磁盘启动后续备份任务,默认执行增量备份,通过比对前后两次快照获取变更数据块,从磁盘中取出变更的数据块进行备份。

    2.7.3 两种技术对比

| 备份方式 |                    适用场景                    |                    对比说明                     |
|------|--------------------------------------------|---------------------------------------------|
| CBT  | FusionSphere(虚拟化存储)、VMware 说明:备份时自动开启CBT功能 | 生产端不保留快照,对存储空间占用比较小;eBackup备份系统获取数据变更信息速度快。 |
| 快照比对 | FusionSphere(FusionStorage)、存储设备的LUN       | 生产端保留快照,对存储空间占用比较大;eBackup备份系统获取数据变更信息速度慢。  |

补充:

  • CBT技术通过CBT文件记录版本号,区别增量数据和差异数据。

  • CBT技术调用ROW快照技术来定格数据,保证数据一致性。

  • 快照比对技术也通过ROW快照技术来定格数据,并记录增量数据,用于下次增量备份。

    2.7.4 重删技术

重复数据删除技术:原始数据切块计算指纹值,指纹值相同的数据块只存储一份,大大节约了存储成本。

2.7.5 文件级细粒度恢复

文件级细粒度恢复:仅支持虚拟化存储、仅支持生产主机使用多路径的场景,无需把所有备份数据传回生产段,仅需将需要恢复的文件进行回传。

2.8 eBackup的使用过程

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计算侧:

在FusionCompute界面中创建接口对接用户

备份侧:

添加受保护环境(VRM的IP、对接用户的账户密码)

添加备份存储(创建存储单元—>创建存储池—>创建存储库)

添加策略(创建保护集—>添加备份策略—>恢复计划)

当需要恢复时:

按照恢复计划可以立即或者按照周期执行任务。

2.9 eBackup控制流\&数据流走向

2.9.1 LAN-Base组网的走向

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(存储类型为虚拟化存储,控制流数据流均走LAN网络)

控制流:

管理员Web—【备份管理平面】—> 备份服务器 —【内部通信平面】—> 备份代理 —【生产管理平面】—> VRM —> CNA

由CNA对需要备份的虚拟机下发快照指令,然后原路返回快照所在的数据存储的++块设备的SCSI_ID++给备份代理。

数据流:

备份代理—【生产管理平面】—> CNA —【生产存储平面】—> 生产存储

由CNA在生产存储获取需要备份的数据,原路返回给备份代理,由备份代理写入备份存储中。

2.9.2 LAN-Free组网的走向

注意:看使用的存储是什么类型的,如果是++FusionStorage的话需要和FSM进行交互++。 image-20210711172716633

(存储类型为虚拟化存储或FusionStorage,控制流走LAN网络,数据流走SAN网络)

控制流:

管理员Web—【备份管理平面】—>备份服务器—【内部通信平面】—>备份代理—【生产管理平面】—>VRM—>CNA

然后CNA给需要备份的虚拟机下发快照指令,之后返回快照所在的数据存储所对应的数据块SCSI_id。

备注:如果是FusionStorage的话,需要通过生产管理网络和FSM交互,由FSM给FSA下发相应的控制指令。

数据流:

生产存储—【SAN网络】—> 备份代理—【SAN网络】—> 备份存储

备份代理执行写操作,将需要备份的数据写入备份存储中。

控制流的最后会返回一个SCSI_id,然后备份代理会尝试通过iSCSI连接生产存储获取数据执行写备份操作。

2.10 eBackup备份流程

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操作流程分为两大阶段:

  • 准备环境:
  • 增加受保护环境
  • 创建存储单元
  • 创建存储池
  • 备份
  • 创建存储库
  • 创建保护集
  • 创建备份策略
  • 创建备份计划

三、eReplication 容灾

3.1 eReplication是什么?

eReplication:eReplication是一款基于华为存储复制、快照、双活、克隆以及FusionSphere主机复制等特性,保证上层应用数据一致性,针对华为典型容灾解决方案,提供可视化、流程化、简单、快捷的操作与监控平台的灾备管理软件。

3.2 eReplication组网方式

3.2.1 主机层复制

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应用场景:

  • 无法使用存储层复制

  • 保护的最小单位为++虚拟机++

  • 被保护的对象为服务器虚拟化场景中的虚拟机

    3.2.2 存储层复制

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应用场景:

  • 生产站点和容灾站点同为华为存储

  • 保护的最小单位为++LUN++

  • 实现同步远程复制(RPO=0)

  • 被保护的为私有云场景下的虚拟机

    3.2.3 两者区别

  • 主机层复制要求是FusionCompute;存储层复制要求两边是华为存储。

  • 主机层复制的VRG是周期复制,RPO>0;存储层复制可以同步/异步远程复制,如果是同步远程复制,RPO=0。

  • 主机层复制要求两端的VRG复制网络平面能通信;存储层复制要求两端存储平面能通信。

  • 主机层复制VRG需要占用一定的资源。

  • 主机层复制BCManager需要管理VRG;存储层复制BCManager需要管理存储。

  • 主机层复制保护对象是虚拟机(更为灵活);存储层复制保护的对象是LUN。

    3.4 容灾相关技术

    3.3.1 IO Mirror

IO Mirror:通过虚拟化平台主机层进行IO捕获与复制,实现数据的远程复制(主机层)。

3.3.2 远程复制

远程复制:基于LUN级的数据镜像远程复制,分为同步/异步远程复制(存储层)。

3.3.3 HyperMetro

HyperMetro:在两个数据中心各部署一套华为OceanStor V3/V5存储,部署为双活模式,为两数据中心业务主机提供读写服务,若任意数据中心故障,数据零丢失(存储层)。

3.5 容灾中的概念

3.5.1 站点

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站点:容灾管理系统的资源组织单位,用户可以在站点内或站点间配置容灾保护业务。

  • 按位置划分为:本端站点、远端站点。

  • 按角色划分为:生产站点、灾备站点。

    3.5.2 主机和主机组

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主机:生产/灾备站点中的应用服务器,分为生产主机和灾备主机。

主机组:同类主机的集合,通常时同一个型号、同样OS版本、同种业务类型等…

3.5.3 保护组

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保护组:容灾系统进行容灾保护的业务对象。

  • 由保护对象和保护策略组成。

  • 可分别为数据块、本地主机文件系统、LUN、NAS、VM等各种对象创建保护组。

    3.5.6 保护对象

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保护对象:以保护组为LUN为例,保护对象就是某个站点下某个数据存储的LUN。

3.5.5 保护策略

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(以保护组为LUN为例子)

保护策略:容灾系统对保护对象进行容灾保护的方式和调度策略,创建保护组的时候自动生成。

3.5.6 恢复计划

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恢复计划:容灾系统进行容灾恢复的业务对象。

3.5.7 VRG

VRG:Virtual Replication GateWay 虚拟复制网关

  • 加密、压缩VM的IO,周期性打包发送到远端站点。

  • 接受远端站点数据,并将数据路由发送到指定的主机。

  • 提供复制策略下发、状态查询等管理接口。

    3.5.8 占位虚拟机

占位虚拟机:与保护虚拟机配置、规格一致的一台VM。

  • 占位虚拟机只有CPU、内存,没有硬盘。

  • 当被保护的虚拟机挂了的时候,占位虚拟机会挂载容灾节点用于和生产站点进行数据同步的LUN,然后启动,将数据拉起来。

    3.6 容灾配置流程

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3.7 容灾相关概念

3.7.1 容灾测试与清理

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容灾测试与清理:在灾备站点给从生产段同步过来的数据做一个快照副本,映射到业务主机,测试看能否正常拉起业务。测试完后清理掉这个快照副本,不占用灾备站点的空间。

3.7.2 故障恢复

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故障恢复:生产服务器挂了后,将灾备存储设置为可写,映射LUN恢复业务。

3.7.3 计划性迁移

计划性迁移:当生产站点即将停机(更新或者测试),将生产站点的数据同步到灾备站点,利用灾备站点临时对外提供服务,将生产站点关闭。

3.7.4 重保护

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重保护:一般建立在计划性迁移的基础上,进行生产站点和容灾站点角色的切换。

3.8 容灾全景图

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华为容灾全景图:根据保护距离、范围分为三个层次的容灾保护方案

3.8.1 本地生产中心

本地容灾方案:本地生产中心内的两个机房、两个机柜之间做容灾系统。

  • 本地高可用方案: 使用++HyperMetro技术++,两套系统同时提供业务。

  • HyperMetro双活,RPO=0,RTO=0。

  • 主备容灾解决方案(同步): 使用++同步远程复制技术++,一主一备。

  • 同步远程复制,RPO=0,RTO>0。

    3.8.2 同城生产中心

同城容灾方案:同个城市的两个数据中心,相距不超过300KM的容灾系统。

  • 同城双活解决方案: 使用++HyperMetro技术++,两套系统同时提供业务。

  • HyperMetro双活,RPO=0,RTO=0。

  • 虚拟化网关复制方案: 通过++VRG++,实现主机层复制。

  • VRG周期性同步,RPO>0,RTO>0。

  • 主备容灾解决方案(同步/异步): 使用++同步或异步远程复制技术++,一主一备。

  • 同步远程复制,RPO=0,RTO>0。

  • 异步远程复制,RPO>0,RTO>0。

  • 三镜像容灾解决方案:Smartvirtualization + Hypermirro + Hypermetro

    3.8.3 远程生产中心

远程容灾解决方案:距离大于300KM,可超过3000KM的远程容灾系统。

  • 虚拟化网关复制方案: 通过++VRG++,实现主机层复制。

  • VRG周期性同步,RPO>0,RTO>0。

  • 主备容灾解决方案(异步): 使用++异步远程复制技术++,一主一备。

  • 异步远程复制,RPO>0,RTO>0。

  • 云容灾解决方案:通过云容灾服务进行容灾保护。

  • 两地三中心容灾解决方案:两个城市,三个数据中心。

  • 级联:本地——同城——远程。

  • 并联:本地——同城,本地——远程。

    原文创作:SkyBiuBiu

    原文链接:https://www.cnblogs.com/Skybiubiu/p/15000268.html

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