丁祥郭

0 引言

上海消防部隊經(jīng)過多年的信息化發(fā)展，目前已有消防通信指揮、辦公自動化（OA）、防火監(jiān)督管理、火災(zāi)統(tǒng)計、干部人事、部隊管理等信息系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，積累了大量消防部隊滅火救援、防火監(jiān)督、部隊管理等方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的運行過程中可能會因為各種意外事件，如人為操作、硬件故障、軟件BUG或環(huán)境因素導(dǎo)致?lián)p壞與丟失，其損失不可估量，會對消防部隊滅火救援、指揮調(diào)度、部隊管理等方面造成重大影響。當(dāng)前，上海消防部隊信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，一直存儲在本地服務(wù)器硬盤上，關(guān)鍵應(yīng)用和數(shù)據(jù)，沒有集中存儲的地方，離線備份也沒有專門的備份系統(tǒng)管理。針對以上原因，需為上海消防部隊信息系統(tǒng)設(shè)計一個“集中存儲，自動備份”的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)是十分必要的。

本文通過對上海消防部隊信息系統(tǒng)存儲備份現(xiàn)狀的分析，并結(jié)合信息系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀，設(shè)計了一個集中存儲的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)構(gòu)建了LAN和LAN-FREE相結(jié)合的備份存儲架構(gòu)，選用當(dāng)前流行的Veritas Backup Exec備份軟件，制定了符合信息系統(tǒng)實際情況的備份策略。

1 現(xiàn)狀與需求的分析

1.1 數(shù)據(jù)備份的現(xiàn)狀

消防部隊的各個信息系統(tǒng)，是各個不同時期分別建成的，各系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)分散存儲在各自的硬盤中，彼此的存儲資源相互隔離，存在以下問題：首先，增加了系統(tǒng)管理員對數(shù)據(jù)進行維護和管理，特別是備份工作的難度，造成了重復(fù)勞動；其次，數(shù)據(jù)安全堪憂，一旦系統(tǒng)主機出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)就有丟失的風(fēng)險；第三，各個系統(tǒng)之間的存儲資源不能共享，也無法相互調(diào)劑余缺，進一步擴展不僅成本高、而且工作量大。

1.2 數(shù)據(jù)備份的需求

隨著消防部隊業(yè)務(wù)信息化應(yīng)用規(guī)模的擴大，上海消防部隊信息系統(tǒng)越來越多，操作系統(tǒng)基本上是使用Windows/Intel平臺，數(shù)據(jù)庫有MS-SQL server、Oracle等不同類型。當(dāng)前消防信息系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)可分為兩類：一種是文件數(shù)據(jù)，直接以獨立形式存在，能夠以簡單的復(fù)制和粘貼方式完成存儲的數(shù)據(jù)；另一種是數(shù)據(jù)文件，隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，單純地以文件方式備份數(shù)據(jù)庫肯定不能夠滿足需要，如 Oracle數(shù)據(jù)庫，就需要對表文件和日志文件執(zhí)行不同的備份測量，而且還需要保證所存儲的數(shù)據(jù)的完整性。這些信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份需求見表1：

表1 上海消防部隊信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份需求

針對系統(tǒng)及應(yīng)用特點問題，我們需要建立一個成熟、可靠、集中、可擴展的數(shù)據(jù)備份存儲系統(tǒng)，為上海消防部隊信息系統(tǒng)的安全提供有效的保障。新建的備份存儲系統(tǒng)應(yīng)滿足以下需求：①建立一個集中備份系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守的自動化備份；②備份系統(tǒng)可靈活制定備份和恢復(fù)策略，具有集中化的備份策略管理及備份任務(wù)監(jiān)督。系統(tǒng)界面在好操行簡單，維護方便；③備份系統(tǒng)要能實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)備份，實現(xiàn)集中化的備份數(shù)據(jù)存放；④具有良好的擴展性，能夠平滑升級到存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）備份，建立的備份系統(tǒng)不能對現(xiàn)有系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生較大的影響；⑤在系統(tǒng)出現(xiàn)意外損害時，備份系統(tǒng)能進行快速及時的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)恢復(fù)，保證系統(tǒng)盡快投入正常運行。

2 備份系統(tǒng)架構(gòu)與實現(xiàn)

一個完整的備份的系統(tǒng)備份方案，應(yīng)包括備份硬件選擇、備份軟件選擇、備份策略制定等部分。理想的備份系統(tǒng)是全方位、多層次的軟硬件結(jié)合方式，構(gòu)成了對系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的防護，能夠有效地防止物理損壞和邏輯損壞，保證系統(tǒng)在遭受意外破壞時能夠快速恢復(fù)。理想的備份系統(tǒng)成本太高，不易實現(xiàn)。因此，在設(shè)計備份方案時，根據(jù)實際情況選擇備份硬件架構(gòu)、軟件備份措施和制定合乎實際的策略。

2.1 備份系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

目前比較常用的備份系統(tǒng)架構(gòu)方式主要有 3種，分別為： LAN 、LAN-FREE、SERVER-FREE。LAN方式利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，結(jié)構(gòu)較為簡單，不需要額外投資，但備份速度慢。LAN-FREE方式利用光纖交換機，不占有現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，性能最好，但是投資相對較大和占用服務(wù)器的CPU資源。SERVER-FREE方式不占用生產(chǎn)服務(wù)器的資源開銷，但需要添加支持SCSI-3集合的存儲設(shè)備，成本高，實施難度大，目前尚未有大規(guī)模應(yīng)用。

當(dāng)前上海消防部隊已購置了一些存儲備份設(shè)備，具體包括：HP公司EVA 4100磁盤陣列，磁盤容量為3.6T（12塊300G光纖硬盤）；HP StorageWorks MSL4048磁帶庫，內(nèi)含2臺LTO4的磁帶機，備份速度能達到50MB/S，有300G磁帶32盒；兩臺24口光纖通道交換機（SAN交換機）。

根據(jù)備份系統(tǒng)架構(gòu)方式和上海消防部隊已有存儲備產(chǎn)品的現(xiàn)狀，我們制定了LAN與LAN-FREE相結(jié)合備份架構(gòu)。在消防數(shù)據(jù)環(huán)境中，對一些數(shù)據(jù)量不大的信息系統(tǒng)，如郵件收發(fā)系統(tǒng)、火災(zāi)統(tǒng)計系統(tǒng)、干部人事系統(tǒng)、政工網(wǎng)站、水源管理系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)，采用LAN備份的方式，在滿足備份需求的基礎(chǔ)上又可以充分節(jié)省投資。對數(shù)據(jù)量較大的信息系統(tǒng)，如通信指揮系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、防火監(jiān)督系統(tǒng)、內(nèi)網(wǎng)門戶網(wǎng)站、計算機資源管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量達到幾百個G，如果用網(wǎng)絡(luò)備份的方式備份的話，網(wǎng)絡(luò)會是備份速度的瓶頸，嚴重影響備份的性能，使備份的窗口增長較多，并會占用磁帶機的讀寫時間，與其他的備份形成資源爭用。因此，對這類信息系統(tǒng)采用LAN-FREE的備份方式。

在LAN和LAN-FREE相結(jié)合的備份架構(gòu)，所有的數(shù)據(jù)全部是先到磁盤，然后再到磁帶，這種備份方式不但可靠性高（兩個備份），而且便于管理和數(shù)據(jù)恢復(fù)，能夠幫助用戶快速進行備份和恢復(fù)。

上海消防部隊數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)拓撲架構(gòu)圖見圖1。

圖1 上海消防部隊數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)拓撲架構(gòu)圖

2.2 備份系統(tǒng)軟件選定

目前，業(yè)界主流備份軟件產(chǎn)品有Legato NetWorker、CA ARCserve及Veritas的NetBackup和BackupExec等，同時，服務(wù)器廠家（如HP、IBM等）一般也會提供一些自帶的存儲管理備份軟件。各廠商的軟件在備份管理方式上各有千秋。它們都具有自動定時備份管理、備份介質(zhì)自動管理、數(shù)據(jù)庫在線備份管理等功能。但服務(wù)器廠家自帶的存儲管理備份軟件更注重于對本公司軟硬件產(chǎn)品的支持。而 Legato、Veritas及CA是獨立軟件開發(fā)商，其備份軟件注重對各種操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫平臺的支持。

通過調(diào)研，比較分析了以上各種備份軟件的異同，并根據(jù)上海消防部隊的實際情況和仔細的性價比較，最終選擇了美國Veritas公司的 BackupExec系統(tǒng)軟件。Backup Exec是基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計的，把網(wǎng)絡(luò)通信量減至最小，把吞吐量性能增大至最大，實現(xiàn)了優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲功能，是一種多線程、多任務(wù)的存儲管理解決方案，專為在單一的或多節(jié)點的Windows Servers企業(yè)環(huán)境中進行數(shù)據(jù)備份、災(zāi)難恢復(fù)而設(shè)計。

2.3 備份策略的制定

備份的成功實施必須制定一個完善的數(shù)據(jù)備份策略，確定備份類型、備份方式、備份時間、頻度及保留時間等內(nèi)容。在實施數(shù)據(jù)備份時，除了數(shù)據(jù)備份技術(shù)，重點考慮的數(shù)據(jù)策略，其制定主要考慮以下的因素：①備份類型：如果是文件類型的備份，類型可能是 standard、windows，如果是數(shù)據(jù)庫的備份可能是Oracle、MS-SQL server等，備份類型決定了備份的內(nèi)容。②備份位置：備份的位置可以是磁帶庫、磁盤，同時備份位置決定了備份是LAN還是LAN-FREE的方式，決策的備份數(shù)據(jù)流走向。③時間策略：時間策略確定備份何時發(fā)起，備份數(shù)據(jù)在磁帶上的保留時間等。④備份方式：備份的方式主要包括執(zhí)行全備份還是增量備份。⑤其他：備份作業(yè)的優(yōu)先級、是否并發(fā)、備份磁帶的卷池的安排等。

上海消防部隊信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份策略，在充分考慮實際數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型等要求后制定了進一步的制度，其具體內(nèi)容見表2。

表2 上海消防部隊數(shù)據(jù)備份策略

經(jīng)過一段時間的測試，備份策略符合實際要求，所有數(shù)據(jù)備份作業(yè)能全部完成，并未出現(xiàn)沖突。

3 結(jié)束語

上海消防部隊數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)數(shù)據(jù)運行環(huán)境及增長存儲需求，遵循了經(jīng)濟性和實用性相結(jié)合的原則，滿足了消防部隊數(shù)據(jù)備份的要求。通過實施本備份方案，上海消防部隊信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全備份時間大大縮短，提高了備份的效率和強大的設(shè)備功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份的智能化管理，保證了數(shù)據(jù)的可靠性和快速恢復(fù)能力。本數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，經(jīng)過一年多的使用，系統(tǒng)運行狀況一直良好，達到系統(tǒng)建設(shè)的要求。該系統(tǒng)的成功實施值得向各省或直轄市消防部隊進行推廣。

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