Cloud Computing HCIE①-eBackup 备份

1.1 备份的基本概念

数据损坏一般分为两个方面：
1.物理损坏：存放数据的介质(磁盘或硬盘)损坏
2.逻辑损坏：文件层面删除或修改了数据
快照：快照保存的是索引数据，以是快照只能解决逻辑层面的数据损坏，无法解决物理存储介质损毁导致的数据丢失。即快照是一个轻量级的恢复计谋，对业务影响较小。
备份：(逻辑备份，物理备份)
逻辑备份： 例如Oracle利用exp/imp，数据泵expdp/impdp 备份数据
物理备份: 例如Oracle利用RMAN工具备份底层数据块，既解决逻辑备份，也完成物理备份
因此生产情况中都是物理备份为主，逻辑备份为辅。
快照和物理备份的区别：
1）快照是保存某一时候的状态，是逻辑上的备份；而物理备份保存的是底层数据块，是基于硬件的备份，更具有可靠性。
2）快照恢复相对较快，对业务影响较小；而物理备份复兴相对较慢，对业务影响较大。
1.2 容灾的定义

容灾是一种架构方案，它包罗了许多应用场景(本地高可用/双活/主备/两地三中心)，每一种方案都是为了保证业务的一连性。
本地高可用：

双活：

主备：

两地三中心：

总结：
备份是为了保证数据的完整性
容灾是为了保证业务的一连性
1.3 主流的备份软件

赛门铁克：Symantec 旗下2款备份产物
1.NBU：主要备份Linux Unix
2.BE： 主要备份Windows
华为的备份产物：eBackup 全称：BCManager eBackup(BCManager 是华为的灾备产物)
eBackup缺陷：只能备份整个假造机以及假造机磁盘；无法备份文件及业务数据。
华为的容灾产物：eReplication 全称：BCManager eReplication
不但支持假造化还支持云情况下以及各种数据库容灾
（另外另有一个只能做假造化容灾，不能做云容灾的产物：UltraVR）
1.3 备份计谋

1.完全备份：天天做一次备份；
优点：恢复数据时间最快且使用某一个备份文件即可恢复；
缺点：备份数据占用磁盘量最大。
2.增量备份
累计增量备份：初次做全备，从第二次开始，只备份上次全备以来发生变革的数据；
优点：恢复数据时间较快
缺点：占用磁盘空间较多
差异增量备份：初次做全备，从第二次开始，只备份上次备份以来发生变革的数据
优点：占用磁盘空间最小
缺点：恢复数据时间较慢

穿插备份：相对提升了备份还原速度以及减少了磁盘占用空间

1.4 备份窗口

备份窗口指的是在不影响业务的条件下，能够对业务数据进行备份的时间间隔，大概说用于备份数据的时间段。
例如：本公司业务在每晚11点停止，第二天8点钟上线，那么对于这个业务来说，它的备份窗口就是9小时。
以是备份计谋一般都必须综合各种因素，好比备份窗口和组网等。
1.5 备份介质

机器磁盘（5400/7200/15000）、SSD固态硬盘、磁带库、云存储等
磁带库备份一般来说会先将磁带写满再做离线归档，而且不会重复写入数据，如许做的缘故原由是防止备份数据被病毒感染以及使磁带保存时间更长。
相对磁盘而言，磁带性能较慢，但胜在安全和存储时间较长。

数据备份到磁带库步骤：
①数据先写入到磁盘中
②数据备份到备份存储中(D2D)
③最后从备份存储中将数据归档到磁带库(D2T)
1.6 容灾指标

RTO：恢复时间目的
客户能接受的最长业务停止时间，RTO越小意味着业务停止后恢复速度越快。
RPO：恢复点目的
客户能接受的最大数据丢失量，RPO越小意味着数据丢失量越少。
RTO计算方法：业务从停止到恢复的时长
RPO计算方法：需要重建的数据的大小
1.7 eBackup体系架构

备份服务器向备份代理下发备份使命，备份代理吸收从生产存储传过来的备份数据并写入备份存储。
1.8 eBackup组网方式(摆设场景)

1.8.1 LAN-Base组网

LAN-Base备份场景：
备份流程是备份控制流和备份数据流都走LAN网络，适合于备份数据量小，
对备份窗口没有特殊要求的场景。
特点：充分利用现有网络，节省投资；对装备要求低。
LAN-Base备份流程：
1)备份服务器通过前端lan网络发送备份指令到备份代理；
2)备份代理会向vrm下达备份指令，vrm会关照假造机所在cna打快照，由VIMS指定vhd文件拍快照；
cna的hcagent关照备份代理快照打完了，备份代理下载快照中的数据备份到备份存储中；备份竣事后，删除快照归并。

1.8.2 LAN-Free组网

LAN-Free备份场景：
备份流程是备份控制流走lan网络，备份数据流走后端san网络，
适合于备份数据量大，对备份窗口要求严格的场景。
特点：需要单独规划一个存储网络，成本高。
但是数据流走的存储网络，不会对主机业务造成影响。
LAN-Free备份流程：
1)备份服务器通过前端lan网络发送备份指令到备份代理；
2)备份代理将指令发送到生产端，若生产存储为假造化存储，vrm会关照假造机所在cna打快照，若生产存储为FusionStorage，则由FusionStorage本身拍快照；
3)备份代理挂载快照，将数据写入备份存储；备份竣事后，删除快照归并。

1.9 eBackup备份恢复原理

eBackup初次采用全量备份，后续采用永久增量备份。
在一个备份过程中，备份对象产生的全部备份映像会按照时间顺序形成一个备份链，该备份链上的备份对象均根据同一个备份对象产生，且存储在同一个存储库中。

上图是在不同时候对某一磁盘分别执行3次备份后，天生的3个备份映像。A，B，C，D，E，F为备份映像中的备份数据块。
第一次备份为全量备份，天生备份映像1；后续备份均为增量备份，天生备份映像2,3。
第二次增量备份时，磁盘上数据块B，C发生变革，则备份映像2中天生新的备份数据块B1，C1；数据块A，D未发生变革，则备份映像2中引用备份映像1中的备份数据块A，D。
第三次增量备份时，磁盘上数据块D发生变革，则备份映像3中天生新的备份数据块D1；数据块A，B1以及C1未发生变革，则备份映像3中引用备份映像2中的备份数据块A，B1以及C1；在第三次增量备份时，磁盘上新写入数据块E，F，则备份映像3中天生新的备份数据块E，F。
当某一备份映像被删除后，该备份映像中被引用的备份数据块不会被删除，别的备份数据块将被删除。如：删除备份映像2时，备份映像1在使用数据块D，数据块D不会被删除；数据块A，B1，C1被备份映像3引用，不会被删除。
1.9.2 无合成增量恢复

eBackup恢复数据时，无需将多个备份映像的数据块合成到一个备份映像，每一个备份映像均是一个“假造”的全备映像，且恢复数据时采用增量恢复。

上图为某一时候磁盘数据块C1，F损坏，采用备份映像3恢复磁盘数据。
恢复数据采用增量恢复，即只恢复磁盘损坏这一刻的数据与备份映像有差异的数据块。好比上图依赖备份映像3对磁盘进行恢复，只需要恢复数据块C1，F。
利用备份映像对磁盘进行恢复时，恢复前无需做备份映像数据块的合成；好比上图恢复时无需将备份映像3中的数据块与2中的A，B1，C1数据合成；缘故原由是备份映像3本身即可看作一个“全量备份”。
增量备份，默认情况下，初次采用的都是全量备份，后面全部采用差异增量备份。问题：每次增量备份的时候，eBackup它是怎样知道上次备份到什么地方了呢？怎样知道哪些数据块发生变革了呢？
答：依赖CBT技能/快照对比技能

1.9.3 CBT技能及原理

CBT（Changing Block Tracing）：
变更数据块跟踪，是基于假造机快照的一个技能，是对假造存储块的变革进行实时跟踪，并将变革块对应的备份版本号保存到CBT文件中。灾难恢复时，根据还原点备份版本号与当前CBT文件中备份版本号的差量位图，使用备份文件恢复变革的假造存储块。
变更数据块跟踪 (CBT)原理：
1）跟踪对假造机所做的更改，仅备份变更的数据块 ；
2）可将 CBT 用于恢复，仅恢复变更的数据块；
变更数据块跟踪 (CBT)技能特点:
1)备份时间最短：只发送真正唯一的变更数据，从而使网络流量和备份时段均降至最低。
2)恢复时间最短：恢复到原假造机时，仅恢复自目的恢复点备份以来发生变更的数据块，显著减少恢复时间。
当我们开始对假造机/磁盘/业务数据进行备份的时候，业务系统中会产生四个文件，分别是内存位图、快照对应的增量磁盘(差分卷)、CBT文件、CBT复制文件。
内存位图在这里的作用是：内存中的数据是否发生变更。如果内存中对应的数据块发生变革了，那么对应的内存位图就会标记为“1”；如果没有变革，那么内存位图就标记为“0”。

CBT版本号：(利用版本号精准定位差异备份数据)
CBT文件中用以纪录每个数据块变更情况的序号。每个数据块的CBT版本号采用4Byte进行纪录，跟随CBT文件号进行变更。CBT版本号的引入，使CBT备份可支持累积增量式备份和差异增量式备份，使备份和恢复更加机动。
1.9.4 快照对比技能

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