Технология моментального копирования — улучшение доступности данных и их защиты

Что такое моментальное копирование

Технология моментального копирования от компании Infortrend

   Функциональное описание

   Создание снимков

   Другие операции над снимками

   Системный откат

   Главные особенности

   Применение и поддержка

   Преимущества технологии моментального копирования

Выводы

 

Сегодня RAID-хранилища обеспечивают постоянную и непрерывную доступность данных по формуле «24x7 круглогодично» в системах от среднего уровня до энтерпрайз-класса. За исключением плановых остановок, необходимых для обслуживания или апгрейда, какие-либо перерывы в работе подобных систем в настоящее время рассматриваются как чрезвычайное происшествие. Тем не менее возможны потери данных из-за искажений в системе или в самих данных либо просто по причине случайного разъединения кабеля. Поэтому решающее значение приобретает возможность быстрого восстановления ценной информации, например циркулирующей в кластерной системе, чтобы не нужно было тратить время и силы на рутинные операции резервного копирования. Поскольку потоки данных внутри организаций и между ними постоянно увеличиваются, то все более насущной становится потребность в таком подходе, который позволил бы существенно упростить и удешевить процедуры резервного копирования и восстановления утраченных данных.

Традиционная процедура резервного копирования — независимо от того, идет ли речь о дублировании или о зеркальном копировании — обычно производится после завершения работы приложения, чтобы избежать нарушения функционирования системы. Эта работа выполняется вручную и требует резервных хранилищ, объем которых равен или превышает объем источника данных.

В условиях стремительного роста потоков данных необходимо автоматизировать процедуру резервного копирования и сделать ее регулярной, выполняемой по графику. Эта процедура копирования/восстановления может повторяться с любой периодичностью: раз в час или даже раз в несколько минут. При использовании же традиционных методов рутинная процедура резервного копирования потребует в несколько раз больших объемов резервной памяти и значительных усилий администратора системы, а также применения ряда программных инструментов.

Что такое моментальное копирование

Моментальная копия — это «фотоснимок» размещения данных. Обычно при этом говорят о метакопии данных в специально зарезервированной области памяти, имея в виду, что сами данные не копируются в какую-то другую область памяти — копируются только индексы (указатели) того места, где данные фактически размещены. Эта процедура также называется PIT-копированием (point in time — момент времени) исходного тома. Если при этом используется технология COW (copy on write — копирование при записи) и создан снимок данных, то при попытке перезаписи данных на исходном томе программа моментального копирования (либо встроенная программа RAID-подсистемы, либо программа, выполняющаяся на хосте) сначала копирует блок оригинальных данных в новое место (в область памяти, специально предназначенную для снимков) и только после этого разрешает собственно операцию записи. Если приложение обращается к исходным данным, то таблица индексов указывает на новый адрес, если же следует обращение к снимку, то таблица указывает на исходный адрес в памяти.

 

Схема PIT-копирования

Схема PIT-копирования

Снимок представляет собой образ или логическую копию исходного тома. Он доступен серверам, включенным в SAN (storage area network — сеть связанных хранилищ), как отдельный том, однако всегда остается связанным с исходным томом. Используя технологию моментального копирования и COW-процедуру, можно создавать логические копии исходного тома, не занимая эквивалентного дискового пространства. Если снимок уже создан, то никакого дополнительного копирования данных не происходит и задача завершается мгновенно.

 

Процедура COW (копирование при записи)

Процедура COW (копирование при записи)

Когда происходит обновление блоков на исходном томе, то старые блоки перемещаются в область снимков данных. Когда хост посылает запрос на чтение конкретного снимка, система определяет, было ли изменение запрашиваемых блоков на исходном томе после создания снимка. Если блоки были изменены, то выполняется операция чтения с исходного тома; если же нет — считываются данные, хранящиеся в снимке.

 

Восстановление данных с нескольких томов снимков

Восстановление данных с нескольких томов снимков

Если существует один или несколько снимков, то все эти «фотографии» зависят как от данных на исходном томе, так и от процедур их обработки. Эти моментальные копии защищают хранящиеся данные от случайного или преднамеренного повреждения. С помощью технологии моментального копирования восстановление данных происходит одновременно с резервным копированием. Эта операция не влияет на характеристики системы и на скорость выполнения операций ввода-вывода по запросам приложений, выполняющихся на хосте. Системные администраторы или пользователи могут быстро восстановить утерянные данные, не прерывая работу системы.

Технология моментального копирования от компании Infortrend

Функциональное описание

Компания Infortrend планирует сделать моментальное копирование частью встроенного программного обеспечения. Перед тем как воспользоваться предоставляемыми этой технологией возможностями, системный администратор должен вручную назначить резервную область дискового пространства для хранения снимков данных, используя любую из поставляемых вместе с RAID-подсистемой утилит. Эта область служит банком снимков и связанных с ними служебных данных. Такое гибкое и удобное расширение функций RAID-системы дает пользователю возможность легко распределять дисковое пространство для операций моментального копирования.

После задания резервной области системный администратор может назначить дисковый том, с которого будут делаться снимки. Технология моментального копирования, развиваемая компанией Infortrend, обеспечивает возможность делать снимки со всех дисковых томов, причем для хранения этих снимков используется одна общая резервная область. Это позволяет специально не заботиться о назначении индивидуального резервного пространства для каждого дискового тома.

Создание снимков

Операция «фотографирования» может выполняться вручную или автоматически через указанные промежутки времени, если это определено при конфигурировании системы. Функция периодического «фотографирования» облегчает задачу защиты данных, делает ее легко реализуемой и надежно защищает данные в ходе выполнения операций ввода-вывода с тонкой структурой. Будут также предусмотрены опции, позволяющие пропускать и удалять пустые или бесполезные снимки, чтобы минимизировать дисковое пространство, используемое для их хранения.

Другие операции над снимками

Технология моментального копирования от компании Infortrend будет поддерживать такие операции над снимками, как их каталогизирование, поиск и переформатирование. Области снимков рассматриваются как виртуальные дисковые тома. Чтобы активизировать функцию восстановления снимков, администратору необходимо установить соответствие между виртуальными томами и номерами логических томов (ID/LUN) хоста и занести их в каталоги операционной системы. Если пользователь случайно удалит файл, то наличие каталогизированного виртуального тома облегчает задачу восстановления утраченного файла. Технология моментального копирования Infortrend позволяет установить соответствие между всеми снимками и номерами логических томов и обеспечить к ним доступ. При таком подходе характеристики системы ухудшаются незначительно, а процедура восстановления данных становится более гибкой.

Пользователь также может вручную удалить старые снимки или отсортировать их по заранее определенному алгоритму, чтобы освободить дисковое пространство, используемое для операций моментального копирования. Как и для создания снимков, компания Infortrend предлагает для этого настраиваемые опции, так что пользователь может сам определить стратегию удаления или чистки лишних снимков. Например, критерием удаления может стать время создания снимка, его объем (в процентах от действительного размера) или другие параметры. Можно также установить систему приоритетов. Пространство, занятое старыми снимками, после их удаления можно сразу же использовать — оно становится доступным мгновенно. При переформатировании снимка стираются все данные на виртуальном томе, однако остаются нетронутыми все связанные атрибуты снимка.

Системный откат

В случае катастрофического отказа, когда все системные файлы безвозвратно искажены или повреждены, администратор может воспользоваться функцией системного отката для полного восстановления системы. Время восстановления при этом зависит от объема дифференциальных данных, связывающих мертвый том и том снимков. Процедура системного отката перемещает все ранее сохраненные блоки данных и удаляет ненужные записи и конфигурации. В целях минимизации времени неработоспособности системы фактическое перемещение данных происходит в фоновом режиме.

Главные особенности

С помощью технологии моментального копирования от компании Infortrend пользователь может получать и сохранять в дисковой памяти снимки, относящиеся к определенному моменту. Главные особенности этой процедуры заключаются в следующем:

  • нулевая задержка — по сравнению с традиционными методами резервного копирования моментальное копирование — это гигантский шаг вперед в смысле эффективности, гибкости, надежности и легкости использования. Доступ к данным, их копирование и восстановление происходят значительно быстрее и проще, чем с применением магнитных лент. Моментальное копирование словно специально создано для онлайн-применения. Эта процедура позволяет получить инкрементальные и дифференциальные снимки данных с почти нулевой задержкой, так что нет необходимости приостанавливать работу системных приложений;
  • максимальное использование дискового пространства при минимальной стоимости — при применении технологии моментального копирования копия всего тома занимает лишь место, необходимое для хранения дифференциальных данных, фиксирующих изменение данных по отношению к исходному тому. Такой подход минимизирует расходование дисковой памяти, обеспечивая тем самым ее оптимальное использование для хранения информации;
  • мгновенно доступный виртуальный том — когда виртуальным томам, или томам снимков, присваиваются логические номера (ID/LUN), определяемые операционной системой хоста как физические дисковые тома. Как только они сконфигурированы, то сразу же становятся доступными всем серверам кластерной системы;
  • безопасность данных — виртуальные тома, или тома снимков, доступны только для чтения. Подобно «замороженным» дискам, они остаются полностью статическими и неискажаемыми копиями. Эта их особенность полностью отвечает требованию абсолютной целостности данных для применения в информационных архивах или для мгновенного восстановления информации. Пользователь может прямо обращаться к снимкам, чтобы восстановить данные, утраченные в результате ошибочного стирания, искажения или умышленного изменения;
  • расширение — конфигурируемое количество снимков может быть создано как PIT-копии или уровни снимков, в зависимости от объема зарезервированной дисковой памяти. Все заявленные компанией Infortrend возможности расширения для RAID-систем полностью применимы также к виртуальным томам, или томам снимков. Виртуальные тома могут динамически расширяться, чтобы разместить дополнительные снимки, если это необходимо;
  • моментальное копирование как периодическая задача — моментальное копирование выполняется автоматически с помощью специально разработанных программных инструментов и алгоритмов. Эта процедура может осуществляться в соответствии с параметрами — либо заложенными в сами инструменты, либо заданными вручную системным администратором. Конфигурируемые параметры автоматического моментального копирования включают значение временного интервала между двумя последовательными снимками, приоритеты различных событий, а также условия удаления устаревших снимков;
  • системный откат — технология моментального копирования от компании Infortrend разработана так, чтобы обеспечить мгновенное выполнение этой работы и облегчить задачу восстановления. В течение нескольких секунд можно восстановить историю целого тома, используя все существующие снимки. Высокая скорость выполнения этой операции достигается за счет быстрых обращений к снимкам на виртуальном томе и последующего сохранения обновленных данных на другом томе. Во время выполнения операции отката самый свежий том остается доступным для обращений к нему.

Применение и поддержка

Технология моментального копирования от компании Infortrend будет полностью совместима с технологическими решениями, инициирующими обращения к хранилищам данных со стороны хоста, такими как Microsoft Virtual Shadow Service (VSS). Хотя функции моментального копирования в технологии Infoprtrend будут выполняться без дополнительной программной поддержки, сами снимки будут доступны с помощью приложений, разработанных другими производителями, что делает эту технологию идеальной для построения интегрированных решений на основе различных продуктов схожего назначения от разных производителей.

Преимущества технологии моментального копирования

  1. Защита входных данных и полная сохранность важной и конфиденциальной информации.
  2. Повышенная доступность ресурсов памяти и данных пользователя.
  3. Экономия на покупке программ резервного копирования.
  4. Мгновенное восстановление объемных томов.
  5. Низкая стоимость обслуживания и быстрая окупаемость вложений.

Выводы

Технология моментального копирования — это быстрое, экономичное и удобное решение для защиты данных на уровне файлов и автоматического управления этой процедурой. С точки зрения пользователя, эта операция выглядит как полноценное резервное копирование, а копия доступна как реальный том данных. Запрос на чтение тома снимков выполняется одновременно с текущей задачей, не оказывая при этом влияния на исходный том и на общие характеристики системы. Сильно поврежденные тома могут быть восстановлены практически мгновенно, и, если это необходимо, свободное пространство может быть легко освобождено за счет удаления устаревших снимков. Простота и гибкость этой процедуры обеспечиваются за счет того, что все операции могут выполняться вручную системным администратором или автоматически с использованием встроенных программных инструментов.

Моментальное копирование станет отличным дополнением к богатым функциональным возможностям RAID-массивов Infortrend. В дополнение к базовым свойствам этой технологии, таким как PIT-копирование и копирование при записи (COW), компания Infortrend предлагает расширенные возможности управления виртуальными томами, которые можно рассматривать просто как RAID-тома. В совокупности с остальными средствами защиты данных внедрение моментального копирования поможет создавать еще более надежные, эффективные и дружественные к пользователю RAID-системы хранения данных.

 

2006 Infortrend Corporation

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 8'2006