第一章 4物理安全_容灾_数据.ppt

网络与信息安全技术 主讲人：张宏莉 余翔湛 课程内容 信息安全概述 网络安全面临的威胁 信息安全体系结构 物理安全 运行安全 数据安全 信息内容安全 信息安全标准、法律法规 物理安全 —— 容灾 容灾概述 容灾标准 相关关键技术 数据容灾技术 应用容灾技术 高频数据备份 需求 对象需求：经常发生变化的数据 数据恢复的需求：需要恢复到具体某个时间点的状态 Redo，Undo恢复 可能引起数据丢失的原因 逻辑错误(由误操作,软件更新等引起的数据污染) 物理错误(由介质损毁引起的数据丢失,如雪灾、地震、恐怖袭击等引起的数据丢失) 实际备份中的需求 数据量太大，以至于无法在有限的时间段内完成备份 备份失败。例如在备份时，有数据从一个未备份的目录移动到已经备份过的目录 备份的数据不能使用。因为备份时该文件正在进行写操作 热备份严重影响应用系统的性能 数据的存储技术能否是与应用无关的 高频数据保护技术分类 快照存储技术 什么是快照？ 是特定数据集的一个完整可用拷贝，该数据集包含源数据在拷贝点的静态映象；快照可以是数据再现的一个副本或者复制。 “快照”通常被定义为一组文件、目录或卷在某个特定时间点的副本。“快照”这个名字的含义与“照片”相似，它所捕获的是一组特定数据在某个时间点的映像。 快照有三种基本形式：基于文件系统式的、基于卷管理器/虚拟化式的和基于系统式的。对应不同类型的实现主体 主机文件系统(包括服务器、台式机、笔记本电脑) 逻辑卷管理器(LVM) 存储虚拟化装置 主机虚拟化管理程序 网络附加存储系统(NAS) 磁盘阵列 数据库 快照的价值 快速备份/恢复 快照可以迅速建立，并可用作传统备份和归档的数据源，所以快照可以缩小或消除备份窗口； 快照存储在磁盘上，可以快速直接存取，从快照恢复比从磁带恢复速度快得多。 多个恢复点 基于磁盘的快照使存储设备有灵活和频繁的恢复点（或称恢复点目标：RPO），可以快速通过不同时间点的快照尽快恢复数据。 快照增多的代价是提高成本。 快照工作原理分类 快照 全拷贝快照 分离镜像（“Splitting”a mirror） 差分快照 写即拷贝（CoW:Copy On Write) 写即重定向(RoW:Redirect On Write) 快照复制技术 分离镜像（“Splitting”a mirror），克隆 快照所创建的是数据的完整副本 差异复制 保存的是数据变化的内容 Copy-on-write (COW)写即拷贝,复制写快照 COW跟踪数据卷的写操作和数据块变化。当某个数据块发生改变时，在将旧的数据覆盖之前，首先将该块的旧数据复制到预留的快照卷，然后再更新数据卷。 Redirect On Write（RoW）写即重定向 RoW跟踪数据卷的写操作和数据块变化。当某个数据块发生改变时，在数据卷上的旧数据不覆盖，首先将该块的新数据复制到预留的快照卷，然后再将该新数据的索引重定向到数据卷。 差分快照实现：CoW 差分快照实现：CoW CoW特点 差分快照实现：RoW 差分快照实现：RoW RoW特点 快照拷贝 快照拷贝实现－ Copy-on-Write 快照拷贝实现－ Copy-on-Write TimeMark TimeMark TimeMark 什么是CDP？ CDP:Continuous Data Protection CDP数据保护技术需要实时复制所有版本的更新数据，是数据保护技术的最高级别 CDP技术 驱动器层次产生的CDP备份数据不会带来明显的写操作延迟，适用于极高频背景下的数据复制 CDP备份系统常用的部署方式是为业务盘配置CDP数据盘。 在driver层次为业务盘驱动器配置相匹配的CDP盘驱动器，当业务盘发生写操作（W）时，在driver层次复制写操作，并保存到CDP数据盘中。 备份数据的写入操作与业务盘中的数据更新操作几乎是同步进行的 CDP盘中的备份数据需要建立专用的数据组织结构，以加快数据的写入过程，并提供与之对应的数据检索方法。 CDP盘中保存了所有版本的写操作数据，随着时间的延长，数据存储量会急剧的增长。 高频数据的检索与恢复 在快照、CDP等高频备份数据管理中面临两个基本问题： 数据检索效率问题 数据一致性问题 引入检查点技术 在结合检查点的数据恢复过程中，通常采用前滚或后滚的检索方式，逐渐接近目标点，实现面向应用一致性的数据恢复。 二维坐标表示高频数据的时空二维属性分布，纵坐标表示数据的空间分布特性，以Key为标示；横坐标表示时间属性，以Time为标示。 基本的索引结构为：key, starttime, endtime, info。其中key表示数据项与时间无关的检索标识符；数据的有效时间是[starttime, endtime)的闭开区间内；i