基于天翼云的中小企业数据保护及容灾备份研究

韩成果　金树柏　任嘉曦

摘  要： 数据保护及灾备的用户群由传统的金融、政府等大型用户扩展到中型和小微企业。文章深入分析了中小企业在数据保护和灾备建设上面临投资成本高、操作流程复杂、安全性差等核心痛点，指出云计算技术及其应用的逐步成熟为中小企业数据保护和灾备降低了门槛，并给出基于中国电信天翼云的云管家解决方案，该方案具有易用性、投资少、定制化等特点。

关键词： 数据保护和灾备; 市场分析; 天翼云;中小企业; 云管家

中图分类号：TP30          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）12-47-04

Research on SME data protection and disaster recovery by e cloud

Han Chengguo1， Jin Shubai2， Ren Jiaxi2

（1.School of Business， LingNan Normal University， Zhanjiang， Guangdong 524048， China;

2.ShenZhen DCS Technology co.， Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518057）

Abstract： The user base of data protection and disaster recovery has expanded from the traditional financial and government large-scale users to medium-sized and small-sized enterprises （SME）.This paper deeply analyses the key pain points faced by SME in data protection and disaster recovery， such as high investment cost， complex operation process and poor security， etc. It is pointed out that the maturity of cloud computing technology and its application reduces the threshold for small and medium-sized enterprises in data protection and disaster recovery， and Cloud Keeper， a solution of cloud disaster recovery based on e cloud of China Telecom， is presented， which is easy to use， less investment and customized.

Key words： data protection; disaster recovery; market analysis; e cloud; SME; Cloud Keeper

1 我国数据保护及容灾备份市场分析和中小企业需求潜力

数据是信息系统的核心要素，在信息化趋势下，无论是国家经济运转还是百姓日常生活都是建立在数据基础上。随着大数据、云计算、物联网、移动互联网技术在各行业的应用推广，数据量剧增，而数据存在着因外部入侵、感染病毒、误操作和管理漏洞等原因造成丢失、毁坏的风险。因此用户对数据安全和业务连续性需求愈加旺盛，数据保护及容灾备份市场也快速发展起来。

数据保护目的在于保证数据的完整、真实、可用。备份是数据保护一种基础的技术手段，随着备份技术及其产品的改善和升级，数据保护的手段已经从简单的数据备份发展到镜像、快照、远程复制、持续性数据保护等先进技术。

容灾备份（以下简称灾备）是指把本地关键应用数据或关键应用系统在异地建立可用的复制，在本地发生灾难时，可以迅速切换到异地系统上，实现业务持续性[1]。灾备系统通常是一套包含存储设备、灾备功能软件等在内的软硬件整体解决方案，通过本地数据中心和异地灾备中心各建立一套系统，实现业务中断的快速响应能力和恢复能力。

根据国际商用机器公司IBM和国际数据公司IDC的调研[2]，云计算和大数据的时代背景下，物联网和5G飞速应用推广，到2020年，全世界产生的数据量将达到40ZB，数据每年的增长速度约40%。从区域来看，目前美国的数据产量最大，约占全球数据量的32%，中国占13%，但预计到2020年中国将占全球数据产量的21%。如何有效地保护这些庞大的数据、将他们利用起来，是现代企业都必须面对的一个问题。

在市场需求持续增长和政策全方位扶持的背景下，我国数据保护及灾备份行业保持持续增长态势，2018年国内数据保护及灾备份行业收入约25亿美元。2014-2018年年均增幅超过5%。预估2019年市场总体规模约27亿美元换算成人民币190亿元左右。

数据保护与容灾备份，其产业链结构基本一致，上游行业主要有存储介质、存储设备制造业以及数据传输设备制造业等。中游提供的产品形式分为纯软件产品、软硬件一体化产品和DRaaS服務类产品。我国在数据保护和灾备份方面的技术水平不断提升，国内市场已进入开放竞争阶段，从国外大厂商垄断时期逐步进入到自由竞争时期。经过前期的积累，部分具备自主创新能力和研发实力的本土优秀企业迅速崛起，已经跻身主流存储厂商行列，展现出能与国外大厂商相竞争的实力，开始挑战国际一流厂商。比较有代表性的国内企业有深圳中科鼎创、上海英方、北京同有等公司[3]。

数据保护和灾备下游行业有数据存储、数据保护和灾备等需求的各个行业和领域，终端用户多为大型企业客户，主要包括政府、教育、电信、金融、能源、军工企业等，占据了70%以上的市场份额。根据国家统计局2018年统计年鉴，中国有超过1800万家中小企业，其数据量约有10T，对于数据保护和灾备的需求非常迫切，但市场份额低于30%，潜力巨大。

2 中小企业数据保护及容灾备份面临的挑战和云灾备特点分析

数据保护和灾难恢复是个令人神经紧张的话题，但必须面对。中小企业遇到的挑战包括投资成本高，操作复杂数据安全无保障两个方面。稍大的公司，会使用SAN（Storage Area Storage，存储区域网）备份，SAN很贵，而且当整个数据中心出现故障的时候，即使SAN也不保险。因此，他们还会在异地创建一个新的数据中心（如图1所示）。然而有时候，即使身处两个位置的两个数据中心也会同时挂掉，因此，他们就将两个数据中心的物理距离尽可能拉大，但这也意味着成本越高，这时又带来了管理上的问题，两套SAN之间要传输TB级的数据，需要非常高的带宽，冗余越多，成本越高。灾难恢复有两个指标，一是恢复点目标RPO（Recovery Point Objective），二是恢复时间目标RTO（Recovery Time Objective），分别是标识数据丢失率和恢复间隔的指标[4]。对传统的SAN或异地备份，这两个指标基本取决于成本，成本越高，指标越好（如图2所示）。而新型的云容备在这方面使用的是同步复制技术，同步复制使RPO接近于0，而RTO接近实时，也就是说，灾难发生时云容备系统中所有在线的应用数据丢失基本为0，恢复间隔接近实时，用户完全觉察不到灾备系统的切换。

云计算让先进的技术迅速普及，云存储的应用，让那些以往只有超级公司才有能力享受的灾难恢复服务变得十分普通，而且成本极低。

云灾备虚拟化数据中心实现了虚拟化、低延时、高吞吐的数据传输，数据中心交换机为服务器和存储设备之间提供高速万兆互联，在满足桌面虚拟化频繁读写的性能需求的同时，做到了连续数据保护级别，简称CDP（Continual Data Protection）的灾难恢复。

在云灾备中，我们可以将灾备作为一种服务，客户通过付费使用灾备服务。灾备服务提供商提供灾备服务。在此模式下，得益于灾备服务提供商良好的灾备经验、运行维护监管流程和资源优势，客户的灾备目标可轻松实现，既减少了客户的运行维护成本和工作强度，更削减了灾备系统的总体拥有成本。相较于传统的灾备系统，云灾备系统特点主要如下[5]。

⑴ 量化性

通过提供量化的IT资源，云灾备系统可确保灾备资源的计量和分配是合理和按需的，对资源进行精细化管理。

⑵ 定制性

由于各个等级业务系统对灾备服务的需求是不尽相同的，云灾备系统可灵活组合、编排服务资源库中各类服务单元，制定适应各种需求的灾难恢复解决方案。

⑶ 扩展性

对于存储和计算单元的增长，云灾备系统可实现横向扩展、动态调配，解决资源容量的限制问题。

⑷ 延续性

利用其变更机制，云灾备系统通过实时监控生产系统相关状态，当生产系统宕机时，其可保证云端备份系统能随时接替原系统。

中小企业数据保护和灾备面临第二个难点是操作复杂数据安全无保障。如图3流程所示，企业需要制定基于数据类型、备份介质、备份类型、保留周期、备份周期、备份窗口的数据保护策略，同时要规范数据灾难发生后的恢复流程，包括事件评估、启动恢复、系统重建等十多个核心环节。这都需要专业技术人员和严格的操作规范指引，某一个环节出现问题都将给企业数据保护带来损失。云灾备模式可以有效地解决操作复杂数据安全无保障这个痛点，主要通过以下三个方面技术手段。

● 重复数据删除技术

重复数据删除技术是指将存储系统中存在的大量内容相同的数据删除，只保留其中一份，从而缩减存储空间的技术。在云灾备中，该技术既能大幅减少灾备中心存储的数据量，降低灾备中心的建设和运维成本，又能大幅减少数据备份和恢复过程中用户和灾备提供商间的数据传输量，提高备份和恢复的性能，是一项十分重要的技术。随着灾备中心的规模不断增大，存储的数据量和访问量不断增加，单一节点上的重复数据删除方法已不能满足性能和容量的需求。除基本重复数据删除技术外，一些优化和改进技术对云灾备是至关重要的，包括高性能、可扩展的、分布式的重复数据删除技术，以及为提高灾备中心数据可靠性的高可靠重复数据删除技术。

● 云存储安全技术

在云灾备应用环境中，用户的数据存放在由云服务提供商管理和维护的服务器上，不再受用户的直接控制，增加了数据的潜在风险。各种因素，如云服务提供商的系统故障、服务器被攻击、云服务提供商内部人员的泄密或蓄意破坏等，都有可能造成用户数据的泄密、损坏或丢失。可以说，数据安全已成为限制云灾备在企业中进一步推广和应用的关键因素，而云存储安全技术则试图解决云灾备服务模式带来的种种数据安全问题。云灾备环境由三个参与方组成：用户（云灾备服务的使用者）、云服务提供商、可信第三方。完整性检查和持有性证明技术和可问责技术是云存储安全的核心。

● 操作系统虚拟化技术

除了数据级的灾备，还应提供系统级的灾备。即在将数据复制到云端的同时，也将受保护的应用程序的状态复制到云端，当灾难发生时可以立即切换到云端的应用程序运行，保证业务连续性。系统级灾备是通过操作系统虚拟化和检查点实现的。检查点用来捕获进程某一时刻的运行状态，从而实现进程迁移。进程迁移既可以是用户應用程序进程到云灾备中心的迁移，也可以是云灾备中心内部的虚拟机池间进程迁移，以实现根据前端用户的需求自动地调节灾备服务提供商有限的硬件与软件资源，动态地、弹性的反应前端业务对灾备的需求。当程序因故障中断，如果不能保留其中间运行状态，恢复后从头运行将会带来极大的消耗。检查点技术能够解决这个问题。通过保留各个进程的运行状态，恢复时能够复原到最近一次保留的数据映像。

随着相关技术的发展和成熟，以及各行业数据中心、灾备中心建设的深入开展，云灾备必将发展成为中国灾难备份市场的主流方式。下面以基于中国电信天翼云的数据保护和灾备云管家为案例详细介绍中小企业的解决方案。

3 基于天翼云的中小企业数据保护和灾备云管家解决方案

3.1 中国电信天翼云存储的优势

用户体验好。通过与流量经营和管道加速技术结合，运营商的云存储在同步体验上可以更好，这是类似苹果公司的iCloud等云存储的重大缺陷，同步实在是太慢。

移动时代个人隐私数据越来越多，由于存在同业竞争，企业的经营数据也担心被商业化云服务商窃取利用，因此信息安全需求强烈，中国电信的国企背景和整体基础优势非常明显，“电信级安全”让用户更加放心。天翼云主打“安全、稳定、可靠”，机房、电源、无线网络等均属于电信，天翼云采取了多重加密技术，与SIM卡识别认证结合，更加强安全特性[6]。

服务整合能力更强。运营商本身就是一个庞大的生态体系，围绕着运营商有各种各样的厂商，其对第三方资源和服务的整合能力很强，例如整合手机厂商、加速服务商、安全厂商，给用户更好的云存储服务和周边云服务。深圳市中科鼎创科技股份有限公司是中国电信的云存储服务商核心合作伙伴，两家联合开发的云管家产品为中小企业提供了简单易用、性价比极高的数据保护和灾备方案。

3.2 云管家数据保护和灾备解决方案

云管家定义为一款支持混合云环境，基于分布式架构的，面向中小企业市场的云运维服务类产品，产品主要包含云监控和云备份两种功能，支持用户通过手机APP查看和操作，如图4所示。产品采用分布式C/S架构进行部署，具备高效、稳定、安全的特点。云管家主要目标客户为中小企业以及初创企业，只要有异地云数据备份以及云主机性能监控需求的客户都可以使用。云管家采用月租最低149元/月的服务形式提供给用户，在同类产品市场上具备先进技术以及最高性价比的优势。云管家提供支持混合云环境、可视化监控、超过百余项监控指标、自动化报警、一键式全自动部署安装等功能，云备份采用快照技术实现快速备份和恢复的目的，用户可根据自身需求自定义备份时间、备份频率、保留版本来定制自己的备份计划（如图5所示）;同时产品支持增量和差异备份，減少备份带来的系统和网络开销。无论客户的主机在哪里，云上或者云下，云管家都可以自由地将监控数据和备份数据传送至天翼云端客户的私有云主机中。

4 结论

数据保护和灾备是保护用户数据资产及信息安全的核心技术，本文在回顾和预测中国数据保护和灾备市场的基础上，指出中小企业的市场潜力巨大但受制于成本高、操作复杂安全性低等限制无法满足需求。云灾备的重复数据删除、存储安全、操作系统虚拟化等技术的发展使得云灾备逐步发展成为灾难备份市场的主流方式。通过分析天翼云的用户体验、安全、整合能力三个方面的优势，本文详细介绍了基于天翼云的云管家系统，并给出中小企业数据保护和灾备的借鉴案例。随着云计算技术不断成熟和应用推广，基于天翼云的云管家产品后期的研究方向为混合云存储技术、产品的易用性和存储性能提升三个方面。

参考文献（References）：

[1] 康春荣.数据安全项目案例：存储与备份SAN与NAS容错与容灾[M].科学出版社，2004.[书籍]

[2] 陈秋喜.2018年数据保护及容灾备份行业分析报告.百度文库，2018.[电子文献]

[3] 张冬.大话存储—存储系统底层架构原理极限剖析[M].清华大学出版社，2017.[书籍]

[4] 潘叒、潘耀都.云灾备的现状、应用与发展趋势[J].数字技术与应用，2015第11期P194-195.[期刊]

[5] 张继平.云存储解析[M].人民邮电出版社，2013.[书籍]

[6] 不二.稳中求变 天翼云深耕安全云十年[J].互联网周刊，2018年第19期P40-41[期刊]