摘 要：本文主要介紹了備份和容災的概念與技術、分析了本油田的科研系統(tǒng)現(xiàn)狀，結合本油田的科研系統(tǒng)特點詳細闡述了科研系統(tǒng)備份策略的實施，并對備份的實施進行了總結。

關鍵詞：備份；容災；數(shù)據(jù)；恢復

中圖分類號：TP309

隨著信息時代的到來，人類社會所創(chuàng)造的信息數(shù)據(jù)呈幾何級數(shù)累積增長，企業(yè)對數(shù)據(jù)信息的依賴程度超過了任何一個時代。數(shù)據(jù)是已成為企業(yè)最為寶貴的財富，是企業(yè)持續(xù)運作和成功的保證。在實際應用中，人為錯誤、硬件故障、電腦病毒、自然災難等都可以造成系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的破壞乃至丟失，給企業(yè)造成無法估量的損失，因此數(shù)據(jù)的備份與容災至關重要。對一個完整的IT系統(tǒng)而言，備份工作是其中必不可少的組成部分，其意義不僅在于防范意外事件的破壞，而且還是歷史數(shù)據(jù)保存歸檔的最佳方式。

1 油田科研系統(tǒng)現(xiàn)狀

我們油田目前的科研軟件系統(tǒng)主要有六大板塊：勘探，開發(fā)，地質，處理，測井、繪圖。

科研軟件系統(tǒng)主要包括GeoFrame綜合解釋系統(tǒng)、LandMark DSD綜合解釋系統(tǒng)，油藏數(shù)值模擬Petrel系統(tǒng)，地震資料處理Echos系統(tǒng)，地震資料反演Hrs系統(tǒng)，地質建模PetroMod系統(tǒng)，測井解釋Geolog系統(tǒng)以及繪圖軟件ZEH系統(tǒng)等。

科研軟件運行的操作系統(tǒng)主要有Solaris，Red Hat Linux和Windows。

油田科研數(shù)據(jù)包勘探采集原始數(shù)據(jù)，處理成果數(shù)據(jù)，綜合解釋成果數(shù)據(jù)，油藏數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，油田開發(fā)生產數(shù)據(jù)，GeoFrame工區(qū)數(shù)據(jù)，OpenWorks工區(qū)數(shù)據(jù)，Oracle數(shù)據(jù)庫。我們的科研數(shù)據(jù)一般存放在NAS網絡存儲上，少數(shù)放在服務器的磁盤陣列上，數(shù)據(jù)總量大約90TB。

我們目前的科研系統(tǒng)的備份機制是通過Veritas的NBU備份軟件將科研數(shù)據(jù)備份到IBM帶庫?，F(xiàn)有的備份方式雖然可以滿足一般故障導致的數(shù)據(jù)丟失，但數(shù)據(jù)恢復的速度有所欠缺，另外一方面，在發(fā)生災害導致生產存儲宕機的情況下，現(xiàn)有的備份機制則不能滿足生產業(yè)務連續(xù)不間斷的需求。

2 備份

2.1 備份

備份就是將數(shù)據(jù)以某種方式加以保留，以便在系統(tǒng)和數(shù)據(jù)遭受破壞時，數(shù)據(jù)可以恢復利用。備份可以分為系統(tǒng)備份和數(shù)據(jù)備份。

當前應用比較廣泛的備份介質主要有光盤，磁盤和磁帶。光盤的數(shù)據(jù)存儲速度較快，單位存儲成本較高，主要應用于重要數(shù)據(jù)的永久歸檔存儲。硬盤的主要特點是數(shù)據(jù)存取速度快，單位存儲成本高，主要應用于在線數(shù)據(jù)的存儲。磁帶存儲時間長，可靠性也高，但存取速度較慢，主要應用于對備份設備可靠性要求較高，而對存取速度要求不高的情況。在實際應用中，要綜合考慮介質的可靠性、速度、費用等多重因素來選擇適合自己備份需要的備份介質。

2.2 容災

容災是為了在遭遇災害時能保證信息系統(tǒng)能正常運行以實現(xiàn)業(yè)務生產的連續(xù)性，備份是為了應對災難來臨時造成的數(shù)據(jù)丟失問題，所以備份是容災的基礎。

容災備份系統(tǒng)是指在相隔較遠的異地，建立兩套或多套功能相同的IT系統(tǒng)，相互之間可以進行狀態(tài)監(jiān)視和功能切換，當一處系統(tǒng)因意外停止工作時，整個應用系統(tǒng)可以切換到另一處，使得該系統(tǒng)功能可以繼續(xù)正常工作。

構建容災備份系統(tǒng)會應用到多種技術，如NAS技術、遠程鏡像技術、基于IP的SAN的互連技術、快照技術等。衡量容災備份的兩個技術指標為RPO和RTO。RPO（Recovery Point Objective）即數(shù)據(jù)恢復點目標，主要指業(yè)務系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。RTO（Recovery Time Objective）即恢復時間目標，主要指所能容忍的業(yè)務停止服務的最長時間，也就是從災難發(fā)生到業(yè)務系統(tǒng)恢復服務功能所需要的最短時間周期。在實際應用中，我們應根據(jù)不同的應用需求來選擇適合自己應用的技術，并且制定滿足自己需求的技術指標。

3 備份策略的實施

基于我們油田當前的科研系統(tǒng)現(xiàn)狀，我們制定了如下4個層次的備份策略：科研軟件系統(tǒng)的備份、oracle數(shù)據(jù)庫的備份、科研數(shù)據(jù)的近線備份以及科研數(shù)據(jù)的容災備份。我們所制定的4級備份機制，對我們的科研系統(tǒng)實現(xiàn)了全面保護。在硬件發(fā)生故障或用戶操作不當導致軟件系統(tǒng)遭到破壞或者科研數(shù)據(jù)遭到破壞的情況下，我們的各層備份機制都會即時工作，將科研軟件系統(tǒng)和科研數(shù)據(jù)在最短的時間內恢復到正常的工作狀態(tài)，以保障科研生產業(yè)務的連續(xù)進行。

3.1 科研軟件系統(tǒng)的備份

我們在科研軟件初次安裝配置結束后和軟件升級安裝配置結束后，均會打包備份到網絡存儲指定位置，然后和網絡存儲上的科研數(shù)據(jù)一起進行近線備份和容災備份。

科研軟件的備份一般都是完全備份，備份時間則根據(jù)實際需要靈活調整。

3.2 科研軟件oracle數(shù)據(jù)庫的物理備份

我們的Oracle數(shù)據(jù)庫是為GeoFrame和OpenWorks軟件服務的，數(shù)據(jù)庫運行在linux和solaris系統(tǒng)上。針對oracle數(shù)據(jù)庫，我們編寫了shell腳本，對數(shù)據(jù)庫進行隔天一次的自動冷備份，并且保留1個月的備份文件。備份文件我們放在網絡存儲制定的位置，然后和網絡存儲上的科研數(shù)據(jù)一起進行近線備份和容災備份。

此外，我們還利用NetApp所特有的SMO（Snapmanager for oracle）技術做oracle數(shù)據(jù)庫的在線備份，將數(shù)據(jù)庫在線備份同步到近線存儲。SnapManager通過Snapshot、SnapRestore和FlexClone技術可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的檔案文件，完成數(shù)據(jù)庫的備份和數(shù)據(jù)庫的恢復工作。針對GeoFrame軟件和OpenWorks軟件的oracle數(shù)據(jù)庫我們選取每12小時同步到近線存儲的策略。

3.3 科研數(shù)據(jù)的近線備份

我們的科研數(shù)據(jù)主要存放于網絡存儲上，我們的主生產存儲為NetApp，考慮到近線備份數(shù)據(jù)要與生產存儲數(shù)據(jù)格式保持一致，我們的近線備份存儲選擇的是和生產存儲同構的存儲，即NetApp網絡存儲。

近線備份的數(shù)據(jù)主要包括三部分，一是生產在線應用數(shù)據(jù)和項目工區(qū)的備份數(shù)據(jù)；二是最近的30份增量備份數(shù)據(jù)（每天一次增量備份）；三是軟件系統(tǒng)的備份文件及Oracle數(shù)據(jù)庫的備份。

對于存放于網絡存儲上的科研數(shù)據(jù)，我們利用NetApp的SnapMirror功能完成科研數(shù)據(jù)的近線備份，數(shù)據(jù)的備份和生產存儲保持同步，即數(shù)據(jù)格式和生產存儲數(shù)據(jù)格式保持一致。對于存放于服務器掛接的磁盤陣列上的科研數(shù)據(jù)，對這部分異構平臺上的科研數(shù)據(jù)，我們利用Netapp特有的OSSV（Open System SnapVault）技術，完成了異構數(shù)據(jù)的近線備份。當主生產存儲發(fā)生數(shù)據(jù)丟失或者硬件故障時，數(shù)據(jù)能快速地從近線備份中恢復，必要時能快速地切換，替代主生產存儲，以保障科研生產業(yè)務的持續(xù)性。

數(shù)據(jù)的近線備份的策略是2小時同步一次數(shù)據(jù)，近線存儲的快照每天2次，并且保留最近2周的快照，每周一次的備份保留最近的14份。

3.4 科研數(shù)據(jù)的容災備份

綜合考慮到備份的重要程度以及硬件的投資成本，容災備份的存儲我們選擇了DELL存儲，異地容災地點選為北京。

容災備份的數(shù)據(jù)主要包括三部分：一是近線存儲上的數(shù)據(jù)；二是24份為期2年的增量備份（每月一次增量備份）；三是歷史數(shù)據(jù)，主要是離線的綜合解釋工區(qū)和歸檔的成果數(shù)據(jù)。我們通過測算，容災備份的數(shù)據(jù)總量約是近線備份數(shù)據(jù)總量的1.5倍，考慮到數(shù)據(jù)量較大，異地容災存儲采用去重或壓縮格式來保存數(shù)據(jù)。

我們根據(jù)應用需求，制定了詳細策略，利用DELL zNAS的Auto-Tier復制功能將一級近線備份系統(tǒng)NetApp的數(shù)據(jù)同步到本地DELL zNAS的二級備份系統(tǒng)中，然后再利用DELL的遠程CDP功能將本地二級備份的CDP持續(xù)數(shù)據(jù)保護點異步復制到異地災備系統(tǒng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地、異地兩個級別的CDP持續(xù)數(shù)據(jù)保護，從而完善本地數(shù)據(jù)生產存儲->一級近線備份->二級備份->異地備份的全面保護。在生產系統(tǒng)與一級備份的數(shù)據(jù)不可用時，可以通過二級備份和容災備份本地的CDP持續(xù)保護點將科研數(shù)據(jù)恢復到需要的歷史時間點。

二級備份的策略是每天與近線存儲同步一次數(shù)據(jù)，存儲zNAS的快照每天備份一次并且保留最近一周的天備份，每周一次的備份保留28份，每月一次的備份保留24份。異地容災備份每天與二級備份系統(tǒng)同步一次，日CDP保護點每天7份且保留一周，周CDP保護點每周5份且保留5周，月CDP保護點每月24份且保留2年。我們容災備份的容災級別接近數(shù)據(jù)容災4級，即數(shù)據(jù)丟失容忍度（RPO）為1小時至2天，恢復時間目標（RTO）為1小時至2天。

4 結束語

我們通過制定各級的備份策略，使得我們的科研系統(tǒng)實現(xiàn)了從本地生產存儲->一級近線備份->二級備份->異地備份的全面保護。在硬件發(fā)生故障或用戶操作不當導致軟件系統(tǒng)遭到破壞或者科研數(shù)據(jù)遭到破壞的情況下，我們的各層備份機制都會即時工作，將科研軟件系統(tǒng)和科研數(shù)據(jù)在最短的時間內恢復到正常的工作狀態(tài)，以保障科研生產業(yè)務的連續(xù)進行。

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作者簡介：王梅英，女，碩士，工程師，畢業(yè)于中國石油大學（華東），從事系統(tǒng)管理工作；張樂波，男，學士學位，工程師，畢業(yè)于山東理工大學，從事安全工作。

作者單位：中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200030；上?？迫势髽I(yè)管理咨詢有限公司，上海 200436