一、研究背景

    隨著信息發(fā)布平臺(tái)、郵件系統(tǒng)、協(xié)同辦公、校園一卡通等服務(wù)的深入應(yīng)用，越來(lái)越多有價(jià)值的信息轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ａ繑?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的價(jià)值也就越來(lái)越高。任何數(shù)據(jù)的丟失都會(huì)給使用者帶來(lái)極大的損失。大量的數(shù)據(jù)需要依托在數(shù)量眾多的硬件設(shè)備之上，而硬件的全年全天不間斷運(yùn)行，難以避免的會(huì)產(chǎn)生各種故障與硬件的損壞，還有可能會(huì)面對(duì)大到火災(zāi)、水災(zāi)、地震等一切可能的自然災(zāi)害，小到甚至是機(jī)房斷電這樣的宕機(jī)事故。一方面是數(shù)據(jù)的重要性和依賴性不斷提高，另一方面是不斷擴(kuò)大的設(shè)備群所帶來(lái)的數(shù)據(jù)安全性降低，兩者之間產(chǎn)生了日益尖銳的矛盾。為減少故障帶來(lái)的損失，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們通�？梢圆捎脙煞N方式:一是通過(guò)冗余來(lái)提高系統(tǒng)的可用性，如: 、磁盤RAID、雙機(jī)容錯(cuò)等。二是通過(guò)數(shù)據(jù)備份，將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到其他存儲(chǔ)介質(zhì)，以便災(zāi)難發(fā)生后進(jìn)行恢復(fù)。

    因此，在高校內(nèi)部建立一套完善可靠的數(shù)據(jù)容災(zāi)備份體系，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定與安全是建設(shè)數(shù)字化校園需要著重考慮的問(wèn)題。

二、技術(shù)現(xiàn)狀分析

    1 、容災(zāi)的評(píng)價(jià)指標(biāo)

    RTO(Recovery Time Objective) :系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間;RPO(Recovery Point Objective) :災(zāi)難發(fā)生時(shí)丟失的數(shù)據(jù)量;COST :建立及維護(hù)一套容災(zāi)方案所需的費(fèi)用。

    根據(jù)這三個(gè)指標(biāo)的相互關(guān)系，1992 年美國(guó)的SHARE 用戶組與IBM一起，定義了SHARE78 標(biāo)準(zhǔn)，將容災(zāi)系統(tǒng)分為了7 層，如下所示:

    層6 ———零數(shù)據(jù)丟失

    層5 ———雙重在線存儲(chǔ)

    層4 ———工作狀態(tài)的備份地點(diǎn)

    層3 ———電子鏈接

    層2 ———批量存取訪問(wèn)方式+ 熱備份地點(diǎn)

    層1 ———批量存取訪問(wèn)方式

    層0 ———本地?cái)?shù)據(jù)備份與恢復(fù)

    每一個(gè)層次采用不同的容災(zāi)方法，具有不同的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力，即RTO ，RPO 的差別。而當(dāng)恢復(fù)策略轉(zhuǎn)向更高層時(shí)，COST 參數(shù)將呈指數(shù)增長(zhǎng)。目前大多數(shù)容災(zāi)系統(tǒng)處于SHARE 中的第2 層，僅有少數(shù)系統(tǒng)具有“零數(shù)據(jù)丟失”的能力。

    2 、容災(zāi)的等級(jí)劃分

    目前，根據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的丟失程度、系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的空間距離，以及災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃的時(shí)間等因素，將容災(zāi)級(jí)別劃分如下:本地容災(zāi);異地?cái)?shù)據(jù)冷備份;異地?cái)?shù)據(jù)熱備份。

    3 、容災(zāi)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

    3. 1主機(jī)備份

    這種備份就是傳統(tǒng)意義上的基于主機(jī)的備份。本地設(shè)備負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)備份到和主機(jī)直接相連的存儲(chǔ)介質(zhì)上(如磁帶) 。雖然這種備份的速度快，管理簡(jiǎn)單，但是僅能適應(yīng)于單臺(tái)服務(wù)器備份，并且在災(zāi)難恢復(fù)過(guò)程中，系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間長(zhǎng)。

    3. 2單一網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各種機(jī)器型號(hào)和操作系統(tǒng)平臺(tái)并存，運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)也是多種多樣。一般是選用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一臺(tái)合適的主機(jī)作為備份服務(wù)器，安裝備份設(shè)備和備份管理軟件，在需要備份數(shù)據(jù)的設(shè)備上安裝備份操作客戶端軟件，數(shù)據(jù)通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)集中復(fù)制到單臺(tái)設(shè)備上，系統(tǒng)管理員通過(guò)服務(wù)器集中管理全網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)備份。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是備份系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，備份設(shè)備和備份介質(zhì)管理方便。

    3. 3分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份

    在大規(guī)模單位中，其所屬各部門可能分布在相隔較遠(yuǎn)的幾個(gè)地點(diǎn)，在每個(gè)分部或分支機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)量配備一臺(tái)相應(yīng)的備份設(shè)備，數(shù)據(jù)直接備份到本地，而管理端則由總部統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)可按一定的規(guī)劃分別備份到不同的“存儲(chǔ)點(diǎn)”。而系統(tǒng)中所有的備份數(shù)據(jù)索引都保存在一臺(tái)備份服務(wù)器上。當(dāng)某臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)需要恢復(fù)時(shí)，都要首先與備份服務(wù)器取得聯(lián)系，查找備份索引，因此要求備份服務(wù)器應(yīng)該具有較高的性能和較高的可靠性，同時(shí)要求網(wǎng)絡(luò)通訊也非�？煽�。

    3. 4NAS(Network attached storage) —網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)

    通過(guò)將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)上，提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，NAS 就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接連接設(shè)備的磁盤陣列，它具備了磁盤陣列的所有主要特征: 高容量、高效能、高可靠。NAS 將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，采用一個(gè)單獨(dú)設(shè)計(jì)的面向用戶的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議。由于NAS 價(jià)格合理、便于管理、靈活而且能實(shí)現(xiàn)文件共享。當(dāng)應(yīng)用場(chǎng)所是在需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶提供大容量的文件存儲(chǔ)的范圍里，則以NAS 作為主要存儲(chǔ)設(shè)備。

    3. 5SAN(Storage Area Network) 解決方案

    SAN 是基于存儲(chǔ)光纖通道網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，專為存儲(chǔ)設(shè)備提供數(shù)據(jù)傳輸通路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在集群、數(shù)據(jù)鏡像和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份等應(yīng)用系統(tǒng)中，大量的數(shù)據(jù)都是通過(guò)局域網(wǎng)(LAN) 傳輸?shù)�，在帶寬有限的情況下，局域網(wǎng)的負(fù)載已顯得過(guò)重。因此，專為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理開(kāi)發(fā)了光纖通道技術(shù)。利用SAN 技術(shù)不但可以釋放傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源，還可以釋放大量的系統(tǒng)資源，并且大大提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的備份速度，提高數(shù)據(jù)備份的可靠性與可管理性。同時(shí)，通過(guò)光纖可以將備份設(shè)備的物理連接延伸至幾公里甚至幾十公里，使異地快速數(shù)據(jù)備份成為可能。

三、方案選取

    容災(zāi)備份系統(tǒng)的關(guān)鍵就是生產(chǎn)數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)程的自動(dòng)復(fù)制。由于應(yīng)用系統(tǒng)大多是基于數(shù)據(jù)庫(kù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，所以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制的關(guān)鍵和難點(diǎn)就是確保數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的完整性、連續(xù)性，實(shí)時(shí)性和可恢復(fù)性。根據(jù)校園不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)容災(zāi)備份的不同需求，可以使用不同的容災(zāi)備份方案。

    首先，將學(xué)校目前使用的主要業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，通過(guò)對(duì)各種不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行劃分，同時(shí)充分與現(xiàn)有的備份技術(shù)進(jìn)行組合，對(duì)不同分類的系統(tǒng)采取不同的策略，并能以此獲得較高的性價(jià)比。

    現(xiàn)在本校的應(yīng)用系統(tǒng)集中在西校區(qū)的中心機(jī)房?jī)?nèi)，為滿足以上要求，我們可以在中心機(jī)房之外，相距2 公里的東校區(qū)建立一個(gè)備份中心。采用NAS(Network attached storage) 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)的技術(shù)直接訪問(wèn)異地磁盤陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，同時(shí)在備份中心架設(shè)這類業(yè)務(wù)的系統(tǒng)備機(jī)，備份業(yè)務(wù)機(jī)器直接以備份磁盤陣列中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。正常情況下，中心機(jī)房和備份中心的系統(tǒng)均處于運(yùn)行狀態(tài)，但業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)只在中心機(jī)房運(yùn)行，業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的任何修改，會(huì)通過(guò)軟件準(zhǔn)實(shí)時(shí)同步復(fù)制到備份中心;當(dāng)中心機(jī)房的某些設(shè)備發(fā)生故障，可以快速切換到數(shù)據(jù)中心的備份機(jī)器;當(dāng)有事故導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心整個(gè)系統(tǒng)癱瘓時(shí)，按照預(yù)定的規(guī)則在備份中心啟動(dòng)整個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng);待中心機(jī)房的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)修復(fù)后，異地?cái)?shù)據(jù)備份再將備份中心的當(dāng)前數(shù)據(jù)復(fù)制回中心機(jī)房，然后將應(yīng)用系統(tǒng)從備份中心切換回中心，備份中心的系統(tǒng)重新回到備份狀態(tài)。通過(guò)這樣的實(shí)時(shí)備份方式，在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，僅僅很小部分的數(shù)據(jù)被丟失，RPO 幾乎為0 ，RTO (恢復(fù)的時(shí)間) 也被降低到了分鐘級(jí)或秒級(jí)。

    采用這樣的分類備份模式后，可以對(duì)不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供有針對(duì)性的數(shù)據(jù)保護(hù)，同時(shí)也能減少維護(hù)的成本。在生產(chǎn)數(shù)據(jù)和本地備份數(shù)據(jù)遭到破壞或丟失后，容災(zāi)備份系統(tǒng)能夠提供完整的數(shù)據(jù)以恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行確保系統(tǒng)運(yùn)行的不間斷性，包括數(shù)據(jù)傳輸不間斷和關(guān)鍵應(yīng)用不間斷。對(duì)于核心應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步和異步的容災(zāi)，并保留不同時(shí)期的數(shù)據(jù)系統(tǒng)都有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

四、結(jié)束語(yǔ)

    通過(guò)數(shù)據(jù)容災(zāi)備份方案的實(shí)施，將建設(shè)起校園的容災(zāi)備份中心。在實(shí)際中，通過(guò)采用科學(xué)的備份方式，制定詳細(xì)的恢復(fù)計(jì)劃，結(jié)合對(duì)數(shù)據(jù)的清晰歸檔，形成合理的備份解決方案，并將備份數(shù)據(jù)在異地集中保存，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有效保護(hù)，并能夠在災(zāi)難發(fā)生后快速恢復(fù)數(shù)據(jù)和應(yīng)用，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行。數(shù)據(jù)容災(zāi)備份中心的建設(shè)能夠極大地提高學(xué)校的信息化和現(xiàn)代化水平，并將為高等院校的教學(xué)科研和管理等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供很高的安全性和可靠性保證，有效的加強(qiáng)學(xué)校綜合實(shí)力和管理水平。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：數(shù)據(jù)容災(zāi)技術(shù)的應(yīng)用與研究

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