江蘇省水利數據容災備份中心運行管理機制探討

孔令啟 李鳳生

（作者單位：江蘇省水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站 210012 淮河水利委員會水文局（信息中心） 233001）

一、概述

數據容災備份是信息安全的基礎，它通過特定的容災機制，將全部或部分生產數據從應用主機的硬盤或陣列復制到其他存儲介質中，當各種災難發(fā)生后，能夠最大限度地防止數據丟失，以保障信息系統(tǒng)提供正常服務。

隨著江蘇省水利信息化的深入推進，重要應用系統(tǒng)越來越多，寶貴數據資源不斷積累，對于數據安全存儲的需求也越來越高。水利數據容災備份中心作為江蘇省水利數據中心建設的重要組成部分，不僅可為水利核心業(yè)務應用提供長期、不間斷的可靠服務，同時也能保證重要、珍貴的水利基礎數據的信息安全，是提高水利信息化支撐服務水平的根本保障。由于數據容災備份中心構成相對復雜、牽涉面廣，如何對其進行全面、有效的監(jiān)控與管理，確保容災備份體系正常、穩(wěn)定、安全運行顯得尤為重要。

二、容災備份中心組成

1.主數據中心

主數據中心集中承載各類重要的水利應用及基礎數據，現有110臺服務器、50個應用系統(tǒng)，數據資源達75TB。在主數據中心主機房布設1臺備份管理服務器、1套存儲系統(tǒng)，備份服務器和存儲系統(tǒng)實現雙線冗余，滿足數據資源集中存儲和高可靠性的要求。同時，配有數據備份軟件、數據同步復制軟件、數據庫管理軟件、虛擬平臺管理等基礎管理軟件，將本地數據中心的公共數據和核心業(yè)務應用，在災備備份中心進行遠程備份，實現數據和應用的遠程容災。

2.遠程備份鏈路

遠程備份鏈路是將主數據中心的鏡像或備份傳輸至遠程災備中心的高速通道，由2條不同運營商、不同物理路由裸光纖相連，單條實際路由長度不超過40km，數據網絡信號和存儲網絡信號通過波分設備可在同一光纖物理線路上實現復用承載。

3.災備中心

災備中心存儲主數據中心的數據鏡像或備份，建有遠程容災備份系統(tǒng)，配置2套高端存儲、2套虛擬帶庫、1套備份帶庫及相應備份介質和軟件，通過既定的備份策略定期將主數據中心核心數據庫的重要數據備份到磁帶庫上。此外，容災中心使用2臺高端unix服務器，部署2套應急數據庫環(huán)境，當主數據中心生產數據庫的雙重保障失效時，業(yè)務系統(tǒng)可切換至應急數據庫環(huán)境，確保關鍵業(yè)務的快速恢復，將災難影響降到最低。

三、運行管理機制

1.環(huán)境監(jiān)控

物理環(huán)境監(jiān)控主要對數據容災備份中心基礎設備運行所需的環(huán)境因素進行監(jiān)控，包括電源、空調、消防、門禁、溫濕度和視頻監(jiān)控等基礎設施。

其中，精密空調管理最為重要，合理的配置管理空調系統(tǒng)不僅可以保障機房環(huán)境的安全，還可以節(jié)省電費，舒適的溫度保障設備運行狀態(tài)穩(wěn)定，延長設備運行壽命。日常維護應加強溫濕度的監(jiān)控，每六個月校準一次溫度和相對濕度傳感器，避免溫濕度錯誤監(jiān)測數據導致空調冷卻單元無法協同工作。

2.數據備份

（1）備份類型

包括全備份和增量備份。①全備份：每次備份定義的所有數據，優(yōu)點是恢復快，缺點是備份數據量大，需要較長時間。②增量備份：備份自上一次備份以來更新的所有數據，其優(yōu)點是每次備份的數據量少，缺點是恢復時需要全備份及多份增量備份。

（2）備份內容

數據備份的內容包括數據庫備份和文件日志備份。數據庫備份作為重點，每臺數據庫服務器單獨配專用的HBA光纖存儲卡，與磁帶庫和備份服務器共同組成備份系統(tǒng)，從而大大提高備份系統(tǒng)的存取速度。備份可以采用D2D2T（Disk to Disk to Tape）方式，提高備份和恢復的性能和效率，減少備份與恢復的時間窗口。對大數據量應用， 可以采取Server-Free方式，降低備份對整個系統(tǒng)的干擾。

（3）備份策略規(guī)劃

數據庫備份需要根據實際系統(tǒng)中備份數據量的大小和恢復的實時性要求，制定合理、有效的備份策略；文件備份則依據應用系統(tǒng)的重要性來設定。根據業(yè)務應用對于數據備份與恢復的要求，同時依據存儲空間大小，設定在線和離線備份的保存周期，具體備份策略如表1所示。

3.數據恢復

數據恢復在災難發(fā)生后進行，通過數據恢復可將數據或應用系統(tǒng)還原到災難發(fā)生前的狀態(tài)。日常工作中，應定期安排和組織備份恢復和數據庫應急環(huán)境演練，以確保運維人員能夠熟練掌握備份恢復及數據庫應急方案。

數據恢復基于數據備份來實現，首先利用本地備份進行數據恢復，若本地備份失效，再基于遠程備份進行數據和系統(tǒng)恢復。與數據備份對應，包括數據庫恢復和文件恢復，具體實現方法上，細分為在線冗余和離線冗余兩種方案，在線冗余主要針對本地化的數據恢復，離線冗余則應用與遠程容災恢復。

表1 江蘇省水利數據容災備份策略表

（1）在線冗余方案

首先，通過高冗余提高本地數據和文件存儲的可靠性：對于數據庫、重要配置文件及操作系統(tǒng)，均采用本地磁盤鏡像、RAID10最高可靠性的存儲方案；對于統(tǒng)一存儲設備，每套均配置8塊以上HOTSPARE熱備盤，最大支持8塊硬盤同時損壞對業(yè)務無影響。其次，依托在線恢復系統(tǒng)實現自動數據恢復：當出現單點故障，維護人員零干預或者少量干預之后，能自動加入并啟動恢復任務完成數據恢復，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定、不間斷運行。

（2）離線冗余方案

當極端災難情況發(fā)生時，本地在線冗余和數據恢復方案失效后，對關鍵的數據和業(yè)務系統(tǒng)，能夠根據遠程數據備份完成基于時間點的選擇性恢復，從而使得業(yè)務應用能夠在允許的中斷時間內恢復系統(tǒng)。

4.安全保障

信息安全保障系統(tǒng)依據三級等級保護的建設要求，優(yōu)化調整網絡域劃分，部署防火墻、防毒墻、入侵檢測與防御系統(tǒng)、UTM、數據庫審計系統(tǒng)、漏洞掃描系統(tǒng)、安全服務器（堡壘機）等安全設備，完善數據加解密、惡意代碼檢測、安全策略實施、漏洞掃描、入侵檢測、終端防護、用戶統(tǒng)一認證授權、主機行為審計與監(jiān)控分析等信息安全保障防護模塊。日常工作中，應加強安全日志、數據備份日志的監(jiān)控與分析，做好數據庫安全審計，確保信息安全和數據備份的有效性。

四、總結與展望

本文介紹了江蘇水利數據容災備份中心的系統(tǒng)組成，并從環(huán)境監(jiān)控、數據備份、數據恢復和安全保障等四個方面探討了水利數據容災備份策略、恢復方案和日常運維的要點，其數據備份和恢復等機制可為水利行業(yè)相關數據的容災備份提供借鑒。

隨著當前水利數據中心建設的深入推進，對于數據中心以及容災備份體系的運維管理也變得越來越重要。面對日益加劇的運維管理壓力，未來工作中仍需探索相關新技術產品的應用，如引入新的數據中心基礎設施管理工具，可以實現跨IT基礎設施的全部系統(tǒng)實時監(jiān)控和管理，減輕復雜系統(tǒng)的運維壓力，提高數據容災備份中心的管理效能與服務能力■