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【资料储存基础架构基本需求:可靠性与可用性】公有云档案储存服务的资料保护与可用性

每日动态 2021-02-10 12:00:58

作为企业基础架构的一部分,公有云档案储存服务的可靠性,是企业将引进这类公有云储存服务时,最关键的考量因素之一。

如同其他公有云档案储存服务,公有云档案储存服务也是透过多複本分散镜像複製、远端複製,以及快照/备份等3重机制,来确保资料储存的可靠性。

公有云提供3重资料可用性机制

首先,透过分散式储存系统的多複本镜像複製机制,建立跨多节点的冗余资料储存架构,以防止单一储存节点或元件失效,导致资料遗失或不可用,这也是公有云储存服务最基本的资料可靠性机制。

更进一步,则是透过远端複製,跨两个机房或资料中心建立多重複本,以防止机房或资料中心意外失效关闭,导致存取服务中断。

但多複本分散镜像複製与远端複製这两种机制,都只能维持与来源端同一时间点的複本,所以最后还要再搭配快照或备份功能,建立多个时间点的複本,以便提供将资料回溯到不同时间点状态的能力。

我们这次检视的6大公有云平台档案储存服务,都能达到99.9%以上的可用性,基本上也都拥有前述3重资料可靠性机制,但具体实作方式有许多差异。

AWS提供完整备援与备份架构

在AWS EFS方面,所有档案系统物件(档案、目录与连结),都是分散在服务区域(Regions)内的多个可用性区域(Availability-Zone,AZ)上,以冗余方式存放,藉此确保资料储存的可靠性,并透过跨多个可用区域的分散,来提供远端存取共享储存区的高可用性。

所以用户无需另外再为EFS共享储存区建立远端複製作业,EFS本身的基础架构,就已经是跨远端分散存放的。

更进一步,AWS EFS再搭配备份功能来提供多时间点的複本。AWS EFS可用的备份方式,有下列这3种:

 1.透过AWS Backup。这是AWS建议的EFS首选备份服务,提供了整合不同AWS应用环境备份应用的集中管理,透过AWS Backup的主控台,即可为EFS储存区设定自动化的备份政策。

2.透过EFS-to-EFS backup。这是AWS提供的另一项原生备份服务,适用于没有提供AWS Backup服务的区域。这种备份服务是透过AWS Lambda服务,对EC2执行个体挂载的EFS储存区,触发与执行备份作业,将来源端EFS储存区资料,複製到另一EFS储存区。另外,再搭配Amazon CloudWatch、DynamoDB与S3等3种服务,来提供备份作业监控、作业纪录与日誌的保存。

3.透过第3方厂商的备份工具。除了AWS自身提供的备份服务外,许多第3方厂商也提供了AWS EFS备份服务,如Veeam Backup for AWS、N2WS Backup & Recovery等。

Azure 支援多样化备援选项

Azure的File Storage档案储存服务,可以支援Azure的4种不同的分散複製备援储存模式,包括本地端备援(LRS)、区域备援(ZRS)、异地备援(GRS),以及异地区域备援(GZRS),后3者都包含複製到异地端的远端複製架构。

标準型File Storage服务可以支援前述4种分散备援模式,而进阶型服务则只支援本地端备援(LRS)与区域备援(ZRS)两种。

在基本的分散储存备援架构之外,Azure也提供了快照与备份功能,帮助用户保护共享储存区资料,提供多时间点下的资料複本。

用户可透过Powershell或CLI指令,为每个Azure档案储存区建立最多200份唯读的快照複本,并保存最长10年时间。在备份功能方面,AzureFile Storage档案储存服务的标準备份架构是透过Azure Recovery Service Vault,这是基于快照的备份服务,可让用户设定排程、自动启动备份,然后透过快照功能,来製作储存区複本。

除了备援与备份机制外,Azure还提供了称作「虚删除(Soft delete)」的功能,用于防止误删共享储存区中的资料,并在误删时,方便地取回资料,而不需要透过备份複本还原。

用户可在储存服务帐户的档案储存设定中,启用虚删除功能。启用后,用户删除任何资料时,该资料会转为虚删除状态,而不会永久删除资料。虚删除的资料会依照用户设定的保存期限持续保存(可设定1~365天保存期限),若用户发现误删资料,可从档案公用视窗中检视这些删除资料,并予以还原。

Google Cloud提供基本备援与备份

Google Cloud提供的Filestore共享档案储存区,是建立在个别服务区域(zone)内的分散式冗余架构上,可以承受服务区域内的设备故障,但如果遭遇整个服务区域资料中心的故障,Filestore储存服务便会中断。为了预防此点,用户可自行透过rsync指令,将Filestore共享储存区的资料,複製到远端储存区作为备援。

Filestore的内建备份功能目前正在beta版测试中,适用于基本HDD型与基本SSD型两种层级服务。这项备份功能为增量式(incremental),并内含自动压缩功能,可按预设排程自动为Filestore执行个体製作複本,除了作为备援使用外,这些备份複本也能作为迁移资料的手段。

Filestore也能搭配Google的协力厂商,如Actifio与Commvault等的备份解决方案,来提供备份功能。

另外Google Cloud目前也正在进行Filestore的快照功能alpha版测试,预期不久后便能正式支援,提供一种更具效率的製作複本手段。

IBM Cloud提供基于快照的备份备援

IBM Cloud的File Storage服务,内含了快照与远端複製两种资料保护机制。快照複本为唯读形式,用户可以排程自动启动,或是手动启动,每个File Storage Volume可以保存50份排程快照再加上50份手动快照,提供多个时间点下的资料複本。

至于File Storage服务的远端複製功能,也是以快照为基础,将快照複本複製到另一个IBM Cloud资料中心,作为备份複本保存。

Oracle Cloud以快照延伸备份备援应用

Oracle Cloud Infrastructure(OCI) File Storage的资料保护,是以快照为基础,每个档案系统允许建立1万份快照,藉此提供储存区所在本地端的複本。

虽然OCI没有提供建置好的备份功能,但用户可以再自行利用rsync、tar 或任何支援 NFS v3协定的第三方工具,将快照複本複製到另一个OCI的可用性区域、服务区域,或其他储存位置,作为异地複本。

阿里云支援完整备援备份架构

阿里云NAS File Storage拥有业界标準的高可靠性设计,底层透过分散式储存架构与多重冗余机制,可以提供99.999999999%的耐久性,以及99.9%的可用性,不会受节点硬体元件的单点故障影响。

更进一步,用户还能透过阿里云的线上迁移服务控制台,利用其中的资料同步模式,将NAS File Storage档案系统储存区,定期複製到远端储存区,避免单一资料中心失效导致资料不可用。

NAS File Storage也内建了快照与备份功能,其中快照只适用于Extreme型服务,每个档案系统可建立最多128份快照,可排程自动启动或手动启动。

备份功能则是透过NAS服务控制台启动,将指定档案系统的资料,备份到指定的备份储存库。

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