即時資料複製：高效實施的 5 項最佳實務
資料複製主要用於服務與資料可用性要求較高的情況。複製主要分為兩種類型:即時複製(或稱連續複製)與傳統複製(亦稱為週期性複製或快照複製)。
即時複製雖比傳統複製具備更多優勢,但會消耗更多資源。因此,在為災難復原實施虛擬機器即時複製時,最好遵循資料複製的最佳實務。
為何即時資料複製對現代企業至關重要
最重要的虛擬機器和資料庫必須受到妥善保護,並能快速恢復,以避免遺失最新資料。對現代企業而言,即時複製能確保資料的可用性、一致性與可存取性,使組織得以高效運作並因應不斷變化的情勢。此外,這也有助於組織改善業務連續性與災難復原工作流程、確保多地資料的一致性、提升客戶體驗,並符合法規要求。
由於來源虛擬機器(VM)與 VM 複本之間會持續同步資料,因此這兩台虛擬機器的資料保持一致,且 VM 複本上的資料為最新狀態(資料的最新版本)。即使發生 故障轉移 透過使用虛擬機器複本,組織便能實現零 復原點目標 (RPO)。 恢復時間目標 (RTO) 亦可能較低,因為您可以幾乎立即將系統切換至虛擬機器複本。因此,企業得以將停機時間與資料損失降至最低。
由於變更會持續(即時)進行複製,因此虛擬機器和資料能夠迅速恢復,客戶可能甚至不會察覺到故障轉移。
實施即時資料複製的主要挑戰
在組織的基礎架構中實施即時複製時,必須考量若干挑戰。解決這些挑戰,可確保複製過程高效、可靠且具備可擴展性。這些挑戰包括技術上的複雜性、效能上的權衡以及營運上的考量。
- 進階硬體與效能開銷. 為避免延遲並確保資料能即時複製,需要更強大的硬體,包括 CPU、記憶體和網路卡。 即時複製 與傳統的定期複製相比,此方式會消耗更多硬體資源,進而影響來源伺服器與虛擬機器的效能。若硬體效能不足,可能會導致延遲增加,因此不建議用於即時複製。
- 網路頻寬. 即時複製需要高網路頻寬和連線速度,以確保資料能即時複製。當資料進行複製時,具有大量輸入/輸出操作的應用程式會產生更多流量。 即時複製會產生大量資料流量,特別是對於寫入密集型工作負載或大型虛擬機器而言。當執行即時資料同步時,若網路速度與頻寬不足,可能會導致複製延遲。這進而會影響資料保護系統的一致性與可靠性。高網路延遲可能會中斷資料同步,並影響恢復點目標 (RPO)。
- 成本考量. 強大的硬體和網路設備需要更高的成本。因此,應針對關鍵虛擬機器採用即時複製。相較之下,對於 RPO 要求較不嚴格的非關鍵虛擬機器,則可採用傳統(定期)複製來進行保護,以確保整體成本效益。
- 可擴展性. 若虛擬機器(尤其是大型虛擬機器)的數量增加,則需投入更多硬體資源,以確保即時複製能順利運作且無延遲。這需要更多的儲存空間,而高效能儲存設備的成本也更高。
- 實施過程中的複雜性. 設定即時虛擬機器複製比傳統(定期或基於快照)的複製方式更為複雜。並非所有資料保護解決方案都支援即時複製,且對於大多數受支援的解決方案,都必須完成進階的設定步驟。由於其複雜性以及設定錯誤的風險,要協調虛擬機器、相關儲存及網路設定的複製工作,可能並非易事。
高效即時資料複製的最佳實務
在為虛擬機器實施即時複製時,建議您遵循資料複製的最佳實務。這些實務可協助您獲得最佳成效、將資料遺失的風險降至最低,並減少停機時間。
確立明確的目標與使用情境
訂立明確的目標,以確保複製策略符合業務需求並創造最大價值。明確界定的目標可避免在實施與配置資料保護環境時產生不必要的複雜性,並確保複製流程符合組織需求。透過資源優化,您可依據優先順序有效率地分配資源,包括網路頻寬、儲存空間及運算效能。
您應考慮的主要目標包括:
- 復原點目標 (RPO): 指定可接受的資料遺失最大時長(例如: “我們最多只能承受 5 分鐘的資料遺失”)。若所需的 RPO 值小於 5 分鐘,請考慮使用即時複寫。
- 目標恢復時間 (RTO): 確定系統在發生故障後需要多快恢復運作(例如: “關鍵虛擬機器必須在 30 分鐘內恢復運作”)。若恢復時間目標(RTO)少於 30 分鐘,應優先採用複製而非備份。
- 高可用性目標. 辨別哪些系統需要近乎零停機時間,以及哪些系統的可用性需求較為彈性。
識別使用案例,例如災難復原。將虛擬機器複製到備援站點或區域,以因應硬體故障、網路攻擊或自然災害等災難情況。
確立目標與用例:
- 分析業務需求:
- 識別對業務至關重要的虛擬機器和應用程式。
- 針對每項工作負載,確定可接受的停機時間與資料遺失程度。
- 將工作負載進行分類。 根據運作必要性,依優先級將虛擬機器分組,例如:
- 高優先級: 金融系統、面向客戶的應用程式及資料庫。
- 中等優先級: 內部工具與批次處理系統。
- 優先級低: 非必要系統或存檔系統。
- 評估技術上的限制。 評估基礎設施的能力,例如:
- 網路頻寬與延遲。
- 可用儲存空間與複製工具的相容性。
- 跨區域或多站點連通性。
- 將目標與使用案例相匹配。 將業務需求對應至適當的複製情境:
- 高優先級系統的災難復原。
- 跨區域複製,以確保全球可用性。
- 為符合合規要求而進行的快照或日誌記錄。
透過設定目標並釐清使用案例的方法,您將能獲得以下好處:
- 設定針對性的保護措施,以確保最重要的系統和應用程式能獲得適當程度的複製與冗餘。
- 透過將複製工作集中於最需要複製的系統,可有效利用資源,避免過度配置。
- 明確界定的目標能簡化管理,使監控、測試及驗證複製流程變得更加容易。
您也可以遵循其他建議,例如:
- 應定期與業務及技術專家進行檢討,以確保目標仍具相關性。
- 與各部門合作,以辨識那些較不顯而易見但至關重要的複製需求,例如合規或稽核方面的需求。
- 根據影響分析對使用案例進行優先排序,並據此分配資源。
選擇 恰當的 基礎架構與工具
您應選擇符合業務目標、工作負載需求及預算的基礎架構與工具,同時確保其具備最佳的效能、可靠性與可擴展性。
選擇合適的基礎架構與工具,應涵蓋以下幾個方面:
- 適當的工具能降低開銷、優化資源使用效率,並在即時複製過程中將延遲降至最低。
- 完善的基础設施可確保複製過程一致且精確,且不會發生資料損毀。
- 隨著您的環境隨著虛擬機器、資料和使用者數量增加而擴展,相關工具與基礎架構應能支援可擴展性。
- 採用適當的解決方案,有助於避免在不必要的功能上超支,或導致關鍵資源配置不足。
在配置基礎架構及選用複製工具時,請考量以下事項:
- 請確認該工具支援您的虛擬化平台(VMware vSphere、Microsoft Hyper-V、Proxmox VE 或 AWS 和 Azure 等雲端服務供應商)。
- 尋找能與資料庫等應用程式整合的工具,以確保 與應用程式一致 複製。
- 若在多雲端或混合雲環境中運作,請選擇能在所有平台上無縫運作的工具。
部署包含硬體與軟體元件的基礎架構,以確保虛擬機器(VM)能達到即時複製所需的效能:
- 低延遲。基礎架構應能處理低延遲的複寫作業,特別是針對同步操作。
- 頻寬優化。某些工具可能提供壓縮和去重等功能,以減少網路使用量。
- 可擴展性。確保該解決方案能夠處理不斷增加的工作負載和新增的虛擬機器,同時不影響效能。
請注意受支援資料保護工具的各項功能:
- 即時複製. 確保該解決方案支援延遲極低的持續複製。
- 故障轉移與故障回退. 尋找具備自動化功能的工具 故障轉移與故障回轉 用以減少停機時間的機制。
- 寫日記與隨手拍. 考慮採用能提供 寫日記 用於特定時間點的復原,以及基於快照的複製以確保資料完整性。
- 加密. 選擇支援端對端加密的工具,以確保資料複製的安全性。
計算基礎設施與軟體的成本。
- 授權與訂閱. 評估定價模式,例如雲端工具的"隨用隨付"模式,或是本地部署工具的永久授權模式。
- 營運成本. 請將額外基礎設施、頻寬及儲存空間的需求所產生的成本納入考量。
- 可擴展性成本. 確保隨著您的環境規模擴大,該解決方案仍能維持成本效益。
若您在基礎架構中使用硬體或軟體時遇到問題或錯誤,供應商的技術支援至關重要。
- 技術支援. 選擇能提供全天候支援,且在可靠性方面享有良好聲譽的供應商。
- 文件. 尋找文件齊全的解決方案,以簡化部署與疑難排解。
- 更新與相容性. 請確保供應商會定期提供更新,以支援最新的平台與功能。
確保網路的穩定性與安全性
網路穩定性(包括延遲與頻寬參數)對於即時複製至關重要。請確保網路能符合正常複製所需之運作條件。安全性至關重要,以確保第三方無法存取您的資料。網路穩定性之所以關鍵,是因為即時複製仰賴持續的資料同步。網路不穩定可能會導致延遲或複製滯後,進而引發資料不一致的風險。
安全與 加密 同樣至關重要,因為在複製過程中往往會傳輸敏感資料。安全漏洞可能導致資料遺失、外洩或違反法規。穩定且安全的網路可確保複製環境始終是準確且最新的故障轉移選項。
為確保網路穩定性,請參考以下各類別中的建議做法:
- 頻寬容量:
- 評估網路負載. 請確保您的網路能夠處理複製所產生的額外流量,同時不影響正常運作。
- 優先處理流量. 使用服務品質 (QoS) 設定,讓複製流量優先於非關鍵的網路流量。
- 低延遲:
- 將延遲降至最低. 特別是同步複製,需要低延遲的網路,以避免寫入操作出現延遲。
- 優化路由. 在主站與備份站之間採用直接且經過優化的路由路徑。
- 網路冗餘。
- 使用多個網路連線. 部署冗餘網路連線,以降低單點故障的風險。
- 實作自動故障轉移. 設定網路故障轉移機制,以確保在發生中斷時仍能維持連線。
為確保網路安全,請針對用於即時複寫的連線設定網路加密。
- 啟用傳輸中加密. 使用 SSL/TLS 或 VPN 連線等通訊協定,在資料傳輸過程中進行加密,以防止資料遭竊聽。
- 採用端到端安全措施. 確保資料從來源虛擬機器傳輸至複本的過程中始終保持加密狀態。
定期檢測與監測
常規 測試 以及 監測 這些是重要的資料複製最佳實務,因為它們能確保資料以正確、一致且無誤的方式進行複製。透過測試與監控,您還能驗證複製設定是否運作正常,並符合業務需求。虛擬機器複本可在發生故障時,用於業務連續性與災難復原。
測試資料複製功能可讓您:
- 檢查此虛擬機器複本的資料是否為最新版本
- 請確保所需的 RPO 與 RTO 確認虛擬機器複本已符合相關指標,且故障轉移設定運作正常。
- 偵測可能的複製問題,例如網路延遲過高、儲存速度過低、運算效能不足及其他瓶頸,並加以解決。
- 收集監控資料,並優化即時複寫效能。
即時虛擬機器複製測試應包含功能測試、故障轉移測試、故障回轉測試、資料完整性驗證及效能測試:
- 對主虛擬機器進行變更,並測試複製功能,以確保資料更新已反映在複本中。
- 模擬災難復原情境,以檢查是否能正確執行故障轉移。將系統轉移至虛擬機器複本,並驗證所有所需資料是否如預期般成功復原。
- 要測試故障回退操作,請還原主站點,並測試能否將正在運行的虛擬機器複本與主站點上的主虛擬機器進行同步。
- 確認複製過程中不會發生資料損毀。比較主虛擬機器與副本虛擬機器之間關鍵檔案的雜湊值。
- 評估複製對網路頻寬、儲存裝置 IOPS(每秒輸入/輸出次數)及系統效能的影響。在使用量高峰時段監控複製延遲,以確保其維持在可接受的範圍內。
資訊科技團隊的培訓與技能提升
IT 團隊應定期學習、接受培訓並提升技能,以增進其知識與實務能力。這項即時資料複製的最佳實務,能讓他們有效配置基礎架構、做好災難應變準備,並在將資料損失與停機風險降至最低的情況下,有效執行災難復原。
- 系統管理員及其他 IT 團隊成員會接受培訓,以了解用於即時複寫的工具、技術(包括最新技術)及流程。
- 受過專業訓練的專家能夠將錯誤降至最低,從而降低配置錯誤的風險,這些錯誤可能導致複製失敗或資料不一致。
- 具備專業技能的專家能夠迅速識別並解決複製問題,從而減少停機時間。
- 一支技術嫻熟的團隊已準備就緒,將根據新的業務需求調整基礎架構,並導入新工具與技術,以實現更有效的即時複製與災難復原。
IT 專家在準備災難復原及即時複寫設定時,應考慮以下做法:
- 瞭解用於即時複製、故障轉移及災難復原的工具與功能。
- 透過在測試環境中設定即時複寫,並依照某項規範執行災難復原工作流程,來使用資料保護工具進行訓練 災難復原計畫. 災難復原模擬讓 IT 專家能夠為實際的災難與復原情境做好充分準備。
- 技術專員應學習新的網路配置方法,以提升網路效能並加強安全性。IT 團隊應做好準備,隨時更新防火牆設定,以因應新的安全與效能挑戰而調整網路配置。
NAKIVO 為何在即時資料複製領域脫穎而出
NAKIVO Backup & Replication 這是一套通用的資料保護解決方案,支援 VMware vSphere 中虛擬機器的即時複製。NAKIVO 解決方案亦支援針對 VMware vSphere、Microsoft Hyper-V、Proxmox VE 及 Amazon EC2 中虛擬機器的傳統定期或快照式複製。該解決方案透過即時複製為 VMware 虛擬機器的資料保護提供以下優勢:
- 最低 RPO 約為 1 秒。在為災難復原目的執行虛擬機器故障轉移時,不會造成任何資料遺失。
- 立即將系統切換至虛擬機器複本。如此一來,您便能在災難復原情境中滿足最嚴格的 RTO 要求。
- 確保虛擬機器、應用程式及正在運作的服務具備高正常運作時間與高可用性。
- 自動故障轉移功能可讓您在原始虛擬機器發生故障時,自動將運作轉移至虛擬機器複本。因此,您可以藉此實施一套穩健的災難復原策略。
此外, NAKIVO Backup & Replication 相較於傳統的虛擬機器複製,它具備以下優勢:
- 備份與複製工作所採用的資料加密方式,包含來源端加密、靜態資料加密(在備份儲存庫中)以及網路加密。加密可提升受保護資料的安全等級。
- 透過備份進行複製可提供更大的靈活性,並讓您能利用先前建立的備份來建立虛擬機器複本。
- 使用 站點復原 功能,包括複製、故障轉移及故障回轉操作。透過執行災難復原測試,有助於確保您已為實際的災難情境做好準備。
結論
在為虛擬機器實作即時複製時,請遵循資料複製的最佳實務。這些實務可協助您確保業務連續性,並透過降低資料遺失風險及將停機時間降至最低,使災難復原流程更為有效。即時資料複製應僅用於具有嚴格 RPO 與 RTO 要求的關鍵機器。請使用 NAKIVO Backup & Replication 以實現兼具成本效益且可靠的虛擬機器複製,並具備進階資料保護功能。
