FibreCAT SX: создание моментальных снимков — технические и бизнес-преимущества
24 марта 2009
Рубрика: Технологии. Тэги: ,
Автор: .

Системы FibreCAT SX стали символом инноваций. В этих системах реализованы новейшие технологии FibreChannel и FibreCache, благодаря которым они являются одними из самых высокоскоростных в своем классе систем среди доступных сегодня. Можно отметить также крайне высокую плотность монтажа и огромные возможности для расширения. Стандартная конфигурация позволяет создавать четыре моментальных снимка хранимых данных без дополнительных затрат. После модернизации модели FibreCAT SX80/SX88 каждый пользователь получает возможность создавать до 32 моментальных снимков, а в случае FibreCAT SX60 — до 16. Кроме того, системы FibreCAT SX очень удобны в использовании: процесс их настройки проходит легко и быстро. Интуитивно понятный веб-интерфейс позволяет упростить задачи администрирования.

В этой статье рассказывается, как моментальные снимки (snapshot) могут помочь в решении бизнес-задач и технических задач, как они реализованы в системах FibreCAT SX и как они повышают степень защиты данных. 

ЗАДАЧИ, СВЯЗАННЫЕ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ЗАЩИТЫ КОРПОРАТИВНЫХ ДАННЫХ

Защита данных от ошибок пользователей
Компаниям необходимо иметь возможность как можно быстрее и эффективнее восстанавливать случайно удаленные файлы. Поэтому необходимо чаще создавать резервные копии, чтобы восстановленный файл максимально соответствовал утраченной версии. Предпочтительным вариантом является предоставление пользователям возможности самостоятельного восстановления файлов путем копирования предыдущей версии случайно удаленного файла в исходный каталог. Такой метод освободит системного администратора от выполнения длительных и утомительных задач по извлечению файлов с ленты.

Эту проблему можно также решить с помощью функции создания моментальных снимков на файловых серверах и системах хранения, в которых хранятся рабочие файлы данных.

Обеспечение бесперебойного функционирования бизнеса
Компаниям необходимо контролировать выделение временных окон для резервного копирования. Несмотря на то, что необходимость восстановления данных обычно возникает достаточно редко, современные технологии позволяют организовать непрерывное резервное копирование данных без снижения производительности системы.

При работе СУБД или при выполнении финансовых задач часто возникают ситуации, когда оперативное исправление ошибок или быстрый откат помогают сократить трудозатраты работников IТ-подразделения: при инсталлировании нового ПО или обновлений или между периодами высокой нагрузки на хранилища данных, которые могут привести к отказу, а также в других случаях. Моментальные снимки не только помогают уменьшить временные окна для резервного копирования, они также способны снизить загрузку производственных серверов или серверов приложений, связанную с процедурой резервного копирования.

Восстановление после аварий, логических ошибок или аппаратных сбоев

Компаниям необходима уверенность в том, что работа их систем не будет прервана или замедлена из-за аварий, аппаратных сбоев и логических ошибок, которые могут привести к недоступности данных, следствием чего станут перерывы в ведении бизнеса и материальные потери. Поэтому необходимо определить все причины простоя и соотнести их с отказами оборудования, авариями или в большинстве случаев с несогласованностью или с «человеческим фактором». Более того, необходимо сокращать время простоев с помощью регулярного резервного копирования данных, которые могут быть восстановлены максимально быстро и согласованно в рамках выделенного периода времени. Для уменьшения времени восстановления данных часто используются системы резервного копирования и восстановления, работающие по схеме «диск-диск». В условиях постоянного сокращения времени, выделяемого для восстановления данных, компаниям могут потребоваться решения на базе зеркалирования серверов, позволяющие восстанавливать работоспособность гораздо быстрее, чем при использовании одной системы. Другим компаниям удобнее использовать удаленный центр хранения данных, на который можно мгновенно переключиться в случае аварии на основном узле.

Для СУБД восстановление данных в течение нескольких часов является неприемлемым вариантом.
Например, восстановление базы данных объемом 500 Гб при наличии файлов журналов объемом 10 Гб занимает несколько часов при условии, что все работает исправно.

Моментальные снимки допускают более частое резервное копирование по сравнению с традиционным методом, когда задачи резервного копирования выполняются ночью, в нерабочее время.

ЧТО ТАКОЕ МОМЕНТАЛЬНЫЕ СНИМКИ?

Технология
Используя технологию моментальных снимков, системные администраторы могут создавать образы наборов данных или дисковых томов по состоянию на любой момент времени. Моментальный снимок позволяет получать доступ к содержимому тома на момент ее создания, независимо от постоянных изменений исходных данных. Моментальный снимок можно использовать как резервную копию или для передачи другим пользователям.

Существуют два основных вида резервных копий: копии томов (клоны) и моментальные снимки.
• Копия тома представляет точный образ целого тома и занимает столько же места, что и исходный том. Следовательно, если у вас имеются 4 копии одного и того же тома, для их хранения потребуется дисковое пространство, в 4 раза превышающее объем копируемого тома. Поэтому эта модель защиты данных и репликации не всегда эффективна. Однако она может быть эффективна для организации аварийного восстановления данных и при разработке новых приложений
• Технология моментальных снимков предусматривает сохранение только тех блоков, которые были изменены с момента создания последней полной резервной копии. В этом плане она подобна дифференциальному резервному копированию. Этот метод защиты данных гораздо более эффективен. Он жизненно важен для организации восстановления данных по состоянию на определенный момент времени. Администраторы могут чаще создавать резервные копии, поддерживается широкий спектр опций восстановления данных. Для моментальных снимков требуется гораздо меньше дискового пространства, поэтому они обеспечивают более высокий показатель возврата инвестиций (ROI) по сравнению с полными копиями томов.

Купив систему хранения FibreCAT SX, вы получаете возможность бесплатного создания определенного количества моментальных копий.

Согласованность моментальных снимков
Моментальные снимки непригодны для использования, если данные, содержащиеся в снимке, являются несогласованными. Несогласованность данных может возникнуть, если во время создания моментального снимка приложение продолжает работать. Кроме того, приложение может использовать данные, расположенные на разных дисках, и эти взаимозависимости могут быть неочевидны для администратора систем хранения, создающего моментальный снимок. В СУБД, таких как Oracle или Microsoft VSS Framework, предусмотрен метод оповещения приложения о том, что предстоит создание полной резервной копии или моментального снимка, поэтому приложение может принять меры для обеспечения согласованности данных. По существу, данные, содержащиеся в моментальном снимке, будут согласованными и пригодными для использования в будущем только в том случае, если приложение осведомлено о предстоящем создании такого снимка.

Реализация моментальных снимков на серверах или в системах хранения
Моментальные снимки можно создавать на серверах или в системах хранения. В Microsoft Server 2003 функция создания моментальных снимков входит в состав сервисов Volume ShadowCopy Services (VSS). Кроме этой реализации, средства для создания моментальных снимков и клонов часто имеются в старших и средних моделях систем хранения. В системах FibreCAT SX предусмотрено бесплатное создание четырех моментальных снимков.

Microsoft также предлагает конечным пользователям средства для восстановления файлов из мгновенных снимков: программа, входящая в состав Windows Explorer, позволяет просматривать все моментальные снимки файлов, и пользователь может открыть, переместить или восстановить отдельный файл.

Механизм создания моментальных снимков, реализованный в системах FibreCAT SX
Системы FibreCAT SX поддерживают моментальные снимки с помощью механизма «копирования при первой записи» (COFW). Образ на заданный момент времени создается путем копирования блоков со ссылками на соответствующие блоки исходного тома (или ведущего тома, согласно терминологии FibreCAT SX). Такой метод позволяет ускорить создание моментальных снимков.

Когда данные записываются на ведущий том, старое содержимое блока необходимо сохранить для использования в моментальном снимке на данный момент времени. Эта операция выполняется с помощью механизма копирования при первой записи: перед записью нового содержимого блока старое копируется в пул моментального снимка вместе со ссылкой на этот блок. При этом пул занимает только дисковое пространство, необходимое для хранения этих изменений ведущего тома. 

Это значит, что дисковое пространство, необходимое для хранения моментального снимка, значительно меньше, чем пространство для хранения полного образа ведущего тома. Обычно достаточно всего 5-15% объема исходного тома. Точный объем зависит от степени изменения исходных данных и времени хранения снимка. Возможен откат образа ведущего тома до состояния, соответствующего моментальному снимку для заданного момента времени. Так обеспечивается быстрое восстановление данных на ведущем томе. Для возвращения к предшествующему состоянию все данные, сохраненные в моментальном снимке, переписываются обратно в соответствующие блоки ведущего тома.

В процессе клонирования FibreCAT SX создает точную копию исходных данных. Копирование выполняется в фоновом режиме и влияет на производительность системы только в том случае, если какой-либо исходный блок изменился до окончания процесса копирования этой области. После завершения копирования оригинальные данные и их клон становятся абсолютно независимыми с точки зрения производительности и содержания дисков. FibreCAT SX позволяет изменять клоны и моментальные снимки. Сделаем откат?

КАК ОБРАЗЫ ТОМОВ И МОМЕНТАЛЬНЫЕ СНИМКИ МОГУТ ПОМОЧЬ УДОВЛЕТВОРЕНИЮ ТРЕБОВАНИЙ РЕЗЕРВНОГО КОПИРОВАНИЯ ДАННЫХ

Резервное копирование данных с помощью моментальных снимков позволяет уменьшить выделяемые для этой операции временные окна и обеспечить функционирование системы в режиме 24×7.
Обычно для создания моментального снимка требуется несколько секунд, независимо от размера тома и уровня активности системы хранения. Создание клона происходит так же быстро, как и создание моментального снимка, несмотря на то, что в данном случае копируется весь том. С точки зрения производственных приложений практически отпадает необходимость в выделении временных окон для резервного копирования.

В системах Windows Server 2003 функция FibreCAT SX для создания моментальных снимков интегрируется в инфраструктуру VSS, поэтому можно создавать согласованные моментальные снимки для приложений, работающих под управлением VSS, и все системы резервного копирования, поддерживающие VSS, могут использовать снимки, созданные FibreCAT SX, без каких-либо изменений. Для систем, работающих под управлением ОС Linux или Solaris, а также для приложений, не поддерживающих VSS, можно организовать управление моментальными снимками FibreCAT SX с помощью скриптов, интегрируемых в сценарии резервного копирования.

Моментальные снимки и совместимые с VSS также являются «переносимыми», то есть доступ к ним возможен не только с сервера, на котором они были созданы, но и с других систем. Преимущество переносимых моментальных снимков заключается в том, что для резервного копирования можно использовать выделенный сервер, обычно напрямую подключенный к ленточной библиотеке. Такой метод позволяет уменьшить нагрузку на сервер приложений, сняв с него задачу резервного копирования, а также уменьшить трафик локальной сети (или избежать прямого подключения сервера приложений к ленточной библиотеке).

Ускорение восстановления данных и снижение затрат на администрирование восстановления данных из моментальных снимков
Использование нескольких моментальных снимков данных — эффективное решение для обеспечения непрерывности бизнеса благодаря защите от отказов системы, ошибок пользователей, стихийных бедствий и пр.

Моментальные снимки данных, хранящихся на файловых серверах или в сетевых системах хранения, обычно можно создавать автоматически, по графику. После этого они доступны в «каталоге моментальных снимков» или в случае Microsoft Windows — в папке «Предыдущие версии», непосредственно доступной через Windows Explorer. Когда конечный пользователь обнаружит, что он стер какой-либо файл или у него возникнет необходимость возврата к предыдущей версии файла, он может просмотреть содержание моментальных снимков, найти нужную версию и самостоятельно восстановить ее. Такой метод позволяет значительно сократить время восстановления файлов и уменьшить затраты, так как в данном случае не требуется участие системного администратора.

Работа с моментальными снимками данных для приложений, таких как СУБД Oracle или сервер Microsoft Exchange, организована немного по-другому: обычно приложение использует множество логически взаимосвязанных файлов. В данном случае основным требованием является возможность восстановления всех данных приложения: все файлы в данном томе должны быть приведены в состояние, в котором они находились на момент создания моментального снимка. Поскольку в этом процессе не участвует магнитная лента и копируются только измененные блоки, процесс восстановления выполняется гораздо быстрее.

Кроме того, для создания копии требуется гораздо меньше места, поэтому можно оперативно хранить несколько моментальных снимков данных каждого приложения. В случае повреждения данных или вирусной атаки на почтовую систему данные приложений можно восстановить очень быстро благодаря наличию моментальных снимков.

Ускорение внедрения новых приложений — тестирование с использованием реальных данных перед вводом в эксплуатацию
Создание и выпуск новых версий критически важных приложений должны выполняться идеально. Моментальные снимки предоставляют IТ-специалистам два способа решения этой задачи. Во-первых, они получают возможность тестировать новые программы на реальных данных, не оказывая влияния на работу производственных серверов и приложений. Во-вторых, возможность создания моментальных снимков по состоянию на любой момент времени позволяет в случае возникновения ошибки произвести откат и снова выполнить этот фрагмент с целью отладки. Благодаря тому, что разрешена запись в мгновенные снимки и клоны, они обеспечивают простой метод тестирования новых приложений на копии производственных данных, не оказывая никакого влияния на реальные данные. Таким образом, можно тестировать обновления, новые версии приложений или полностью новые приложения, которым необходим доступ к реальным данным.

Моментальные снимки или клоны с возможностью перезаписи позволяют приложениям или обновлениям работать с копией реальных данных и изменять ее любым способом. 

Моментальные снимки самых актуальных данных можно создавать практически в любое время, они занимают немного места, поэтому такой метод существенно снижает эксплуатационный риск по сравнению с немедленным внесением любых изменений в производственную систему.

Моментальные снимки и клоны позволяют использовать данные для разработок, тестирования или создания специальных отчетов
Клонирование базы данных часто выполняется путем копирования всех ее файлов в другое место. Перезаписываемые моментальные снимки и клоны дают администратору баз данных возможность копирования базы данных с помощью создания моментального снимка или клона и переноса этого образа, соответствующего заданному моменту времени, на сервер.

Копии баз данных, созданные в виде перезаписываемых моментальных снимков или клонов, должны быть предназначены для временного использования. Базы данных для создания отчетов, которые обычно имеют непродолжительный срок службы, — отличное применение для перезаписываемых моментальных снимков.

Процедура создания копий баз данных с помощью перезаписываемых моментальных снимков зависит от того, подключено ли логическое устройство с образом базы ко второму серверу. Если моментальный снимок расположен на том же сервере, необходимо изменить имя базы данных перед ее запуском. Если используется второй сервер, имя базы данных можно оставить без изменений.

РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ МОМЕНТАЛЬНЫХ СНИМКОВ

Функция FibreCAT SX для создания моментальных снимков позволяет уменьшить временные окна для резервного копирования больших объемов данных
Резервное копирование необходимо, так как иногда возникает потребность восстановления данных. Два метода резервного копирования — на диск и на ленту — имеют свои преимущества и недостатки. Магнитная лента является недорогим носителем с точки зрения энергопотребления и затрат и легко может быть перемещена в другое место. Диски обеспечивают большую степень готовности и в большинстве случаев — более быстрое восстановление данных. Виртуальные ленточные библиотеки, подобные CentricStor, сочетают преимущества обоих методов и обеспечивают наивысшие уровни гибкости и консолидации.

Независимо от того, какой метод вы используете, копирование на диски или на ленты, моментальные снимки позволяют уменьшить окна для резервного копирования, так как данные можно копировать практически в любой момент времени.

Моментальные снимки или клоны
Моментальные снимки хорошо подходят для краткосрочного использования, например для резервного копирования, поскольку они занимают немного места. Реализованная в FibreCAT SX функция моментальных снимков позволяет создавать перезаписываемые образы для тестирования с низкими временными и материальными затратами, но, если исходные данные активно используются, этот процесс может повлиять на производительность системы. В этом случае лучше подходит клонирование.

Сравнение моментальных снимков на сервере и в системах FibreCAT SX
Можно создавать больше моментальных снимков данных, хранящихся на сервере, — Windows Server 2003 позволяет создавать до 64 бесплатных снимков. В системах FibreCAT SX предусмотрено бесплатное создание базового количества моментальных снимков. Функция создания моментальных снимков FibreCAT SX отлично интегрируется в среды Microsoft благодаря использованию инфраструктуры VSS, поэтому системные администраторы получают свободу для выбора способа копирования.

Моментальные снимки и клоны FibreCAT SX удобны в случаях, когда копии совместно используются несколькими серверами (для бессерверного резервного копирования) или когда приложения выполняют запись в копии (при тестировании новых приложений или обновлений).

Компания Fujitsu Siemens Computers рекомендует использовать серверные моментальные снимки и на системах, подобных FibreCAT NX40, так как они используются только на данном файловом сервере. 64 бесплатных моментальных снимка вполне достаточно для хранения старых версий производственных файлов, и конечные пользователи могут восстанавливать их самостоятельно.

Fujitsu Siemens Computers рекомендует использовать моментальные снимки FibreCAT SX для резервного копирования, так как соответствующие приложения позволяют выгружать резервные копии с производственного сервера. Например, СУБД Microsoft SQL Server, работающая под управлением Windows Server 2003 Enterprise Edition Server, вместе с приложением для резервного копирования Symantec NetBackup или CA ARC Server поддерживает согласованные моментальные снимки при использовании VSS. Копии фактических данных направляются на сервер резервного копирования. Таким образом, практически отпадает необходимость в окнах для копирования на сервере SQL и уменьшается нагрузка на этот сервер, связанная с созданием копий.

Fujitsu Siemens Computers также рекомендует использовать моментальные снимки и клоны FibreCAT SX, когда копия производственных данных необходима для генерации специальных отчетов или для тестирования: возможность записи и использования на другом сервере поддерживают только моментальные снимки, созданные системой хранения данных.
 
ВЫВОДЫ
Преимущества моментальных снимков — упрощение процесса создания резервных копий по состоянию на заданный момент времени. Вероятно, самым важным аспектом является возможность создания дискового тома в любой момент времени. Поэтому копию данных можно использовать не только как резервную — появляется возможность отката до состояния системы на определенный момент времени перед повреждением данных, сбоем приложения или перед другими критическими событиями. Значение моментальных снимков очень велико, поскольку они создаются очень быстро и практически не оказывают влияния на производительность рабочей системы. моментальные снимки можно создавать достаточно часто и использовать для восстановления данных путем отката к состоянию на заданный момент времени.

Orphus system
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте