近年來，各行各業(yè)的信息化水平經(jīng)歷了爆炸式的發(fā)展，信息部門已經(jīng)由原來的支持部門成為重要的支撐部門。由此產(chǎn)生的海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也增加了企業(yè)在數(shù)據(jù)處理、保存以及安全方面的壓力，尤其是在經(jīng)歷諸如汶川地震及日本福島核危機(jī)等天災(zāi)人禍后，更為企業(yè)敲響了警鐘。

    電力企業(yè)經(jīng)過多年的信息化建設(shè)，目前運(yùn)行的重要信息系統(tǒng)包括辦公自動(dòng)化((OA)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)、電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)、企業(yè)知識(shí)管理系統(tǒng)及其他輔助信息管理系統(tǒng)等。信息系統(tǒng)的應(yīng)用已滲透到企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的每一個(gè)環(huán)節(jié)，信息數(shù)據(jù)是公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中重要的決策依據(jù)，如何保證相關(guān)數(shù)據(jù)的正確性與完備程度也日漸重要，提高信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，就成了企業(yè)備份系統(tǒng)建設(shè)的重要目標(biāo)。

1 系統(tǒng)改造前的現(xiàn)狀分析

    為充分保證數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定，在實(shí)施虛擬備份之前，已建立了以NetBackup(簡(jiǎn)稱NBU)備份管理軟件和磁帶庫(kù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)備份/歸檔系統(tǒng)，通過實(shí)踐逐步形成了完整、有效的數(shù)據(jù)備份策略。但是，隨著電力企業(yè)業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展以及知識(shí)成果的迅速積累，該系統(tǒng)在新的環(huán)境中逐漸顯得力不從心，主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面:

    (1)原有的物理帶庫(kù)在大的工作負(fù)荷下易發(fā)生故障，造成備份業(yè)務(wù)中斷。備份產(chǎn)生的磁帶介質(zhì)管理起來較為繁雜，且對(duì)保存環(huán)境的要求比較苛刻，溫度、濕度、粉塵以及電磁等都會(huì)影響磁帶上保存的數(shù)據(jù)。

    (2)采用物理磁帶備份的速度過于緩慢，大容量數(shù)據(jù)備份要花費(fèi)數(shù)小時(shí)的時(shí)間。為此采用了多種優(yōu)化方式，比如加大備份緩存，修訂備份策略使任務(wù)能夠多驅(qū)動(dòng)器并列運(yùn)行，利用工間時(shí)間備份等，但這些手段使得備份策略變得越來越復(fù)雜，且備份時(shí)間的改善效果并不明顯。

2 系統(tǒng)的改造

    2.1系統(tǒng)改造的原則

    隨著信息數(shù)據(jù)量的不斷增加，要求建設(shè)一個(gè)具有更高可用性的數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)，即使出現(xiàn)異常情況，也可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速恢復(fù)，將損失降到最低，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。以當(dāng)前“Net-Backup備份管理軟件加物理磁帶庫(kù)”的模式為基礎(chǔ)，從成本效益以及滿足業(yè)務(wù)需求的角度，提出系統(tǒng)改造的幾項(xiàng)原則:

    (1)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的讀寫速率，且具有更高的可靠性和安全性。

    (2)應(yīng)盡可能地利用原有體系的資產(chǎn)，從而節(jié)省成本并避免重復(fù)投資。

    (3)應(yīng)照顧現(xiàn)有配套人員的使用習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)積累。

    (4)應(yīng)具有足夠的擴(kuò)展性，從而將現(xiàn)有所有業(yè)務(wù)納人統(tǒng)一保護(hù)體系，且滿足未來5年內(nèi)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需求。

    2.2系統(tǒng)改造后的優(yōu)勢(shì)

    根據(jù)上述原則，在經(jīng)過大量的技術(shù)調(diào)研工作后，確定采用虛擬帶庫(kù)技術(shù)(Virtualtapelibrary,簡(jiǎn)稱VTL)來解決當(dāng)前備份系統(tǒng)中存在的問題。虛擬帶庫(kù)比傳統(tǒng)物理帶庫(kù)的管理更加簡(jiǎn)化，安全性更高，性能瓶頸也得到解決，具備完善的功能，成本卻更低。系統(tǒng)改造后的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:

    (1)安全性、可靠性。從數(shù)據(jù)的安全性出發(fā)，虛擬帶庫(kù)的訪問與磁帶類似，天生具備免疫能力。用戶不能直接訪問虛擬磁帶，被病毒感染的文件也不會(huì)將病毒傳染給虛擬磁帶存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，確保備份的數(shù)據(jù)更安全可靠。同時(shí)，虛擬帶庫(kù)采用基于獨(dú)立冗余磁盤陣列(RAID)技術(shù)保護(hù)磁盤，提高了可靠性。

    (2)性能和容量可按需擴(kuò)展。虛擬帶庫(kù)采用和物理帶庫(kù)相同的訪問模式，避免直接磁盤備份存在的安全、性能瓶頸等方面的負(fù)面影響，可以充分發(fā)揮出磁盤備份的性能優(yōu)勢(shì)。而且，新一代虛擬帶庫(kù)性能有了大幅度的提高，其并行技術(shù)可同時(shí)支持多臺(tái)虛擬帶庫(kù)控制器并行工作，并保持高效的吞吐能力。同時(shí)，容量和性能可以同步或獨(dú)立提升，實(shí)現(xiàn)超寬范圍的容量擴(kuò)展，為用戶提供更靈活和高效的升級(jí)選擇。

    (3)管理、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本更經(jīng)濟(jì)。新一代虛擬帶庫(kù)的仿真磁帶庫(kù)工作模式通過備份管理軟件即可統(tǒng)一管理，其兼容性和集成性好，無需改變備份策略。在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)環(huán)境下，輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享、易于管理和使用。在后期維護(hù)上，作為間接磁盤備份設(shè)備，由于減少了物理磁帶庫(kù)的諸多機(jī)械故障，其維護(hù)成本也更加低廉。

    在保持穩(wěn)定安全的前提下，在現(xiàn)有備份體系中新增1套虛擬帶庫(kù)作為一級(jí)備份設(shè)備，而原有的物理磁帶庫(kù)保持不變，和虛擬帶庫(kù)形成并聯(lián)關(guān)系，如圖1所示。日常的主要備份工作由虛擬帶庫(kù)承擔(dān)，保證高效率和可靠性;使用頻率低或者需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)由虛擬帶庫(kù)歸檔到原物理帶庫(kù)，不影響業(yè)務(wù)主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。這種方式充分利用了原有的軟件和硬件資產(chǎn)，使虛擬帶庫(kù)和物理帶庫(kù)各展所長(zhǎng)，完美地體現(xiàn)數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)的理念。

    圖1 備份系統(tǒng)的聯(lián)接

    虛擬帶庫(kù)通過光纖網(wǎng)卡(FC)接口直接連入主備服務(wù)器(MasterServer)后端的主機(jī)總線適配器(HBA)卡，與原有的物理磁帶庫(kù)形成并聯(lián)關(guān)系。Masterserver是專職備份服務(wù)器，并沒有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所有客戶端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都是通過1Gb以太網(wǎng)首先傳送到MasterServer，然后由Masterserver負(fù)責(zé)寫人到虛擬帶庫(kù)。同時(shí)通過NBU備份軟件實(shí)現(xiàn)同步備份在傳統(tǒng)物理磁帶庫(kù)上，避免資源的閑置，提高數(shù)據(jù)的安全保障。

3改造成果

    系統(tǒng)改造后一年多以來，從以下幾個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)測(cè)，認(rèn)為該方案切實(shí)解決了企業(yè)前期備份系統(tǒng)所存在的問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)初期制定的目標(biāo)。

    (1)針對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、SQLserver數(shù)據(jù)庫(kù)以及普通文件系統(tǒng)分別進(jìn)行備份和恢復(fù)性能的測(cè)試。該方案目前配置性能高達(dá)600Mb/s，幾百Gb的數(shù)據(jù)可在幾分鐘內(nèi)備份完成。該方案支持網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，單臺(tái)設(shè)備內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)16個(gè)機(jī)頭并列運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)9600Mb/s的速率，為未來數(shù)據(jù)量大幅度增加奠定備份基礎(chǔ)。

    (2)通過人工制造故障(如切斷單路電源、光纖通道、拔除磁盤等)，測(cè)試產(chǎn)品在發(fā)生故障時(shí)的容錯(cuò)能力。系統(tǒng)從電源、風(fēng)扇到磁盤、FC通道、HBA卡等都采用冗余結(jié)構(gòu)，移除任意一路電源、FC通道、磁盤等部件都能正常工作。在方案的整體設(shè)計(jì)上，采用虛擬帶庫(kù)和物理帶庫(kù)并聯(lián)方式，任何一款設(shè)備故障都可以由另一款暫代工作，有效解決了備份系統(tǒng)整體的可用性和可靠性問題。

    (3)驗(yàn)證在虛擬帶庫(kù)發(fā)生系統(tǒng)錯(cuò)誤或者磁盤、磁盤控制器損害時(shí)是否能保證數(shù)據(jù)的安全性。由于磁盤是封閉式的電子設(shè)備，且有RAID6保護(hù)以及完善的報(bào)警機(jī)制，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)無疑更加安全。而虛擬帶庫(kù)產(chǎn)品提供“Saveconfigure”功能，只要將VTL的配置保留1份副本，即使機(jī)頭發(fā)生崩潰也可以保證安全取回?cái)?shù)據(jù)。

4結(jié)語(yǔ)

    實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明，在原有物理備份的基礎(chǔ)上升級(jí)完成虛擬化備份平臺(tái)建設(shè)，改善和優(yōu)化了備份框架，提升了數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)的能力，增強(qiáng)了業(yè)務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行能力，為信息化快速發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，其良好的可擴(kuò)展性，可以滿足數(shù)據(jù)增長(zhǎng)后系統(tǒng)性能提高、磁帶擴(kuò)容和新帶庫(kù)添加等的新需求。

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本文標(biāo)題：基于虛擬化技術(shù)的容災(zāi)備份系統(tǒng)研究及建設(shè)

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