深度解析：持续数据保护(CDP)技术革新与实战优势

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前言

在信息化高速发展的今天，数据已成为企业与组织的命脉，其安全性与可用性直接关系到业务的连续性与竞争力。然而，随着数据量的爆炸性增长和威胁的日益复杂，传统的备份与恢复方法已难以满足对数据保护的高标准需求。在此背景下，持续性数据保护（Continuous Data Protection, CDP）作为一种先进的数据保护策略应运而生，CDP提供了一种更为高效、灵活且可靠的灾难恢复解决方案。

持续性数据保护的核心在于其能够实时或近乎实时地捕获并记录所有数据变化，从而确保在任何时间点都能迅速恢复到一个已知的良好状态。这一特性使得CDP在面对硬件故障、人为误操作、病毒攻击、自然灾害等多种数据丢失场景时，能显著缩短恢复时间目标（RTO）和恢复点目标（RPO），最大限度减少数据损失，保障业务连续性。

本文将深入探讨持续性数据保护的应用场景，详细介绍CDP背后的关键技术和实现机制，介绍威努特数据备份与恢复系统中所使用的CDP技术的特点。

一

实时数据捕获

1

磁盘I/O驱动监测

CDP技术实时监控并对数据更改进行记录。每当数据发生变化，无论是文件的创建、修改还是删除，CDP都会立即捕获这些变化。CDP技术监控数据变化的手段就是对磁盘I/O驱动进行监测。

磁盘I/O驱动是计算机操作系统中的一个关键组件，它负责管理和控制磁盘驱动器与操作系统之间的数据传输。I/O驱动程序为操作系统提供了一个标准的接口，使得操作系统和上层应用可以不必关心底层硬件的具体细节，就能执行磁盘的读写操作。

当应用程序或系统组件需要磁盘上的数据时，它通过系统调用向操作系统提出I/O请求。操作系统接收到请求后，通过相应的I/O子系统将请求传递给磁盘驱动程序。驱动程序将请求转化为硬件指令，通过总线发送给磁盘控制器，控制器再操作磁盘执行实际的读写操作。操作完成后，驱动程序会将完成状态或任何发生的错误信息反馈给操作系统，操作系统再通知应用程序。

CDP技术通过监测磁盘I/O驱动程序，来实时捕获所有文件访问操作。对于需要CDP连续备份保护的文件，当CDP管理模块经由文件过滤驱动拦截到其改写操作时，则预先将文件数据变化部分连同当前的系统时间戳（System Time Stamp）一起自动备份到CDP存储体。

2

多种CDP保护对象的颗粒度支持

威努特数据备份与恢复系统CDP功能支持文件级和块级（卷级、磁盘级）备份。

文件级：基于文件的CDP，其功能作用在文件系统上，它可以捕捉文件系统数据或者元数据的变化事件（比如创建、修改、删除等），并及时将文件的变动记录下来，以便将来实现任意时间点的文件恢复。

块级：基于块的CDP功能直接运行在物理的存储设备或逻辑的卷管理器上。当数据块写入生产数据的存储设备时，CDP系统可以捕获数据的拷贝并将其存放在另外一个存储设备中。

二

连续备份与存储管理

1

CDP备份技术

与传统备份不同，CDP不断备份数据变化，而不是按照固定时间间隔进行。这意味着可以恢复到数据更改的任意时间点，而不只是到最近的备份点。

在持续数据保护（CDP）中，每个数据变更都被记录下来，并且与一个精确的时间戳关联。这个时间戳标记了数据变化发生的精确时间点。当需要恢复数据到某一特定时刻的状态时，系统会根据所提供的目标时间或附近的时间戳来定位并恢复数据。

持续数据保护（CDP）会在数据块级别或文件级别监测变化，并为每一个变化分配一个时间戳。通过这种方式，管理员或用户可以简单地选择一个时间点，系统就能快速定位到该时间点附近的数据变化记录，从而实现近乎即时的数据恢复。

威努特CDP实时监控检查业务文件的变化量，并将发生变化的业务数据量实时复制到备端服务器对应位置保存。采用多线程复制技术优化数据实时复制性能。无需植入系统内核驱动，在保障实时复制性能的同时减少对业务系统的影响。备端数据可随时进行读取查看、多副本快速挂载恢复。

2

数据存储

由于CDP持续不断地记录数据变化，存储需求可能迅速增长。因此，有效的存储优化策略至关重要，这包括数据去重（消除重复数据）、压缩和数据老化（根据策略删除旧的或不必要的备份版本）等技术，以减少存储占用空间。

3

数据传输颗粒度

CDP技术的数据传输颗粒度主要指的是其捕获和记录数据变化的精细程度。这个颗粒度直接关系到数据恢复时所能达到的时间点精度以及整体系统的资源消耗。

字节级：最小颗粒度为1字节。

块级：最小颗粒度为512字节，一般以块为单位，即磁盘扇区的最小单位512字节，效率高。

字节级并不代表高性能，逐字节处理性能反而更差；文件系统层的变化虽然是以字节为单位，但文件系统封装处理落盘后还是512字节（扇区大小）；在传输过程中，以太网络MTU为1500，1字节传输和512字节传输开销几乎一样。

三

数据恢复能力

1

快照

块级: 基于快照，定期（秒，分钟级别）在目标端创建快照，用于回滚。

2

Baseline+日志

文件级：基于Baseline+日志，至少保留两份Baseline （可理解为全备数据），以及第一份Baseline 以来所有的日志数据。

CDP结合快照、baseline和日志，实现了对数据的连续、即时保护，并允许用户灵活地将系统恢复到过去任何时间点的状态，从而极大提升了数据保护的可靠性和效率。

四

威努特 CDP 特点

1

无需植入内核驱动

威努特数据备份与恢复系统CDP不需要植入I/O内核驱动，采用驱动级客户端（Agent）来监测I/O驱动，不影响业务系统稳定性，部署时不需要重启业务服务器，没有业务服务器蓝屏，死机的风险，不会与业务服务器上部署的防病毒，安全软件冲突。

支持离线介质，防止病毒及勒索软件对数据的破坏，满足数据长期归档的合规要求。

2

多架构化支持

支持飞腾、鲲鹏、申威、龙芯等国产化平台；

支持通用X86架构下的AMD、Intel。

3

多租户部署

多租户技术主要是实现多客户的环境下共用相同的系统或程序组件，并且仍可确保各客户间数据的隔离性。

在备份系统的多租户技术中，租户（tenant）是指使用备份系统的客户，采用多租户技术的备份系统会容纳数个以上的客户在同一个环境下使用备份功能，为了要让多个客户的环境能在同一个备份系统上使用，威努特数据备份与恢复系统特别设计，除了能让系统平台可以允许多份备份作业同时运行外，还能够保护租户数据的隐私与安全。

4

丰富的介质资源管理

常用的物理介质有磁盘、磁带、云存储（对象存储），三种存储介质各有不同的特点：

磁盘设备的优点是存取数据的速度快、查询定位快，缺点是不能离线保存。

磁带设备是一种顺序设备，读写速度也很快，成本低。可以离线保存。缺点是查找定位的速度慢，而且介质保管的条件要求高，损坏的可能性比较大。

云存储（对象存储）是通过技术整合，让不同的存储介质协同工作，在达到存储指定数据的目的，其性能直接受组成云存储（对象存储）的硬件设备影响，通常运用在大规模IT环境中。

威努特数据备份与恢复系统通过介质池管理技术，将物理介质划分为供不同任务使用的介质池，并可管理每一个介质池的回收周期。

总结

CDP技术通过实时或近乎实时地捕获数据变化，显著缩短了恢复时间目标（RTO）和恢复点目标（RPO），从而在多种数据丢失场景下保障业务连续性。威努特数据备份与恢复系统无需植入内核驱动，支持离线介质、多架构化支持、多租户部署以及丰富的介质资源管理，能够为用户提供高效、灵活的数据保护解决方案，同时也确保了系统的稳定性和数据的安全性。

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