資料來源:iThome整理,2018年6月

複本資料管理(CDM)這項技術,可說是「以新辦法來解決老問題」,以及「適當組合既有技術,創造出全新應用型態」的典範。

參考Gartner的定義,CDM的運作可分為三段:

(1)在線上生產環境,透過快照技術為原始資料獲取具備一致性的複本。

(2)透過遠端複製技術,將快照複本傳送到獨立的第二線儲存設備上,產生「黃金複本(golden image或golden copy)」。黃金複本的格式與來源端原始磁碟格式相同,等同於特定時間點下的原始資料。

(3)以「黃金複本」為基礎,虛擬化出多個複本掛載給指定主機,分別用於備份還原、開發、測試等用途。

在技術上,CDM還須具備兩個特性:

● 支援異構環境:要涵蓋各式各樣不同應用環境的複本管理需求,CDM必須提供多種整合方式,例如透過API或代理程式,與各式各樣的作業平臺與應用程式整合。

● 儲存空間管理:一份原始資料,會產生多個時間下、分別用於不同目的的複本,使得複本管理需要龐大的儲存空間,因此CDM必須結合壓縮、重複資料刪除功能來提高儲存空間使用效率,還需與雲端或物件儲存等低成本儲存環境整合,以在必要時將複本轉移到後者保存,降低長期保存成本。

可以看出,CDM牽涉的核心技術,從快照、複製、磁碟虛擬化、異構環境支援,到儲存空間管理等,全都是現成的技術。但正是透過這些既有技術的組合,讓CDM能比現有的其他產品,提供更好的解決資料保護與複本應用。

雖然過去也有多種不同型式的產品,同樣也是透過快照、遠端複製等技術的結合,試圖提供更彈性的資料保護與複本應用,但各自都存在一些限制與不足,並未取得CDM這樣的成功。

CDM vs. 儲存陣列快照型遠端複製

在架構上與CDM最相似的一種資料保護產品,是基於快照的儲存陣列非同步遠端複製功能,例如NetApp SnapMirror與SnapVault。

以SnapMirror為代表的儲存陣列快照型遠端複製,和CDM一樣採用快照+複製的架構,先在來源端利用快照取得磁碟複本,然後將快照傳送到遠端站點成為鏡像複本,接下來依排程在來源端定期執行快照,從中比較各時間點複本的資料差異,再把差異傳送到遠端站點,更新鏡像複本的資料。

不過,SnapMirror只會在遠端維持一份最新狀態的鏡像複本(新資料會覆蓋舊資料),必須另外對這個遠端複本執行快照或Clone,來取得多時間點狀態的複本,不如CDM便利。NetApp另一個基於SnapMirror的功能SnapVault,雖能保留256份不同時間點的鏡像複本,但必須透過還原程序才能使用複本,而不能直接掛載,同樣也不如CDM便利。

SnpMirror這類功能的最大缺點,還是在於只支援同廠牌產品架構,只能在相同系統平臺的儲存設備間運作,不像CDM是獨立於硬體外。

CDM vs. 頻繁快照型資料保護產品

10多年前出現的「頻繁快照」型資料保護產品,也是採用快照與複製的結合,但架構與CDM恰好顛倒。CDM是先對來源端資料快照、再複製到指定的獨立儲存區,「頻繁快照」則是先將來源端資料複製到遠端成為鏡像複本,再對遠端複本定期執行快照,取得相當於來源端不同時間點下的複本。

「頻繁快照」型能大幅縮短備份窗口,提供更密集的還原點選擇,還原也比傳統備份迅速方便,某些產品還提供類似CDM的直接掛載複本功能,但在10多年前環境下,網路頻寬有限,VM應用也還不普及,「頻繁快照」型產品能發揮的效益有限,最終沒有成功。

CDM vs. VM備份軟體

伺服器虛擬化興起後,跟著茁壯的VM備份軟體,許多特性都類似CDM。

多數搭配VMware vSphere平臺的備份軟體,都是透過VADP(vStorage APIs for Data Protection)架構來運作,VADP也是利用快照來啟動作業,先利用快照為VM建立複本,然後把快照複本掛在到備份伺服器上,備份伺服器再把複本資料抄寫傳送到指定儲存裝置上,成為來源端VM的複本,後續備份再透過異動區塊追蹤功能,檢視來源端VM資料異動,在遠端建立不同時間點狀態複本。所以VADP也是一種快照+複製的作業模式。

在還原時,VM備份軟體除了正常還原程序外,還可直接將備份複本掛載到ESX主機上成為一臺複本VM,免除還原程序,這個特性也和CDM相似。

但比起CDM,VM備份軟體支援的應用環境狹窄許多,多數只能提供特定VM平臺下VM層級的備份還原,無法涵蓋實體主機,或應用程式層級的備份還原。若用戶需要資料庫等應用程式層級的複本應用,就不適合VM備份軟體。

CDM vs. CDP

連續資料保護(Continuous Data Protection,CDP)的架構,與CDM不同,但英文縮寫很相似。

CDP問世於10多年前,作用是像錄影機,保存來源端系統每個時間點下的I/O狀態,從而可將系統還原到任一時間點的狀態。CDP是透過來源端系統每一個寫入I/O來觸發,即時地捕捉應用程式對磁碟區塊的每筆寫入I/O,然後記錄每筆I/O的時間、並複製到指定除存區保存,從而完整保存了系統存取變動歷程,允許將系統回復到指定的任一時間點狀態,從而完全取消了備份周期的限制,但為了保存這些I/O歷程資料,也會消耗龐大的網路頻寬與儲存空間。另外,多數CDP產品也仍然需要還原程序,才能使用複本資料。

而CDM則是透過快照定期啟動,能提供的還原點相對有限,不過消耗的資源也少得多,比CDP更實用,而且對複本的使用也更彈性。

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