From a6f50cd59f1923a720e61ab6b6fade1bbefe09f4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: hjp Date: Sun, 14 Jan 2007 22:30:44 +0000 Subject: [PATCH] Konzept --- doc/arch.obj | 341 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ doc/arch.png | Bin 0 -> 4843 bytes doc/konzept.html | 357 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 3 files changed, 698 insertions(+) create mode 100644 doc/arch.obj create mode 100644 doc/arch.png create mode 100644 doc/konzept.html diff --git a/doc/arch.obj b/doc/arch.obj new file mode 100644 index 0000000..163f420 --- /dev/null +++ b/doc/arch.obj @@ -0,0 +1,341 @@ +%TGIF 4.1.45-QPL +state(0,37,100.000,0,200,0,16,1,6,1,1,0,0,1,0,1,0,'Courier',0,80640,0,0,1,10,0,0,1,0,0,16,0,0,1,1,1,1,1050,1485,0,0,2880,0). +% +% @(#)$Header$ +% %W% +% +unit("1 pixel/pixel"). +color_info(19,65535,0,[ + "magenta", 65535, 0, 65535, 65535, 0, 65535, 1, + "red", 65535, 0, 0, 65535, 0, 0, 1, + "green", 0, 65535, 0, 0, 65535, 0, 1, + "blue", 0, 0, 65535, 0, 0, 65535, 1, + "yellow", 65535, 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0000000..5e4110d --- /dev/null +++ b/doc/konzept.html @@ -0,0 +1,357 @@ + + + + + + + + SIMBA: Konzept + + + +

SIMBA - Simple Integrated Multiplatform Backup and Archive

+
+

Anforderungen

+

+ Die Anforderungen ergeben sich im Wesentlichen aus den + Erfahrungen am WSR in den letzten Jahren: +

+
    +
  • + Zwischen Backup und Archiv wird nicht unterschieden. Das mag + daraus begründet sein, dass unser Archiv bislang einfach aus + archivierten Backup-Bändern besteht, aber generell ist die + Unterscheidung weder einfach noch besonders sinnvoll: Es ist + egal, ob eine File-Version, die früher einmal existiert hat, + nun nicht mehr existiert, weil sie absichtlich durch eine + neuere ersetzt wurde, absichtlich gelöscht wurde, oder durch + einen (Hardware-, Software- oder Benutzer-)Fehler verloren + gegangen ist. In jedem Fall will man sie wiederherstellen + können. +
    • +
  • + Bei weitem der häufigste Fall, für den ein + Backup/Archiv-System benötigt wird, ist das Wiederherstellen + von Fileversionen von vor wenigen Tagen. Das muss schnell und + einfach funktionieren und sollte vom Benutzer selbst + durchgeführt werden können. +
    • +
  • + Seltener, aber auch immer wieder, werden alte Filebestände + benötigt, häufig mehrere Jahre alt, und Metadaten (Filenamen, + Zeitpunkt, zu dem die Files existiert haben) sind nicht immer + vollständig bekannt. Das muss weniger schnell gehen, kann + Eingreifen des Admins erfordern, wichtig sind aber gute + Suchmöglichkeiten. +
    • +
  • + Idealerweise sollte jede Fileversion, die jemals existiert + hat, archiviert werden. Dieses Ideal ist wahrscheinlich nicht + erreichbar, aber zumindest Fileversionen, die über 24-48 + Stunden existiert haben, sollten wieder auffindbar sein. +
    • +
  • + Das System soll einfach sein. Ich habe eine eine tiefsitzende + Abneigung gegen Systeme, die ich nicht verstehe, insbesondere + dann, wenn ich ihnen wichtige Daten anvertraue, und dafür + verantwortlich bin, diese Daten auch wieder rauszubekommen. +
    • +
  • + Das System muss mit Datenmengen im Terabyte-Bereich zurecht + kommen. +
    • +
  • + Das System muss die Performance aktueller Hardware ausnützen + können. +
    • +
  • + Es sollte vermieden werden, unveränderte Daten immer wieder zu + archivieren. +
    • +
  • + "Ein Band ist kein Band." Bänder sind nicht extrem zuverlässig, + insbesondere, wenn sie lange aufbewahrt werden. Daten sollen + daher redundant archiviert werden können. +
    • +
  • + Integrationsmöglichkeit für Datenbanken und andere + Datenquellen, die nicht einfach durch Kopieren einzelner Files + gesichert werden können. +
    • +
+

+ Nicht benötigt werden folgende Features: +

+
    +
  • + Standortübergreifende Backups über langsame Leitungen. +
    • +
  • + Verschlüsselte Backups. +
    • +
+
+
+

Architektur

+
+ Deployment und Datenfluss +
+

+ Das System besteht aus mehreren "Agents", die jeweils bestimmte + Aufgaben haben. Die Abbildung zeigt einen Client (d.h., ein + System, von dem Backups erstellt werden sollen) und einen + Backup-Server, der die Backups verwaltet. +

+
+

Collection Agent

+

+ Die Zentrale Komponente bildet der "Collection Agent", der in + regelmäßigen Abständen (typischerweise täglich), Kontakt zu + den Clients aufnimmt, den aktuellen Filebestand festellt, neue + bzw. geänderte Files vom Client anfordert und im FS Cache + sowie im Catalog speichert. +

+

+ Der FS Cache hat die von + rsync-snapshot + bekannte Struktur: +

+
    +
  • + Ein Directory für jeden Zeitpunkt, an dem ein Backup begonnen + wurde. +
    • +
  • + Darunter ein Directory für jeden Client +
    • +
  • + Darunter die gesamte Directorystruktur des Clients. Files + haben die selben Metadaten (insbesondere Owner und + Permissions) wie das File am Client), Files, die sich seit dem + letzten Backup nicht geändert haben, sind Hardlinks auf das + bestehende File. +
    • +
+

+ Da jeder Subtree des FS Cache eine vollständige Kopie des + entsprechenden Subtrees am Client ist, kann der FS Cache + einfach über Samba oder ein anderes Netzwerk-Filesystem + read-only export werden. Restores erfolgen einfach durch + Kopieren der Files auf den Client. +

+

+ Der Catalog enthält die Metadaten aller Files in einer + relationalen Datenbank. Das dient einerseits der schnelleren + Suche, andererseits dazu, Informationen über bereits auf Band + ausgelagerte Dateien zu halten, die nicht mehr im FS Cache + vorhanden sind. +

+
+
+

Disk Agent

+

+ Der Disk Agent muss auf jedem Client installiert werden. Er + dient dazu, Informationen über das lokale Filesystem des + Clients an den Collection Agent zu übertragen. Im wesentlichen + sind das: +

+
    +
  • ein rekursives Listing eines Directories samt Metadaten
    • +
  • Metadaten und Inhalt eines bestimmten Files
    • +
+

+ Der Disk-Agent kann konfiguriert werden, dass er bestimmte + Directories, von denen kein Backup gewünscht ist (z.B. /proc + und /sys auf Linux-Systemen, aber auch z.B. Directories mit + Datenbankfiles) ausspart. +

+

+ Im aktuellen Prototyp wird der DA über SSH gestartet, die + Authentifikation erfolgt über Public-Keys. Sollte sich das als + zu langsam erweisen, kann Agent auch über eine "nackte" + TCP-Verbindung kommunizieren, die dafür notwendige + Authentifikation ist aber im aktuellen Prototyp noch nicht + implementiert. +

+

+ Directorylistings und Filedaten werden über unterschiedliche + Verbindungen übertragen, was effektives Streaming erleichtert. +

+

+ Der Disk-Agent übersetzt systemspezifische Daten in ein + "allgemeines" Format. Z.B. werden Filenamen vom lokalen + Encoding nach UTF-8 übersetzt, und ACLs werden im + POSIX-Textformat dargestellt. +

+

+ Es wäre möglich, statt eines Disk-Agents, der auf ein + Filesystem zugreift, einen zu implementieren, der beliebige + andere Daten (Datenbanken, etc.) exportiert. + Z.B. könnte ein Disk-Agent für Online-Backups einer + Oracle-Datenbank folgendes Interface implementieren: +

+
    +
  • + Ein Directory pro Tablespace mit einem Subdirectory pro + Datafile und je einem Start/Ende-Markerfile. +
    • +
  • + Durch Zugriff auf das Start/Ende-Markerfile wird der + jeweilige Tablespace in den Backup-Modus bzw. wieder aktiv + gesetzt. +
    • +
  • + Jedes Datafile wird durch ein Directory von Files + repräsentiert, die Teile des Datafiles abbilden. Für jeden + Teil wird ein eigenes Last-Modified-Datum verwaltet. +
    • +
  • + Archive-Logs werden als je ein File dargestellt. +
    • +
  • + Der Collector-Agent sieht nur eine einfache + Directory-Struktur, die er einfach rekursiv durchgeht, + wodurch er den Disk-Agent dazu veranlasst die jeweil + richtigen Tablespaces in den Backup-Modus zu schalten. + Nur Teile von Datenfiles, die sich geändert haben, müssen + über das Netz übertragen und auf Band geschrieben werden. +
    • +
+

+ In diesem Fall + ist das einfache Restore über ein Netzwerkfilesystem natürlich + nicht möglich. +

+
+
+

Media Agent

+

+ Der Media Agent dient dazu, Files auf Bänder (oder andere + Wechselmedien) auszulagern. +

+

+ Er liest Daten über den aktuellen Stand aus dem Catalog, + bestimmt anhand seines Regelwerks, welche Files auf welches + Band geschrieben werden müssen, und führt das durch. +

+

+ Aus Performance-Gründen werden Files nicht direkt aus dem + FS Cache auf Band kopiert. Speziell bei vielen kleinen Files + wäre so nicht sicherzustellen, dass die zum Streamen + erforderliche Transferrate erreicht wird. Statt dessen werden + in der Media Queue Files sinnvoller Größe (1GB dürfte + bauchgefühlmäßig für LTO-3 angemessen sein) im + Standard-PAX-Format erzeugt. Diese Files werden dann 1:1 auf + Band kopiert. Wahrscheinlich ist es sinnvoll, für die Media + Queue eine eigene Disk (bzw. ein RAID-1-Paar) zu reservieren. +

+

+ Der Media Agent besteht aus zumindest zwei Prozessen mit + unterschiedlichen Aufgaben. Wahrscheinlich ist es sinnvoll, + ihn in zwei Programme zu splitten ("Archiving Agent" schreibt + in die Media Queue, "Media Agent" kopiert von dort auf + Wechselmedium). +

+
+
+
+

Auslagerungsregeln

+

+ Prinzipiell können die Auslagerungsregeln beliebig komplex + werden, wobei folgende Daten zur Verfügung stehen: +

+
    +
  • Die Metadaten aller Fileversionen.
    • +
  • Die Zuordnung von Fileversionen zu Files
    • +
  • Ob eine Fileversion sich auf einem Band befindet, und wenn + ja, auf welchem
    • +
  • Eine Zuordnung von Bändern zu Pools
    • +
  • Ob das Band im Laufwerk, im Bandroboter, on-site oder off-site ist.
    • +
+

+ Folgende Regeln könnten unsere aktuellen Bedürfnisse abdecken: +

+
+

Archiv

+

+ Das Archiv dient dazu, alle Files, für die das sinnvoll ist + (in erster Näherung alle außer Oracle-Datenbanken, + tmp-Directories, etc.), "ewig" aufzubewahren. Das kann wie + folgt erreicht werden: +

+

+ Erstelle eine Liste aller Files im aktuellen FS Cache. +

+

+ Exkludiere ev. Files, die nicht archiviert werden sollen + (Anm.: Die meisten solchen Files sind vermutlich gar nicht im + FS Cache, da sie bereits vom DA ausgeschlossen werden können). +

+

+ Exkludiere ev. Files, die nur während eines CA-Runs existiert + haben (wahrscheinlich temporäre Files). +

+

+ Bestimme alle Fileversionen, die noch nicht auf Band gesichert + wurden. +

+

+ Wenn sich alle existierenden Fileversionen am gleichen Band + befinden, aber nicht auf dem Band, das gerade geschrieben + werden soll, selektiere auch die aktuelle Version. +

+
+
+

Offsite-Backup für Disaster-Recovery

+

+ Ein volles Backup sollte sich off-site befinden, um im Fall + eines Komplettausfalls ein Ersatzrechenzentrum aufbauen zu + können. Austausch erfolgt (derzeit) wöchentlich. +

+

+ Erstelle eine Liste aller Files im aktuellen FS Cache. +

+

+ Exkludiere ev. Files, die für ein Offsite-Backup nicht + benötigt werden. + (Anm.: Das ist gefährlich - das Offsite-Backup wird nicht + regelmäßig getestet, und wenn im Ernstfall wichtige Files + fehlen, hat man ein Problem). +

+

+ Bestimme die aktuelle Fileversion, aber nur wenn diese + noch nicht auf ein Band in diesem Pool gesichert wurde, oder + wenn sie sich auf einem Band befindet, das recycelt werden + soll. +

+

+ Man kann entweder immer das älteste Band, das sich off-site + befindet, zum Recyclen markieren, oder einen intelligenteren + Algorithmus verwenden - z.B. das Band, auf dem sich die + wenigsten noch-aktuellen Fileversionen befinden. +

+
+
+

Datenbank-Backups

+

+ Die sinnvolle Lebensdauer von Datenbank-Backups ist begrenzt + (spätestens nach einem Versionsupgrade sind sie nicht mehr + brauchbar), Datenbank-Backups (in ihrer aktuellen Form) werden + daher hauptsächlich für Desaster-Recovery und Migrationstests + gemacht, eine Archivierung ist nicht sinnvoll. + (Anm.: Dieses Szenario geht von unseren aktuellen Cold-Backups + aus) +

+

+ Erstelle eine Liste der aktuellen Fileversionen der + entsprechenden Datenbank. +

+

+ Jeder Pool enthält eine fixe Anzahl von Bändern, das jeweils + älteste wird recycelt. +

+
+
+ +