一种云数据备份系统的制作方法
一种云数据备份系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据备份系统，尤其是涉及一种云数据备份系统。
【背景技术】
[0002]虚拟化、云计算、大数据技术的快速发展改变了传统IT的应用模式，随着云落地，更多用户把目光集中于云应用、云计算、云存储等地方，而渐渐忽略了云环境下的数据保护。当用户在部署云计算时，由于云计算数据的计算和存储都在云平台上进行，云端的数据将更为重要，除去数据隐私和网络攻击的原因，复杂的系统结构、多用户瘦终端的应用环境、虚拟化的应用模式、庞大的存储设备、海量的数据备份也为云端的数据保护带来了新的挑战。
[0003]2009年10月微软Sidekick手机服务故障，使得用户无法访问联系人名单、日程表和其他个人信息。这些数据都存储在微软负责的服务器上。而一周以后，由于没有对数据做备份，微软表示可能使用户数据完全丢失，由此引发了业界对于云计算数据安全的反思。
[0004]2011年03月，谷歌Gmail邮箱出现故障，随后谷歌确认，这一故障估计导致15万用户邮件、标签和联系人信息丢失。
[0005]2012年8月7日由于机房一台物理服务器磁盘发生损坏，导致盛大云主机的客户数据就此丢失。盛大云建议用户，“为了避免您的意外损失，请在盛大云主机之外，也做好数据备份。”
云平台的数据丢失事故层出不穷，一次次的教训告诉人们数据安全不容忽视，尤其是在云应用普及的今天。企业云盘、网盘、数据中心托管等商业服务模式铺天盖地到来，数据中心不仅仅是NAS上几百GB的电影，而更多的是用户核心数据，这些数据损毁、丢失将给云服务提供者带来巨大声誉损失。
[0006]云服务加速发展的前提依赖于数据，如果数据不安全，那么云计算就真的成了飘渺的的云。近几年由于云计算、物联网的高速发展，庞大的数据量对传统备份提出很多的挑战，云时代的数据安全面临着前所未有的挑战。
[0007]目前市面上的备份主要采用机械式磁带库进行备份，存在的问题主要由:安全性低，故障率高，数据损坏后恢复缓慢，备份存储系统协同化较低，在面临海量数据的备份时，存在查询困难等情况。传统数据保护手段最大的问题是恢复时间长，相对大一些的数据恢复一次需要几天的时间，而在云平台之上，越来越多的频繁在线交互业务已经不准许出现问题后几天时间才能正常运转。另外，传统数据保护采用的多为夜间闲置时间做数据备份，一旦出现问题，则恢复的将是前一天的数据，当天业务产生的数据可能面临全部丢失，这对于在线交互业务而言是不可忍受的。用户对于RPO与RTO的要求越来越高，对某些在线业务需要恢复时效性是分钟级甚至秒级，而恢复时候的状态也需要维持在故障前几秒或几分钟，同样传统备份而言无疑是一种新的挑战。
【发明内容】
[0008]为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种云数据备份系统，以解决现有数据备份系统存在的安全性低，故障率高，数据损坏后恢复缓慢等问题。
[0009]本发明所采用的技术方案是:一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其中所述云数据备份服务器为虚拟磁带库。
[0010]所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统。
[0011]所述虚拟磁带库采用多控制器并行架构，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增。
[0012]虚拟磁带库(Virtual Tape Library ,简称VTL)技术是数据备份领域的里程碑，该技术具备性能高、故障率低、可靠性高、成本投入低以及运营成本低等多项优势，受到各行业用户的青睐。虚拟磁带库的概念其实非常简单，它在本质上是磁盘阵列硬件设备，但是在软件功能上却模拟磁带备份的形式。因此，对于存储管理员来说，它就是一个磁带库，对它的管理如同管理一个物理磁带库一模一样。虚拟磁带库主要有以下几点优势:
1、相对于机械磁带，虚拟磁带库使用了兼容磁带备份管理软件以及传统备份流程，这使得设备的可用性以及备份的可靠性得到了大幅提升；
2、性能大幅提高，可支持接近磁盘阵列极限速度的备份以及恢复速度，而且免疫病毒，数据安全性等同普通磁带库；
3、恢复工作极为简便，如果所需数据存在VTL当中，则不会涉及任何机械工作，恢复工作就像磁盘备份的速度一样；
4、虚拟磁带库采用基于RAID保护的磁盘阵列，从而将备份的可靠性较常规磁带备份提高了若干量级。封闭式结构的磁盘介质本身的MTBF (平均无故障间隔)一般为开放式结构磁带介质的5倍以上；
5、兼容性好，标准的FC、SCSI或iSCSI接口设备，兼容流行的主机设备和操作系统；
6、实用性好，与现有磁带库应用方式一致，不用更改现有存储应用软件的管理策略，保护用户投资；
7、虚拟磁带库用电子化的“机械手”和“磁带驱动器”，代替了机械磁带库中裸露、易损的机械装置，基于RAID保护的磁盘阵列具备降级工作能力，且具自动报警和在线热恢复能力。
[0013]从以上所述内容可以看出，虚拟磁带库不仅解决了传统磁带库维护负担高、备份失效率高以及备份恢复能力不佳的问题，而且也改变了磁盘备份容易被误删除或被病毒感染以及不便于在SAN环境中统一管理和优化使用的劣势。
[0014]有益效果:本发明采用的虚拟磁带库由于采用多控制器并行架构，后端采用分布式文件系统作为存储。通过并行技术，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增；而后端分布式存储提供了容量的动态横向扩展，并且在容量扩展同时，大幅提升内部I/o速率，从而使VTL整体性能得到质的飞越，有效解决了海量非结构化数据的备份与恢复难题，提升了各级用户在数据存储与安全 、云计算基础架构、大数据应用等各领域的整体稳定性和安全性，加速了用户信息化建设的步伐。
【具体实施方式】
[0015]一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其中所述云数据备份服务器为虚拟磁带库。
[0016]所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统。
[0017]所述虚拟磁带库采用多控制器并行架构，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增。虚拟磁带库专为高端企业级用户定制，基于多控制器并行架构，后端采用分布式文件系统作为存储。通过并行技术，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能虽控制器增长而成倍递增；而后端分布式存储提供了容量的动态横向扩展，并且在容量扩展同时，大幅提升内部I/o速率，从而使VTL整体性能得到质的飞越。而目前将分布式这一热点技术引入到虚拟磁带库中，速率方面从原有MB/s级提升到GB/s级，有效解决了海量非结构化数据的备份与恢复难题。
[0018]目前市场上绝大多数虚拟磁带库(VTL)解决方案可以被归类成存储设备。从根本上讲，存储设备就是一台物理设备，其中的内部磁盘存储被虚拟化成一台磁带库或者是一个或多个磁带驱动器。举例来说这类虚拟磁带库设备有Oracle的StorageTek设备以及日立数据系统的虚拟磁带库5000M型号。
[0019]使用存储设备有很多优势。首先，由于使用设备模拟磁带驱动器或磁带库，这种方式可以支持绝大多数的备份软件。更重要的是，存储设备通常能够比物理磁带驱动器提供更快速的备份和恢复操作，因为磁盘属于非线性存储设备，并且数据通常经过重复删除操作。另一项优势在于由于存储设备使用磁盘，企业可以节省在磁带上的开销。
[0020]使用存储设备来取代物理磁带备份的最大缺陷在于虚拟磁带库解决方案可能成为一个单点故障。为了保护存储在设备上的备份数据避免丢失，有必要将备份数据类型拷贝。许多企业会使用被称为磁盘到磁盘到磁带的方案，即在虚拟磁带库中实现内容的重复删除，并且复制到磁带。这种方式所带来的额外增益在于允许企业将副本放置到其它站点，这相当重要，因为存储设备内的磁盘通常是无法移动的。
[0021]在有些情况下，还可以使用冗余存储设备，如果一台设备发生故障，冗余设备上数据副本仍然可用。
[0022]虚拟设备的定位在于以更低的价格提供和存储设备相似的各项收益。通常来讲，虚拟设备以一个独立的虚拟机进行销售，可以是Vmware或Hyper-V的。采购虚拟设备可以免去物理硬件方面的投资，因此这种方案节省成本。不过，虚拟设备使用虚拟化基础架构已有的存储资源，通常是基于SAN架构的。虚拟设备的一些使用实例包括亚马逊的AWS存储网关以及飞康的NSS虚拟设备。
[0023]对于大部分企业而言，虚拟设备的使用效果相当不错，不过其仍有两个缺点。首先是虚拟设备占用你服务器虚拟化基础架构中的资源。在有些情况下，存储空间、内存、处理器时钟频率和磁盘I/O更适合于生产工作负载，而非备份。
[0024]其次，虚拟设备通常比物理设备的处理能力低得多。物理设备一般可以在购买时配置适当的存储容量，并且随着企业存储需要逐步增加。比如，一些虚拟磁带库设备可以容纳4TB到68TB的存储空间。相比之下，虚拟设备的总体容量受限于Hypervisor。一般来讲，虚拟设备最多只能支持5TB的存储。
[0025]本发明可以实现分钟级快速恢复，用户无需像传统备份软件一样等待漫长的恢复时间。一旦出现存储硬件故障，存储数据失效等情况，可由IDP进行快速接管，保障客户业务系统稳定运行；应对人为误操作误删除等逻辑故障，可以直接快速恢复到几分钟以前的状态，为窗口行业提供高等级的数据保护方案。可以支持来宾备份以及脱离主机备份等，可以实时追踪虚拟机位置，保证对虚拟机备份的准确性，且操作简单，支持虚拟机备份集中部署，提供了面向大型云计算中心虚拟化环境的数据保护。
[0026]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其特征在于:所述云数据备份服务器为虚拟磁带库。2.根据权利要求1所述一种云数据备份系统，其特征在于:所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统。3.根据权利要求1所述一种云数据备份系统，其特征在于:所述虚拟磁带库采用多控制器并彳丁架构。
【专利摘要】本发明涉及一种数据备份系统，尤其是涉及一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其中所述云数据备份服务器为虚拟磁带库；所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统；所述虚拟磁带库采用多控制器并行架构，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增。本发明采用的虚拟磁带库由于采用多控制器并行架构，后端采用分布式文件系统作为存储。通过并行技术，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增；而后端分布式存储提供了容量的动态横向扩展，并且在容量扩展同时，大幅提升内部I/O速率，从而使VTL整体性能得到质的飞越。
【IPC分类】G06F17/30, G06F11/14, H04L29/08
【公开号】CN104899113
【申请号】CN201410077510
【发明人】金飞, 葛菲
【申请人】安徽皖新金智教育科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据备份系统，尤其是涉及一种云数据备份系统。
【背景技术】
[0002]虚拟化、云计算、大数据技术的快速发展改变了传统IT的应用模式，随着云落地，更多用户把目光集中于云应用、云计算、云存储等地方，而渐渐忽略了云环境下的数据保护。当用户在部署云计算时，由于云计算数据的计算和存储都在云平台上进行，云端的数据将更为重要，除去数据隐私和网络攻击的原因，复杂的系统结构、多用户瘦终端的应用环境、虚拟化的应用模式、庞大的存储设备、海量的数据备份也为云端的数据保护带来了新的挑战。
[0003]2009年10月微软Sidekick手机服务故障，使得用户无法访问联系人名单、日程表和其他个人信息。这些数据都存储在微软负责的服务器上。而一周以后，由于没有对数据做备份，微软表示可能使用户数据完全丢失，由此引发了业界对于云计算数据安全的反思。
[0004]2011年03月，谷歌Gmail邮箱出现故障，随后谷歌确认，这一故障估计导致15万用户邮件、标签和联系人信息丢失。
[0005]2012年8月7日由于机房一台物理服务器磁盘发生损坏，导致盛大云主机的客户数据就此丢失。盛大云建议用户，“为了避免您的意外损失，请在盛大云主机之外，也做好数据备份。”
云平台的数据丢失事故层出不穷，一次次的教训告诉人们数据安全不容忽视，尤其是在云应用普及的今天。企业云盘、网盘、数据中心托管等商业服务模式铺天盖地到来，数据中心不仅仅是NAS上几百GB的电影，而更多的是用户核心数据，这些数据损毁、丢失将给云服务提供者带来巨大声誉损失。
[0006]云服务加速发展的前提依赖于数据，如果数据不安全，那么云计算就真的成了飘渺的的云。近几年由于云计算、物联网的高速发展，庞大的数据量对传统备份提出很多的挑战，云时代的数据安全面临着前所未有的挑战。
[0007]目前市面上的备份主要采用机械式磁带库进行备份，存在的问题主要由:安全性低，故障率高，数据损坏后恢复缓慢，备份存储系统协同化较低，在面临海量数据的备份时，存在查询困难等情况。传统数据保护手段最大的问题是恢复时间长，相对大一些的数据恢复一次需要几天的时间，而在云平台之上，越来越多的频繁在线交互业务已经不准许出现问题后几天时间才能正常运转。另外，传统数据保护采用的多为夜间闲置时间做数据备份，一旦出现问题，则恢复的将是前一天的数据，当天业务产生的数据可能面临全部丢失，这对于在线交互业务而言是不可忍受的。用户对于RPO与RTO的要求越来越高，对某些在线业务需要恢复时效性是分钟级甚至秒级，而恢复时候的状态也需要维持在故障前几秒或几分钟，同样传统备份而言无疑是一种新的挑战。
【发明内容】
[0008]为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种云数据备份系统，以解决现有数据备份系统存在的安全性低，故障率高，数据损坏后恢复缓慢等问题。
[0009]本发明所采用的技术方案是:一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其中所述云数据备份服务器为虚拟磁带库。
[0010]所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统。
[0011]所述虚拟磁带库采用多控制器并行架构，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增。
[0012]虚拟磁带库(Virtual Tape Library ,简称VTL)技术是数据备份领域的里程碑，该技术具备性能高、故障率低、可靠性高、成本投入低以及运营成本低等多项优势，受到各行业用户的青睐。虚拟磁带库的概念其实非常简单，它在本质上是磁盘阵列硬件设备，但是在软件功能上却模拟磁带备份的形式。因此，对于存储管理员来说，它就是一个磁带库，对它的管理如同管理一个物理磁带库一模一样。虚拟磁带库主要有以下几点优势:
1、相对于机械磁带，虚拟磁带库使用了兼容磁带备份管理软件以及传统备份流程，这使得设备的可用性以及备份的可靠性得到了大幅提升；
2、性能大幅提高，可支持接近磁盘阵列极限速度的备份以及恢复速度，而且免疫病毒，数据安全性等同普通磁带库；
3、恢复工作极为简便，如果所需数据存在VTL当中，则不会涉及任何机械工作，恢复工作就像磁盘备份的速度一样；
4、虚拟磁带库采用基于RAID保护的磁盘阵列，从而将备份的可靠性较常规磁带备份提高了若干量级。封闭式结构的磁盘介质本身的MTBF (平均无故障间隔)一般为开放式结构磁带介质的5倍以上；
5、兼容性好，标准的FC、SCSI或iSCSI接口设备，兼容流行的主机设备和操作系统；
6、实用性好，与现有磁带库应用方式一致，不用更改现有存储应用软件的管理策略，保护用户投资；
7、虚拟磁带库用电子化的“机械手”和“磁带驱动器”，代替了机械磁带库中裸露、易损的机械装置，基于RAID保护的磁盘阵列具备降级工作能力，且具自动报警和在线热恢复能力。
[0013]从以上所述内容可以看出，虚拟磁带库不仅解决了传统磁带库维护负担高、备份失效率高以及备份恢复能力不佳的问题，而且也改变了磁盘备份容易被误删除或被病毒感染以及不便于在SAN环境中统一管理和优化使用的劣势。
[0014]有益效果:本发明采用的虚拟磁带库由于采用多控制器并行架构，后端采用分布式文件系统作为存储。通过并行技术，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增；而后端分布式存储提供了容量的动态横向扩展，并且在容量扩展同时，大幅提升内部I/o速率，从而使VTL整体性能得到质的飞越，有效解决了海量非结构化数据的备份与恢复难题，提升了各级用户在数据存储与安全 、云计算基础架构、大数据应用等各领域的整体稳定性和安全性，加速了用户信息化建设的步伐。
【具体实施方式】
[0015]一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其中所述云数据备份服务器为虚拟磁带库。
[0016]所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统。
[0017]所述虚拟磁带库采用多控制器并行架构，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增。虚拟磁带库专为高端企业级用户定制，基于多控制器并行架构，后端采用分布式文件系统作为存储。通过并行技术，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能虽控制器增长而成倍递增；而后端分布式存储提供了容量的动态横向扩展，并且在容量扩展同时，大幅提升内部I/o速率，从而使VTL整体性能得到质的飞越。而目前将分布式这一热点技术引入到虚拟磁带库中，速率方面从原有MB/s级提升到GB/s级，有效解决了海量非结构化数据的备份与恢复难题。
[0018]目前市场上绝大多数虚拟磁带库(VTL)解决方案可以被归类成存储设备。从根本上讲，存储设备就是一台物理设备，其中的内部磁盘存储被虚拟化成一台磁带库或者是一个或多个磁带驱动器。举例来说这类虚拟磁带库设备有Oracle的StorageTek设备以及日立数据系统的虚拟磁带库5000M型号。
[0019]使用存储设备有很多优势。首先，由于使用设备模拟磁带驱动器或磁带库，这种方式可以支持绝大多数的备份软件。更重要的是，存储设备通常能够比物理磁带驱动器提供更快速的备份和恢复操作，因为磁盘属于非线性存储设备，并且数据通常经过重复删除操作。另一项优势在于由于存储设备使用磁盘，企业可以节省在磁带上的开销。
[0020]使用存储设备来取代物理磁带备份的最大缺陷在于虚拟磁带库解决方案可能成为一个单点故障。为了保护存储在设备上的备份数据避免丢失，有必要将备份数据类型拷贝。许多企业会使用被称为磁盘到磁盘到磁带的方案，即在虚拟磁带库中实现内容的重复删除，并且复制到磁带。这种方式所带来的额外增益在于允许企业将副本放置到其它站点，这相当重要，因为存储设备内的磁盘通常是无法移动的。
[0021]在有些情况下，还可以使用冗余存储设备，如果一台设备发生故障，冗余设备上数据副本仍然可用。
[0022]虚拟设备的定位在于以更低的价格提供和存储设备相似的各项收益。通常来讲，虚拟设备以一个独立的虚拟机进行销售，可以是Vmware或Hyper-V的。采购虚拟设备可以免去物理硬件方面的投资，因此这种方案节省成本。不过，虚拟设备使用虚拟化基础架构已有的存储资源，通常是基于SAN架构的。虚拟设备的一些使用实例包括亚马逊的AWS存储网关以及飞康的NSS虚拟设备。
[0023]对于大部分企业而言，虚拟设备的使用效果相当不错，不过其仍有两个缺点。首先是虚拟设备占用你服务器虚拟化基础架构中的资源。在有些情况下，存储空间、内存、处理器时钟频率和磁盘I/O更适合于生产工作负载，而非备份。
[0024]其次，虚拟设备通常比物理设备的处理能力低得多。物理设备一般可以在购买时配置适当的存储容量，并且随着企业存储需要逐步增加。比如，一些虚拟磁带库设备可以容纳4TB到68TB的存储空间。相比之下，虚拟设备的总体容量受限于Hypervisor。一般来讲，虚拟设备最多只能支持5TB的存储。
[0025]本发明可以实现分钟级快速恢复，用户无需像传统备份软件一样等待漫长的恢复时间。一旦出现存储硬件故障，存储数据失效等情况，可由IDP进行快速接管，保障客户业务系统稳定运行；应对人为误操作误删除等逻辑故障，可以直接快速恢复到几分钟以前的状态，为窗口行业提供高等级的数据保护方案。可以支持来宾备份以及脱离主机备份等，可以实时追踪虚拟机位置，保证对虚拟机备份的准确性，且操作简单，支持虚拟机备份集中部署，提供了面向大型云计算中心虚拟化环境的数据保护。
[0026]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其特征在于:所述云数据备份服务器为虚拟磁带库。2.根据权利要求1所述一种云数据备份系统，其特征在于:所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统。3.根据权利要求1所述一种云数据备份系统，其特征在于:所述虚拟磁带库采用多控制器并彳丁架构。
【专利摘要】本发明涉及一种数据备份系统，尤其是涉及一种云数据备份系统，包括云计算服务器及云数据备份服务器，其中所述云数据备份服务器为虚拟磁带库；所述虚拟磁带库由多个基于RAID保护的磁盘阵列组成，形成分布式文件存储系统；所述虚拟磁带库采用多控制器并行架构，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增。本发明采用的虚拟磁带库由于采用多控制器并行架构，后端采用分布式文件系统作为存储。通过并行技术，实现了控制器在线的动态横向扩展，系统性能随控制器增长而成倍递增；而后端分布式存储提供了容量的动态横向扩展，并且在容量扩展同时，大幅提升内部I/O速率，从而使VTL整体性能得到质的飞越。
【IPC分类】G06F17/30, G06F11/14, H04L29/08
【公开号】CN104899113
【申请号】CN201410077510
【发明人】金飞, 葛菲
【申请人】安徽皖新金智教育科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
最新回复(0)