跨地區(qū)經(jīng)營企業(yè)提升信息系統(tǒng)安全性方法初探

摘要：信息系統(tǒng)中斷、溝通不暢、數(shù)據(jù)丟失等問題，時時困擾著跨地區(qū)經(jīng)營企業(yè)，使其面臨人財損耗、商機(jī)遺失、信譽(yù)下降的風(fēng)險。如何保證信息系統(tǒng)不間斷地安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行，保證總部和分支機(jī)構(gòu)之間數(shù)據(jù)暢通、訪問及時，是跨地區(qū)經(jīng)營企業(yè)急需解決的IT問題。本文認(rèn)為將雙機(jī)備份和異地數(shù)據(jù)復(fù)制兩項技術(shù)結(jié)合起來使用，可以有效提高信息系統(tǒng)的可靠性和可用性，是跨地區(qū)經(jīng)營企業(yè)比較適合的IT解決方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)安全；雙機(jī)備份；數(shù)據(jù)復(fù)制

中圖分類號：TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 引言

企業(yè)贏得競爭的關(guān)鍵，不僅是要拿得出有競爭力的產(chǎn)品，而且要對市場需求做出快速反映，對企業(yè)內(nèi)外信息進(jìn)行有效管理，信息化是有效的管理手段。如何有效地保存和管理信息，預(yù)防各種突如其來的人為破壞或者自然災(zāi)害，保證信息系統(tǒng)不間斷的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行，是各單位信息化管理的首要問題。同時，現(xiàn)代企業(yè)業(yè)務(wù)覆蓋面廣，通常需要在多個國家或地區(qū)設(shè)置分公司，以便更好的為當(dāng)?shù)乜蛻籼峁┓?wù)。而保持各地數(shù)據(jù)暢通、訪問及時也是現(xiàn)代企業(yè)運(yùn)營管理的重要任務(wù)之一。影響系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行的因素是多方面的，因此需要采用不同的技術(shù)手段來解決，雙機(jī)備份和數(shù)據(jù)復(fù)制兩種技術(shù)相結(jié)合的解決方案是跨地區(qū)經(jīng)營企業(yè)的理想選擇。

雙機(jī)備份和數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)相結(jié)合的解決方案，就是總部采用雙機(jī)備份系統(tǒng)，避免出現(xiàn)單點故障，造成服務(wù)中斷，提高應(yīng)用系統(tǒng)的高可用性；分公司采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)，將總部數(shù)據(jù)實時復(fù)制到分公司備份服務(wù)器上，提高分公司本地用戶訪問系統(tǒng)的速度，充分利用備份系統(tǒng)的性能提升業(yè)務(wù)系統(tǒng)整體處理能力，享受系統(tǒng)帶來的高可靠性和高可用性。

2 雙機(jī)備份解決方案

雙機(jī)備份就是對于重要的服務(wù)，使用兩臺服務(wù)器，互相備份，共同執(zhí)行同一服務(wù)。當(dāng)一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，可以由另一臺服務(wù)器承擔(dān)服務(wù)任務(wù)，從而在不需要人工干預(yù)的情況下，自動保證系統(tǒng)能持續(xù)提供服務(wù)。從狹義上講，雙機(jī)備份特指基于active/standby方式的服務(wù)器熱備。服務(wù)器數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同時往兩臺或多臺服務(wù)器寫入，或者使用一個共享的存儲設(shè)備。在同一時間內(nèi)只有一臺服務(wù)器運(yùn)行。當(dāng)其中運(yùn)行著的一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障無法啟動時，另一臺備份服務(wù)器會通過雙機(jī)軟件的心跳診斷將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時間內(nèi)完全恢復(fù)正常使用。

雙機(jī)備份由備用服務(wù)器解決了在主服務(wù)器故障時服務(wù)不中斷的問題。實現(xiàn)雙機(jī)備份可采用基于共享的存儲設(shè)備應(yīng)用方式，也可以通過專業(yè)的雙機(jī)備份軟件來實現(xiàn)。兩種方式都被大量應(yīng)用，各有優(yōu)劣。

3 數(shù)據(jù)復(fù)制解決方案

數(shù)據(jù)復(fù)制是在數(shù)據(jù)庫之間對數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫對象進(jìn)行復(fù)制和分發(fā)并進(jìn)行同步，以確保其一致性的一組功能強(qiáng)大的技術(shù)，是一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布的方法，它是把一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭粋€或多個地理位置不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的過程。數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)可以保持源數(shù)據(jù)庫與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中指定數(shù)據(jù)的一致性，可以適應(yīng)可伸縮組織的需要，減輕主服務(wù)器的工作負(fù)荷和提高數(shù)據(jù)的使用效率。按照數(shù)據(jù)復(fù)制的實時性，數(shù)據(jù)復(fù)制可分為同步數(shù)據(jù)復(fù)制和異步數(shù)據(jù)復(fù)制。在分布式環(huán)境中，由于數(shù)據(jù)復(fù)制和傳輸?shù)氖褂帽容^頻繁，幾乎所有的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都提供了自己的數(shù)據(jù)復(fù)制解決方案和數(shù)據(jù)復(fù)制組件。

4 方案實施

公司總部設(shè)在北京，國內(nèi)在青島、洛陽等地設(shè)有分公司，同時業(yè)務(wù)遍布海外，在中東、南美、中亞等地區(qū)設(shè)有分公司。公司辦公系統(tǒng)是大家及時了解公司信息的窗口，辦公系統(tǒng)還集成了一些小型應(yīng)用系統(tǒng)，方便大家處理日常業(yè)務(wù)。

公司用戶通常會登錄總部服務(wù)器來訪問辦公系統(tǒng)，如果由于某種原因造成系統(tǒng)中斷，無法提供服務(wù)，必將大大影響用戶處理相關(guān)業(yè)務(wù)。為此我們對總部服務(wù)器建立了雙機(jī)備份系統(tǒng)，確保主服務(wù)器出現(xiàn)故障時自動切換到備份系統(tǒng)。同時由于訪問用戶人數(shù)眾多，數(shù)據(jù)訪問負(fù)荷較大，CPU占用率較高，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重等原因，有些分公司用戶反映訪問總部服務(wù)器響應(yīng)速度很慢。我們在青島、洛陽部署了分公司鏡像服務(wù)器，本地和周邊用戶通過登錄本地服務(wù)器可以快速訪問系統(tǒng)。具體實施情況如下：

（1）總部部署兩臺服務(wù)器，均為HP Proliant ML370系列服務(wù)器，每臺服務(wù)器都配置了RAID5，每臺服務(wù)器均安裝兩塊千兆網(wǎng)卡，一塊用于兩臺服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)，一塊用于對外提供服務(wù)。

（2）總部雙機(jī)備份采用Active/Standby主從工作方式。主備機(jī)安裝相同的應(yīng)用程序，主機(jī)處于活動狀態(tài)，備機(jī)禁用相關(guān)服務(wù)，處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時，備機(jī)通過心跳偵測激活，短時間內(nèi)完成切換，提供正常服務(wù)。

（3）總部雙機(jī)備份采用純軟件方式，使用Rose Replicator軟件。Rose Replicator支持選擇性復(fù)制，在主備系統(tǒng)上分別安裝驅(qū)動和服務(wù)兩個模塊，主系統(tǒng)上的驅(qū)動程序模塊實時監(jiān)控每個I/O操作，一旦發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)I/O是受保護(hù)的文件或目錄，則立即復(fù)制這個I/O，然后通過服務(wù)模塊，利用以太網(wǎng)傳輸這個I/O到備份系統(tǒng)，在相應(yīng)的文件或目錄形成I/O副本，達(dá)到數(shù)據(jù)復(fù)制的效果。它采用Rose先進(jìn)的故障檢測機(jī)制，實時監(jiān)控主系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，若主系統(tǒng)出現(xiàn)故障，立即在備份系統(tǒng)上啟動服務(wù)，在最短地時間范圍內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提高客戶滿意度。

（4）建立總部-分公司兩級數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)，總部數(shù)據(jù)中心與分公司數(shù)據(jù)中心之間通過TCP/IP協(xié)議連接，利用Rose Replicator軟件將總部數(shù)據(jù)中心的文件數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)實時傳送到分公司數(shù)據(jù)中心。但該軟件為了保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致性，需要將備份服務(wù)器上的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)設(shè)置成禁用，使備份服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不可見，無法進(jìn)行任何數(shù)據(jù)庫操作，最簡單的查詢也不行。但對于分公司而言，必須確保數(shù)據(jù)訪問服務(wù)可用，即主備數(shù)據(jù)庫必須處于雙活狀態(tài)，才能使當(dāng)?shù)赜脩艨梢哉５脑L問應(yīng)用系統(tǒng)。因此需要采用數(shù)據(jù)復(fù)制方案。

（5）每個分公司使用一臺IBM System x3650系列服務(wù)器?？偛亢头止痉?wù)器之間通過Rose Replicator軟件實現(xiàn)文件同步，總部系統(tǒng)發(fā)生任何改變都可以及時傳送到分公司服務(wù)器上。

（6）總部和分公司服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)庫采用Sql Server的發(fā)布訂閱機(jī)制實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制。為了節(jié)省資源，我們將分發(fā)數(shù)據(jù)庫和發(fā)布數(shù)據(jù)庫配置在總部服務(wù)器的一個實例上面，為兩個分公司創(chuàng)建了訂閱，使總部數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實時復(fù)制到兩個分公司的服務(wù)器上。

5 方案評估

該解決方案應(yīng)用一年以來，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，大大降低了系統(tǒng)維護(hù)的成本。方案主要優(yōu)點分析如下：

（1）在總部主服務(wù)器出現(xiàn)某些節(jié)點故障的情況下，仍能通過本地備份服務(wù)器繼續(xù)對外提供服務(wù)，最大限度地減少服務(wù)中斷時間。

（2）Rose Replicator軟件支持多對一和互為備份的模式，擴(kuò)充節(jié)點簡單靈活，為系統(tǒng)后續(xù)擴(kuò)展應(yīng)用提供了方便。系統(tǒng)中任何一臺核心服務(wù)器出現(xiàn)故障時，其對應(yīng)的備份服務(wù)器都可以暫時接管該服務(wù)的工作，使業(yè)務(wù)不停頓運(yùn)行。

（3）分公司人員通過訪問分公司本地的備份系統(tǒng)，訪問速度得以大大提高，并減輕了總部服務(wù)器的數(shù)據(jù)訪問負(fù)載。

（4）分公司備份系統(tǒng)也可以充當(dāng)總部系統(tǒng)的異地容災(zāi)備份，利用地理上的分離進(jìn)一步保證了系統(tǒng)對災(zāi)難性事件的防御能力。

整體來說，采用雙機(jī)備份和異地數(shù)據(jù)復(fù)制兩種技術(shù)，一方面保證了數(shù)據(jù)的高可用性，另一方面也提高了系統(tǒng)的訪問性能，實現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)可靠性、可用性、適用性（reliability、availability、serviceability，即RAS）的整體提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮海軍.雙機(jī)熱備技術(shù)的應(yīng)用，2008，7

[2]顏琳.人民銀行雙機(jī)熱備技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)，2008，10

[3]李文帥，張忠林.基于SQL2005鏡像下的雙機(jī)熱備份，2009，1