备份和恢复结构的SAN化

PCI Express 固态硬盘 (SSD)：趋势和机会.pdf 点击下载

一个基于纤维管路的存储区域网络(FC SAN)从根本上改变了备份和恢复(B/R)的结构。它使具有高伸缩性的平行B/R解决方案成为可能，在2004年将需要用它来满足数据量的增长率的要求。各机构必须调节他们的FC SAN投资并转向以 FC SAN为中心的B/R结构。

    META趋势: 对于可获得的信息的要求将要求通过统一的管理但分散的执行进行强大的灾难恢复(DR)以及备份和恢复(B/R)。到2002/03年, 大多数Unix/NT应用程序将被被包含在大型机的DR计划中。 在2003/04年, 随着数据量的增加 (200%-300%/年), 用户必须使用智能存储，高度平行的磁带解决方案和基于纤维管路的存储区域网络(SAN)减少B/R窗口。

    在线上存储的迅速增长的推动下 (每年增长200%-300%), IT机构正转向智能外部磁盘阵列来快速可靠地提供磁盘储存同时控制存储成本。这些外部磁盘阵列越来越多地通过一个专门设计用来有效地传输储存流量的网络连接在服务器上。在Unix和NT系统中, 最受青睐的(我们预计，它到2004年将占主导地位)存储区域网络(SAN)结构是封装在一个交换纤维管路结构中的小型计算机系统互连(SCSI)。

    虽然大多数IT结构或在使用或在计划一个基于纤维管路的存储区域网络(FC SAN)来连接服务器到外部磁盘子系统，很少人认识到，它可能给他们的备份和恢复(B/R)结构带来的好处。FC SAN是用来满足2004年巨大的数据增长速度（10倍-100倍）的要求所需要的具有高伸缩性的平行磁带B/R解决方案的生效技术。

    到2002/3年，, 最优方法的B/R结构将使采用成熟的FC SAN的动机变为实现中央管理的B/R (包含FC SAN上的Unix和NT服务器)，使它可以将效力以最能影响磁盘和磁带间的传输的方式分布到服务器。这些磁带设备将被动态地从一个位于自动资料库的共享磁带机群分配到服务器。

    各机构在保持或降低持续的操作（缘于B/R中手动干预减少）成本时，将从增加的可用性（虽然B/R窗口减少）和降低的风险（缘于更强大的可靠的B/R）中受益。为了实现这些好处，IT机构必须开发和执行一个计划来将现有的B/R应用移动到一个以FC SAN为中心的结构中。因为B/R中对FC SAN的支持还不成熟 (例如，本地可获得的附加纤维管路的磁带传输有限）, IT机构必须确保他们没有采用有一定风险的技术。

    FC SAN通过同时排除SCSI的固定点对点连通，基于IP的LAN带宽和LAN备份服务器的伸缩限制所造成的局限根本地改变了B/R的结构。

    资源共享我们的研究显示在Unix和NT系统环境中，大多数磁带传输器局限于一台特定的服务器。这是用于附加一个磁带传输器到服务器上所使用的SCSI的固定点对点连通的性质的直接后果。这通常造成了大量的传输器（每个系统一个或更多），利用率低，而且不能与其它系统和应用程序进行调节。

    因为这些大量的磁带传输器和SCSI的距离限制(~30米), 要把所有这些设备容纳在一个共享的自动数据库中是不现实的，而且远程的储藏也不可行。因为自动机器的单位成本和将介质拿到装置外的需要，为所有Unix和NT系统提供自动机器是不现实的。因此，通常的做法（尤其是对NT和NetWare系统)是手动装入直接附加的磁带驱动器和从中取出。

    手动装入磁带，甚至当由电子介质管理支持时， 是对有效和可靠的操作的一个主要障碍。它增加了由于装入错误的介质或未装介质而产生的备份故障的风险。手动装入磁带要求操作员工执行重复的消耗时间的任务，大大增加了操作的复杂性，也大大增加了B/R的操作成本。

    相比之下，安装在FC SAN上的磁带传输器是一个共享资源，可以在备份工作期间动态地分配到服务器，然后由另一个服务器释放供使用。磁带传输器的使用率增加，所要求的磁带传输器的总数量减少。这使这些设备可以集中地放置在一个共享的自动数据库中。通过使用纤维管路的连通性范围(~10公里), 远程存储变为可行。好处是降低了操作的复杂性和成本以及增加了可靠性。

    虽然磁带传输器的动态分享可以使用LAN备份来完成 (用多个SCSI连接到一个多个磁带传输器备份到专门的服务器), 由于网络带宽和服务器伸缩的限制这对除适当数量的数据(快速以太网主干为+100 GB）外的所有数据都是不可行的。

    伸缩性通过使用许多并列的B/R流（例如，同时写入到许多磁带传输器）来大大降低B/R的时间是可行的。但是，磁带流量并不线性地取决于数据数据速率 (例如，输入数据速率的小幅降低可能造成磁带流量的大幅降低）。这是因为磁带的流量在不流动时会显著地降低（例如，当磁带因为无数据可写入必须停止和复位时）。如果因为平行的B/R流量的数量引起所有的流量降低到了所要求的输入速率以下，总B/R流量将显著下降。

    为了确保高度平行的B/R的伸缩性，从磁盘到磁带的完整的数据路径必须设计用来确保每个数据路径有足够的带宽来保证每个磁带的传输。

    在LAN备份中，数据路径很复杂，涉及许多不同的部件(例如, 磁盘，I/O控制器，主机，网络接口卡，集线器/开关，备份服务器，SCSI控制器和磁带传输器)。可能所有的备份流量将分享这些部件中的一部分 (例如，从备份服务器的以太网部分到SCSI控制器)。这可能成为整个B/R结构的总瓶颈，限制了备份服务器和它的以太网部分的总流量的伸缩性。

    有了FC SAN B/R, 数据路径更简单了，排除了许多潜在的瓶颈。一个交换FC SAN可在每台服务器和磁带传输器之间创建直接（专门）连接，不与所有的备份流共享，避免了单一的B/R瓶颈。 在无主机的B/R中, 数据路径甚至更简单，因为主机被取消，备份是直接从磁盘到磁带的一个延伸的拷贝。结果，基于FC SAN的备份可以随着磁带传输器的数量近乎线性地伸缩。

    为了利用FC SAN的充分潜在好处，IT机构必须从现有的B/R结构过渡，同时处理磁带传输器和B/R软件的现有局限。

    商业影响: 企业在保持（或降低）持续的操作成本和提高业务的连续性的同时，将从增加的可用性和减少的风险中收益。

    概要: 一个基于纤维管路的存储区域网络(FC SAN)从根本上改变了备份和恢复(B/R)的结构并使具有高伸缩性的平行磁带B/R解决方案成为可能。随着他们的SAN动机的成熟，各机构应转向一个以SAN为中心的B/R结构。