計(jì)算機(jī)磁盤陣列及異地容災(zāi)備份系統(tǒng)分析

呂廣平

廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，廣東廣州 510507

1 現(xiàn)狀分析

隨著業(yè)務(wù)逐漸增多，相應(yīng)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)也不斷增長(zhǎng)，其數(shù)據(jù)重要性不言而喻，如果數(shù)據(jù)損壞或丟失，將直接影響重要工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施。因此迫切需要解決項(xiàng)目數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份及其容災(zāi)問(wèn)題。概括起來(lái)，包括以下4個(gè)方面的內(nèi)容：

1）數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)計(jì)劃實(shí)時(shí)備份；2）主域控制器服務(wù)器實(shí)現(xiàn)備份及快速恢復(fù)(域賬號(hào)等信息)；3）客戶端（項(xiàng)目數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)管理；4）全部數(shù)據(jù)異地備份。

2 存儲(chǔ)設(shè)備的分析

2.1 磁盤優(yōu)化技術(shù)(Optimized disk)

現(xiàn)在的硬盤發(fā)展仍舊制約著系統(tǒng)整體的性能。軟件把數(shù)據(jù)寫入磁盤時(shí)，是把磁盤作為直接存取設(shè)備，現(xiàn)在絕大多數(shù)產(chǎn)品，是把磁盤仿真成磁帶，作為順序存取設(shè)備進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。通過(guò)優(yōu)化，能夠發(fā)揮磁盤文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，提高讀寫定位的性能。因?yàn)榇疟P有多個(gè)讀寫磁頭，多個(gè)主機(jī)能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，多流備份和恢復(fù)作業(yè)能同步寫入磁盤。用磁盤作為分級(jí)存儲(chǔ)中的永久層，而不是一個(gè)把數(shù)據(jù)寫入磁帶之前的臨時(shí)緩存區(qū)這樣可以有效的利用一個(gè)或多個(gè)本地和異地備份存儲(chǔ)。

當(dāng)下列幾種數(shù)據(jù)不能充分快地傳送給備份介質(zhì)時(shí)，能夠組織并優(yōu)化磁盤作為備份設(shè)備顯得更加重要：慢速的WAN連接；小文件過(guò)多；用戶應(yīng)用的APIs輸出數(shù)據(jù)過(guò)慢；磁盤在慢速寫入和間斷寫入時(shí)沒(méi)有磁帶那種停止/前進(jìn)/定位問(wèn)題。

隨著磁盤價(jià)格持續(xù)下跌，用磁盤備份數(shù)據(jù)將繼續(xù)增長(zhǎng)。用中間二級(jí)磁盤存儲(chǔ)的新的應(yīng)用將繼續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)并使得二級(jí)存儲(chǔ)更加有效能夠充分利用隨機(jī)磁盤的存儲(chǔ)特性，能夠管理不同介質(zhì)上多個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，將判別是否為用磁盤作為備份介質(zhì)的最好方案。

2.2 跨越磁盤(Media spanning on disk)

就像能跨越磁帶，需要讓備份作業(yè)從一個(gè)文件系統(tǒng)跨越到另外一個(gè)，而不需要用戶干預(yù)和中斷備份，這點(diǎn)很關(guān)鍵，可以減少管理的復(fù)雜程度，不需要為備份準(zhǔn)備可用的空間而一直監(jiān)視和管理。

3 異地備份的要求

要實(shí)現(xiàn)異地備份，除了需要高性能的磁盤陣列外，還需要能夠方便的部署，需要提供靈活機(jī)動(dòng)的RAID存儲(chǔ)解決方案，以適應(yīng)不斷發(fā)展變化的需求?；谀K化的設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)行多種配置以達(dá)到對(duì)容量，性能以及功能的各種要求從而適應(yīng)多樣化的應(yīng)用環(huán)境。

為了避免影響業(yè)務(wù)服務(wù)器的工作效率，需要專門的服務(wù)器作為備份管理終端，用于定制策略對(duì)備份作業(yè)進(jìn)行管理。備份服務(wù)器上連接磁盤陣列或者磁帶庫(kù)，將數(shù)據(jù)備份到磁盤陣列或磁帶上。

備份工作需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)采用軟件與硬件結(jié)合的備份方式，可以實(shí)現(xiàn)備份工作的自動(dòng)化。只需設(shè)定各種備份參數(shù)（如備份時(shí)間、備份內(nèi)容、磁帶覆蓋方式等），就可以在指定時(shí)間到來(lái)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備份進(jìn)程。自動(dòng)加載機(jī)的使用，更避免了每天更換磁帶，通過(guò)制訂相關(guān)的備份策略，可以實(shí)現(xiàn)磁帶循環(huán)使用，有出庫(kù)需要時(shí)再進(jìn)行更換。可以設(shè)置在每周一至周四進(jìn)行增量或差量備份，以減少備份時(shí)間和磁帶使用量，每周五進(jìn)行全備份。同時(shí)備份管理終端對(duì)備份客戶、備份介質(zhì)、備份策略等進(jìn)行了有效的管理，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤會(huì)有相應(yīng)的報(bào)警和日志，提示管理員進(jìn)行修正，保證備份工作有效、可靠地運(yùn)行。

4 系統(tǒng)構(gòu)架要求

首先需要通過(guò)高性能光纖線纜連接服務(wù)器。磁盤陣列作為文件服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備可以按部門或工作組劃分空間進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)劃和管理。選擇的產(chǎn)品，帶寬和容量均要滿足業(yè)務(wù)運(yùn)行；磁盤陣列需要采用專用的RAID控制器，擁有高性能的控制磁盤陣列的IO，最大程度降低主機(jī)服務(wù)器的IO占用；同時(shí)需要具備強(qiáng)大的升級(jí)能力，可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)的容量擴(kuò)展；通過(guò)RAID技術(shù)保護(hù)存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)即使有硬件損壞包括一定數(shù)量硬盤的損壞也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的安全，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的最大保護(hù)。

需要選用一款先進(jìn)的存儲(chǔ)備份管理軟件，可以通過(guò)一定的策略將文件服務(wù)器上的數(shù)據(jù)備份到磁盤陣列以及磁帶上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份。

為避免本地機(jī)房故障，還需要將磁盤陣列部署在遠(yuǎn)端機(jī)房，通過(guò)光纖傳輸，以及備份管理軟件的輔助拷貝功能將數(shù)據(jù)備份到遠(yuǎn)端，這樣即使本地機(jī)房出現(xiàn)故障，遠(yuǎn)端機(jī)房的數(shù)據(jù)同樣可用。這樣的部署就可以在不大的投資實(shí)現(xiàn)容災(zāi)。

5 整體方案介紹

在本方案中，可以用服務(wù)器，也可以用PC作為備份管理服務(wù)器。備份設(shè)備的選擇推薦使用NetStor磁盤陣列，在CommVault備份軟件內(nèi)制定策略與NetStor配合，每天自動(dòng)備份，同時(shí)也避免了可能引發(fā)的人為失誤。

備份軟件具備輔助拷貝功能。因此可以將數(shù)據(jù)已經(jīng)備份到磁盤陣列的同時(shí)，通過(guò)輔助拷貝功能將數(shù)據(jù)拷貝到磁帶庫(kù)上。通過(guò)本地和遠(yuǎn)程的兩組備份數(shù)據(jù)有效的保護(hù)，就在較小的投資情況下最大限度保障數(shù)據(jù)安全。

1）采用一臺(tái)獨(dú)立的主機(jī)，安裝備份軟件，作為主備份服務(wù)器；2）采用磁盤陣列作為備份設(shè)備；3）在遠(yuǎn)端機(jī)房同時(shí)部署一臺(tái)NetStor，通過(guò)備份軟件的輔助拷貝功能將備份在磁盤陣列上的數(shù)據(jù)拷貝到磁帶庫(kù)；4）在文件服務(wù)器上安裝CommVault備份代理客戶端，備份文件服務(wù)器數(shù)據(jù)；5）對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的主機(jī)，安裝數(shù)據(jù)備份代理，實(shí)現(xiàn)多種類型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)。

采用光纖磁盤陣列，通過(guò)光纖線纜連接服務(wù)器，構(gòu)建新的文件共享管理服務(wù)器，按不同部門，不同級(jí)別劃分存儲(chǔ)區(qū)域，分配管理。磁盤陣列采用專用的RAID控制器高性能的控制磁盤陣列的IO，最大程度降低主機(jī)服務(wù)器的IO占用；通過(guò)RAID技術(shù)保護(hù)存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)即使有硬件損壞包括一定數(shù)量硬盤的損壞也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的安全，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的最大保護(hù)。

采用NetStor磁盤陣列作為遠(yuǎn)端異地容災(zāi)介質(zhì)，通過(guò)備份軟件進(jìn)行異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異地容災(zāi)?；谙到y(tǒng)的容災(zāi)需求，iSCSI接口使得磁盤陣列很容易在IP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署和使用。部署相關(guān)容量的物理磁盤，每一個(gè)磁盤柜中可以安裝12顆SATA硬盤，以2000GB容量計(jì)算裸容量可以達(dá)到24TB存儲(chǔ)容量。

結(jié)合備份軟件，通過(guò)磁帶備份、異地磁盤備份多級(jí)數(shù)據(jù)保護(hù)，無(wú)論遇到多么嚴(yán)重的險(xiǎn)情也可以最大限度的保證數(shù)據(jù)安然無(wú)恙。對(duì)于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)劃實(shí)時(shí)備份，數(shù)據(jù)備份到磁帶加載機(jī)。

磁盤陣列及遠(yuǎn)程容災(zāi)備份系列提供RAID存儲(chǔ)解決方案，以適應(yīng)不斷發(fā)展變化的需求。基于模塊化機(jī)箱設(shè)計(jì)，每個(gè)機(jī)箱占2U空間，備份到磁盤陣列和磁帶庫(kù)管理軟件完全內(nèi)置于磁盤陣列之中，支持多種管理方式，包括全中文的圖形化管理，只需將鼠標(biāo)移動(dòng)到圖示中的溫度計(jì)或者風(fēng)扇上就可以顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等信息，直觀清楚；在圖形界面可以實(shí)現(xiàn)所有對(duì)磁盤陣列的配置、監(jiān)控、維護(hù)等操作。

整個(gè)系統(tǒng)的拓?fù)鋱D如下。

6 結(jié)論

磁盤陣列及異地容災(zāi)備份系統(tǒng)，首先是一個(gè)系統(tǒng)，需要完善的考慮各個(gè)方面的實(shí)際情況。在充分考慮企業(yè)未來(lái)發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出切實(shí)可行的整體解決方案。最終，本方案無(wú)論在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是在產(chǎn)品選擇上，都充分考慮了系統(tǒng)將來(lái)可預(yù)見(jiàn)的發(fā)展，并預(yù)留了良好的可平滑擴(kuò)展能力，很好的實(shí)現(xiàn)了需求，運(yùn)行情況良好。

[1]王改性，師鳴若.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份與災(zāi)難恢復(fù)[J].電子工業(yè)出版社，2009.

[2]何歡，何倩.數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)[J].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.