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构建最佳的数据保护平台
零数据丢失和存储高可用方案
时 飞
甲骨文公司高级技术顾问
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目录
当前数据保护的困境
甲骨文零数据丢失设备恢复设备（ZDLRA）
构建企业数据保护即服务平台
甲骨文全面的数据保护服务
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| Oracle Confidential – Highly Restricted 3
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数据保护：还是一个复杂沉重的任务
• 数据保护最大挑战是什么?
• Top one: 备份和管理越来
越多的数据量
| Oracle Confidential – Highly Restricted 4
Ref. Oracle Database And Data Protection Survey (200 IT professionals), January 2014
备份太慢时间太长
备份需要持续管理
复杂恢复过程
生产性能受到影响
协调多个备份
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备份技术的演变
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所有的这些技术都是专注于存储容量而不是业务系统的可用性。
1980’s 1990’s Early 2000’s 2010’s
磁带
方式
网络备份方式 虚拟带库 重复数据删
除技术
Late 2000’s
备份专用设
备(PBBAs)
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ORACLE数据库传统备份方式
| Oracle Confidential – Highly Restricted 6
以SAP为例的
文件级复制
缺陷：无法保证数据不丢失、恢复时间长、无法进行及时验证
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传统备份并不是从数据库角度设计
只是保证数据库文件周期性复制
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日常备份窗口影响系统性能
高性能消耗会影响业务系统
正常运行
数据丢失程度
有可能丢失从上一次成功
备份以来的所有数据
管理性受到挑战
面对日益膨胀的业务系统，
只能部署更多备份设备
可恢复性无法保证
很多文件被复制出去，但是
是否可以保护数据库并不能
验证
| Oracle Confidential – Highly Restricted
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数据保护的目标其实很明确
•业务目标
–不丢失关键业务数据
–不影响系统应用
•技术目标
–保证数据库层的可恢复性
–集中管理所有系统
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当前的备份设备无法满足这些目标
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目录
当前数据保护的困境
甲骨文零数据丢失设备恢复设备（ZDLRA）
构建企业数据保护即服务平台
甲骨文全面的数据保护服务
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Zero Data Loss Recovery Appliance
零数据丢失恢复恢复设备
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数据保护的技术革命！
颠覆传统数据保护技术！
确保关键业务数据库数据万无一失！
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零数据丢失恢复恢复设备物理特性
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• 硬件配置
–存储服务器、主机、高速Infiniband网络
• 软件功能
–备份，恢复，复制
–保存元数据和RMAN资源库的Oracle数据库
– RMAN客户端插件
–存储管理
–带库引擎和介质管理
– EM监控和管理
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ZDLRA工作原理介绍
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增量推送
•通过数据库访问备份数据增量
• 对系统的最小化影响
•类似于Data Guard，实时抓取新交
易，立即保护新交易数据。
受保护的数据库
保护数据中心的所有数据库
•对所有主流版本的ORACLE数据
库提供PB级保护
•不需要消耗资源的备份引擎
增量存储– 大量的数据库更改
•存储验证，在ZDLRA磁盘上压缩数据库更改
•对时间点的数据进行快速增量存储
•以Exadata的扩展性和弹性技术为基础
•Oracle EM对备份实现端对端的管理和监控
ZDLRA
复制到远程ZDLRA
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磁带库
自动磁带归档
•卸载磁带复制压力
•全天利用磁带库资源
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ZDLRA突破点一：基于Data Guard技术保护数据库
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通用 Bit-Copy 备份设备
• 每天备份一次
• 数据丢失风险：最后一次备份以来所有transaction
Zero Data Loss Recovery Appliance
• 基于Data Guard技术连续实时传送redo，从内存
缓冲区立即传送每一个新的transaction
Protected
Databases
• 数据丢失客户固然很难容忍
• 更糟糕的是可能会造成数据库恢复一致性问题
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国际标准SHARE78七级灾难备份方案
RTO RPO 数据丢失情况 灾 备 中
心
备份方式 数据更新/恢复 主机
Tier1 72hrs以上 24hrs 几天乃至几星期的数据丢失 无 磁带 磁带 关机
Tier2 24-72hrs 24hrs 数据丢失量1天以上 专有的 磁带 磁带 关机
Tier3 12-24hrs 文件级 数据丢失量1天以内 专有的 电子 文件，定时的 活动
Tier4 4-12hrs 日志级 几个小时的数据丢失 专有的 电子 文件或日志，时间段 活动
Tier5 2-4hrs 交易级 只允许少量数据丢失 专有的 电子 数据，软件 活动
Tier6 30-60min 交易级 没有或基本没有数据丢失 专有的 电子 数据，系统/硬件 活动
Tier7 30-60min 交易级 0数据丢失 专有的 电子 数据，系统/硬件 活动
最佳效果实现国际标准SHARE78 级！！
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ZDLRA突破点二：永远的增量备份
不再需要全备份：只做永久(Incremental-Forever)增量备份
Delta Push
Delta Push Source 源端重复数据删除（消重）
• 加速增量备份
- 不再 读重复block
- 不再 传送重复block
• 对已提交的transaction消除Undo Block
• 消除Unused Block
Delta Store 备份管理
• 只存储变化数据
• block-level压缩
• 只复制Delta到容灾ZDLRA
Protected Database Compressed Delta Store
大幅度降低数据库 I/O & 网络资源占用
Change
Data
No more full backups,
only changes
Disaster
Recovery
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“虚拟” 全备份大幅度提高存储效率
• 完成一次全备份之后，每天增量备份
用于创建 虚拟 全备份
• 花费增量备份时间，基于指针呈现物理
全备份
• 虚拟备份通常节省10倍存储空间
• 尽可能消耗更少的存储空间保存更长久
的备份数据
Delta Store
Protected
Databases
Day N
Incr
Day 1 Virtual Full
Day N Virtual Full
Day 1
Incr
Day 0
Full
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不再需要全备份： 永久增量架构
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快速恢复到任意时间点
合并备份与生产服务器无关
• 直接恢复任意虚拟全备份
• 高效检索虚拟全备份需要的所有block
• 消除传统恢复和合并增量备份所带来的
生产服务器的开销
• 底层硬件架构扩展性和性能支撑虚拟全
备份所带来的计算压力
• 以Oracle Exadata硬件架构为基础
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Delta Store Protected
Database
RESTORE DATABASE
TO DAY ‘N’
Day 0
Full
Day 1
Incr
Day N
Incr
Day ‘N’ Full Backup
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• 接收数据时验证
• 数据周期性的再次验证
• 在恢复中过程验证
• 备份数据在远程站点的
ZDLRA接收、恢复过程中
和周期性验证
• 复制和读取磁带备份数据
副本时验证
Tape Archive
Remote Replica
Production
Appliance
ZDLRA突破点三：端到端的确保备份数据的可靠性
端到端的跟踪和验证数据库格式
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使用ZDLRA的数据库
昂贵的备份引擎
备份操作:合并,压缩,验证,
删除……
ZDLRA突破点四：备份对系统性能的最小影响
下移备份进程, 无需昂贵的备份引擎, 降低网络负载
传统的数据库服务器
备份工作引起系统性能的降低
昂贵的备份引擎
备份操作:合并,压缩,验证,
删除……
备份工作下移，不影响系统性能
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Delta
Push
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Tape Library
One Way
Bi-
Directional
Hub &
Spoke
Remote Data Center Local Data Center
ZDLRA灾难技术及架构
• 复制到远程数据中心确
保数据万无一失
• 自动智能直接从本地或
远程ZDLRA恢复数据
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当前数据保护的困境
甲骨文零数据丢失设备恢复设备（ZDLRA）
构建企业数据保护即服务平台
甲骨文全面的数据保护服务
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数据保护平台不能再是“烟囱式”架构
| Oracle Confidential – Highly Restricted 22
Mainframe
DAS
Custom
Application
Big server
DAS
ERP
Application
Sales
Application
Cluster
Database
Data
Warehouse
NAS/SAN
ORB
NAS/SAN
Files Database Database
Small server
备份设备一 备份设备二 备份设备三 备份设备四
使用企业云
平台进行系
统整合
构建数据保护即服务平台
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基于策略的数据库保护即服务
ZDLRA保护策略
•标准化的磁盘、
磁带、远程复制
策略
Gold Policy – 客户关键业务
Disk: 45 days
Tape: 90 days 带库
Silver Policy – 内部关键业务
Disk: 30 days
Tape: 45 days
Bronze Policy – 开发测试系统
复制
基于策略的
远程复制
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Disk: 15 days
Tape: 30 days
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Oracle Database ,
11g, 12c
• 横向扩展提供数据处理服务的计算服务器
• 横向扩展保存数据和提供重复数据删除服务的存储服务器
• 可扩展的InfiniBand网络互连
高效率的连
通性
高效的光
纤连接
享受扩展性，构建统一数据保护平台
无瓶颈、无单点故障
万兆网或
InfiniBand
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被保护的
数据库
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• 独一无二的数据保护技术
• 数据备份不影响业务系统性能
• 单台12TB/hour增量提取和恢复速度，
120TB/hour数据库全备速度.最大可扩展
到18个机柜，扩展至216TB/hour增量提取
和恢复速度
为数据库提供数据库保护即服务（DPaaS）
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3 碎片化的备份管理工作
传统方式：孤岛式的碎片化的备份过程
管理备份已经成为企业IT关心的事
1 单套数据库
完美定义的数
据库数据
RMAN
备份指令集
数据流
2
媒体服务器
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ZDLRA提供端对端的可见的数据保护
Policy-based Management: Application-oriented Data Protection
1
面向应用的保护策略
完美定义的数据
库数据保护策略
RMAN
备份指令集
数据块验证
2
ZDLRA
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ORACLE EM集成备份管理功能
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ZDLRA: 在技术层和业务层具有独一无二的效果
最小化性能影响
保护数据库只传输变更部分，
所有的备份和磁带处理操作
下移。
消除数据丢失
实时的日志信息获取，立
即保护新的业务交易。
Cloud-Scale保护
使用高可扩展性服务，可
以轻而易举的保护数据中
心的所有数据库。
备份的可用性提升
端对端的可靠性、可见性和
可控制性，备份出去的不止
是解体的文件。
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当前数据保护的困境
甲骨文零数据丢失设备恢复设备（ZDLRA）
构建企业数据保护即服务平台
甲骨文全面的数据保护服务
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Purpose-Built Backup Appliance(PBBA)市场分析
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2014年第二季度，全球最大专用备份设备5大供应商
年销售额
2010 $
2011 $
2013 $
$!!
EMC…$500 Million…64% 市场占有率
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Purpose Built Backup Appliance (PBBA)
Billion $ Industry – 技术发展面向重复数据删除技术
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EMC
Symantec
IBM
HP
Barracuda
Quantum
FalconStor
Others…
PBBA Vendors 主要功能特点
• 重复数据删除
• 压缩技术
• 备份数据复制
- 基于10年前陈旧技术
但是 。。。
• 鼓吹重复数据删除效果 Oracle数据库备份
消重效果不明显
• 无法 确保数据无丢失
• 无法 减少备份窗口，卸载备份压力
• 无法 动态分配存储空间
• 无法 保障备份数据端到端验证可恢复性
• 无法 提供强大扩展性
这些就满足客户需求了吗?
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版本重定义,在线重定义， Data Guard, GoldenGate
– 最小化停机时间的维护、升级、迁移
Active Data Guard
–数据保护和容灾
–分担查询压力
GoldenGate
–双活的容灾架构
–异构的容灾服务
动态复制技术
RMAN, Oracle Secure Backup,
Zero Data Loss Recovery Appliance
– 将数据备份至磁盘、磁带或云端
Enterprise Manager Cloud Control
–站点保护，协同站点故障转移
Application Continuity
–应用交易的高可用性保护
Global Data Services
–数据库服务的失败切换和负载均衡
RAC
–可扩展性
–服务器的高可用性
ASM
–本地磁盘保护
本地数据保护
Flashback
–人为错误纠正
甲骨文最大数据库可用性架构（MAA）
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