松遼委信息數(shù)據(jù)存儲與備份

趙彤

（水利部松遼水利委員會，吉林 長春 130021）

松遼委信息系統(tǒng)經(jīng)過多年的運(yùn)行，積累了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是松遼委信息化最寶貴的財富。保證數(shù)據(jù)安全妥善的存儲、備份、管理及使用，對松遼委來說至關(guān)重要。如果關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)丟失，將會給松遼委造成無法彌補(bǔ)的損失。因此，保障數(shù)據(jù)安全是松遼委信息化安全建設(shè)的底線。

1 現(xiàn)狀及問題

松遼委現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分為兩類：一類是由業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)產(chǎn)生的，存儲在服務(wù)器上；另一類是日常工作中產(chǎn)生的，存儲在個人計算機(jī)或其他介質(zhì)上。這些數(shù)據(jù)面臨諸多威脅：硬件故障、操作錯誤、軟件缺陷、電腦病毒、黑客攻擊。與此同時，這些數(shù)據(jù)都存在著分散存儲、安全性差、缺少自動備份、訪問速度慢、人工管理等缺陷。由于沒有完善的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，無法達(dá)到防患于未然的目的；或者有人抱有僥幸心理而不做數(shù)據(jù)保護(hù)，一旦數(shù)據(jù)故障發(fā)生，往往導(dǎo)致無法挽回的損失。

隨著業(yè)務(wù)規(guī)模慢慢擴(kuò)大，存儲在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)面臨威脅數(shù)據(jù)安全的因素主要分4類：①軟件漏洞、硬盤劃傷等故障；②誤操作、誤刪除等人為因素；③盜竊、故意破壞、病毒、黑客入侵等惡意行為；④自然災(zāi)害。針對前3種威脅，服務(wù)器采用了防火墻、殺毒軟件、數(shù)據(jù)備份和系統(tǒng)備份的方式來保證數(shù)據(jù)的安全，但是一旦出現(xiàn)自然災(zāi)害，關(guān)鍵數(shù)據(jù)和備份數(shù)據(jù)因都保存在同一個機(jī)房，將全部丟失，應(yīng)用系統(tǒng)和日常工作資料沒有辦法恢復(fù)，但是利用數(shù)據(jù)異地容災(zāi)技術(shù)，能夠解決第4類因素導(dǎo)致的問題。

2 數(shù)據(jù)安全問題解決措施

為解決數(shù)據(jù)存儲、備份及容災(zāi)問題，松遼委信息中心初步建立了信息化備份及災(zāi)備基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)。通過建設(shè)虛擬備份系統(tǒng)及災(zāi)備系統(tǒng)，保障應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性，解決應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)備份及離散文件備份及數(shù)據(jù)災(zāi)備等問題。

松遼委信息中心備份及容災(zāi)系統(tǒng)主要功能包括：應(yīng)用系統(tǒng)備份、數(shù)據(jù)庫備份、離散文件備份、數(shù)據(jù)系統(tǒng)容災(zāi)等，以滿足應(yīng)用及數(shù)據(jù)安全需求。該系統(tǒng)具有規(guī)范化、現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)，能有效地提升信息系統(tǒng)的工作效率。

建立高性能大容量集中式存儲、備份系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)集中管理，集中存放，并定期自動備份在包括異地災(zāi)備中心等不同介質(zhì)的備份設(shè)備中，這樣的一套安全、高效、可靠的數(shù)據(jù)存儲、備份體系將構(gòu)筑起松遼委數(shù)據(jù)安全的堅實(shí)基礎(chǔ)。

當(dāng)前，容災(zāi)已經(jīng)成為信息化建設(shè)必須考慮的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)容災(zāi)的目的是盡可能減少災(zāi)難帶來的損失。主流的容災(zāi)解決方案主要有兩種：一種是使用傳統(tǒng)的備份技術(shù)，如磁帶備份、RAID和雙機(jī)熱備等；另一種是使用SAN等專用數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)，建立災(zāi)備系統(tǒng)。前一種方案的備份數(shù)據(jù)，通常是存儲在同一個地方，這樣就很難應(yīng)對大規(guī)模的災(zāi)難；而后一種方案的備份數(shù)據(jù)則存放在異地，數(shù)據(jù)相對具有更好的安全性。

通過在異地建立和維護(hù)一個數(shù)據(jù)備份，利用地理分散性來保證系統(tǒng)對災(zāi)難事件抵御能力的技術(shù)，稱為異地數(shù)據(jù)容災(zāi)。利用數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)建立的系統(tǒng)，稱為數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)。數(shù)據(jù)容災(zāi)是指建立一個異地數(shù)據(jù)備份中心，是主數(shù)據(jù)中心的復(fù)制；應(yīng)用容災(zāi)是在數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)上，在異地建立一套完整的備份系統(tǒng)，采用相同的配置，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)安全問題時，通過網(wǎng)絡(luò)連接將備份數(shù)據(jù)恢復(fù)。

3 數(shù)據(jù)存儲備份體系建設(shè)

具體到松遼委數(shù)據(jù)存儲、備份體系建設(shè)時，重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)。

3.1 存儲技術(shù)

存儲技術(shù)經(jīng)歷了從基于服務(wù)器的存儲（DAS）、磁盤陣列的存儲（SCSI），發(fā)展到基于網(wǎng)絡(luò)的存儲模式（NAS及SAN），在數(shù)據(jù)存儲容量和讀寫速度上有較大幅度的提高，每秒傳輸?shù)恼鬃止?jié)數(shù)（MBps）和每秒完成的輸入或輸出量（IOPS）是存儲設(shè)備的性能的兩項主要參數(shù)。

目前，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN可使服務(wù)器與存儲設(shè)備之間進(jìn)行的連接通信,實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器獨(dú)立地共享一個陣列子系統(tǒng)、共享一個自動庫,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和集中的管理,進(jìn)而完成快速、大容量和安全可靠的數(shù)據(jù)存儲，是較為先進(jìn)、成熟的存儲模式。

3.2 數(shù)據(jù)備份介質(zhì)

數(shù)據(jù)備份介質(zhì)是指數(shù)據(jù)保存的物理介質(zhì)，根據(jù)使用形式可以分為：

1）磁帶存儲。磁帶存儲量大、價格低廉，安全可靠；對存儲時間、存儲速度、恢復(fù)方式要求不高，備份恢復(fù)簡單、有效。

2）光盤存儲。存儲技術(shù)是一種光學(xué)信息存儲技術(shù)，具有密度高、聯(lián)機(jī)能力強(qiáng)、還原效果好、易于隨機(jī)檢索與遠(yuǎn)距離傳輸，但可靠性較差。

3）磁盤存儲。目前主流的存儲設(shè)備。無論從存儲速度、交互性、存儲備份技術(shù)、方案，甚至從恢復(fù)技術(shù)方面考慮都具有巨大的潛力，是目前存儲技術(shù)研究的重點(diǎn)。

根據(jù)松遼委數(shù)據(jù)存儲需求，建設(shè)存儲備份系統(tǒng)，采用雙光纖交換機(jī)作為存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，采用大容量的存儲設(shè)備數(shù)據(jù)的存儲，虛擬磁帶庫用作數(shù)據(jù)備份，見圖1。

圖1 松遼委SAN架構(gòu)存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 數(shù)據(jù)備份

4.1 數(shù)據(jù)備份基本策略

1）集中式管理。網(wǎng)絡(luò)存儲備份管理系統(tǒng)對整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。利用集中式管理工具的幫助，系統(tǒng)管理員可對全網(wǎng)的備份策略進(jìn)行統(tǒng)一管理，備份服務(wù)器可以監(jiān)控所有機(jī)器的備份作業(yè)，也可以修改備份策略，并可即時瀏覽所有目錄,所有數(shù)據(jù)可以備份到與備份服務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器相連的任意一臺磁帶庫內(nèi)。

2）數(shù)據(jù)備份方式。數(shù)據(jù)備份方式有多種：完全備份、增量備份、差分備份、按需備份等。在多數(shù)信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分布集中、數(shù)據(jù)量較大、備份的服務(wù)器較多，采用增量備份與完全備份相結(jié)合的備份策略比較適合。理想的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)應(yīng)該是全方位、多層次的，不僅能夠有效地防止物理損壞，還能夠比較好地防止邏輯損壞。

結(jié)合以上備份策略，從便于管理和恢復(fù)的角度考慮，制訂數(shù)據(jù)分組和存儲介質(zhì)對應(yīng)策略，將數(shù)據(jù)分門別類放在不同編號的磁帶組上，并建立不同的存取權(quán)限。SAN存儲區(qū)域網(wǎng)在服務(wù)器之間，以及服務(wù)器和存儲設(shè)備之間建立了高速的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。在SAN內(nèi)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸、復(fù)制、備份時不再占用寶貴的LAN資源，從而使LAN的帶寬得極大地釋放，服務(wù)器能以更高的效率為前端網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)提供服務(wù)。

4.2 數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)手段

數(shù)據(jù)保護(hù)一般通過3個技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)：復(fù)制，快照，備份恢復(fù)。

1）復(fù)制方式。雖然丟失的數(shù)據(jù)比較少，但是由于復(fù)制不能避免邏輯錯誤，所以它必須和快照結(jié)合，來提高數(shù)據(jù)的可用性。

2）快照方式。快照機(jī)制能夠創(chuàng)建若干個恢復(fù)時間點(diǎn)，例如，1～4 h創(chuàng)建一個恢復(fù)點(diǎn)，保留4個等。快照丟失的數(shù)據(jù)比復(fù)制多，一般是若干個小時，但是恢復(fù)的速度非?？?。如果與應(yīng)用快照相結(jié)合，恢復(fù)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行一般只要幾分鐘，因?yàn)樾迯?fù)的時間非常短，在某個時間點(diǎn)能夠確保數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完整一致。

3）備份方式。有兩種：一是磁帶備份；二是磁盤備份。傳統(tǒng)上采用備份方式的RPO和RTO是最差的。但是，備份能較長時間保留數(shù)據(jù)，也可以把備份介質(zhì)進(jìn)行異地保存，達(dá)到災(zāi)難備份的目的。目前，主流的備份方法是采用磁盤備份，為了降低磁盤的費(fèi)用，可采用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)來提高磁盤的利用率。

通過上述分析可以看出，單一的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)都有不足之處，最好的辦法是把復(fù)制、快照和備份技術(shù)結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，就能構(gòu)建一個更加完善的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。因此，松遼委備份及容災(zāi)系統(tǒng)能對各種應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集中數(shù)據(jù)管理，提供數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)歸檔、復(fù)制、快照、內(nèi)容檢索、法規(guī)遵從等多項功能。

松遼委備份及容災(zāi)系統(tǒng)，采用前文提及的先進(jìn)技術(shù)，不僅保證了運(yùn)行于服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲備份問題，而且對工作人員開放存儲空間，確保個人工作資料數(shù)據(jù)的高效存儲，并提供備份服務(wù)，進(jìn)而從整體上保護(hù)委內(nèi)工作數(shù)據(jù)的安全，為松遼委數(shù)據(jù)安全夯實(shí)基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語

當(dāng)前，松遼委備份及容災(zāi)系統(tǒng)處于建設(shè)過程中，部分功能，如異地災(zāi)備中心尚未建成，但在今后幾年中將建成并陸續(xù)投入應(yīng)用。

信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全涉及到很多方面，不但要求系統(tǒng)具有一套周密、有效的安全體系，而且要制定完善的信息安全管理措施，建立自上而下的信息安全培訓(xùn)體系，根據(jù)科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)安全策略，定期進(jìn)行風(fēng)險評估、分析和審計，才能確保信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全有效性。

已建成的松遼委備份及容災(zāi)系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù),建立數(shù)據(jù)備份中心，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和備份，實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的有效保護(hù)，并能在災(zāi)難發(fā)生后快速恢復(fù)數(shù)據(jù)應(yīng)用，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行，提高數(shù)的安全性，為信息系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

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