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        數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)建設(shè)管理

        2018-11-02 03:18:22
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)庫設(shè)備系統(tǒng)

        周 漪

        (安徽省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會, 安徽 合肥 230001)

        隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的日益普及,建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的最根本目的就是更方便地傳遞信息。如果不能保障信息的安全,那么對網(wǎng)絡(luò)的大量投資也將失去原來的意義。數(shù)據(jù)作為信息應(yīng)用的核心,其重要性不言而喻。因此,人們在建立網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)時(shí),會對重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,其備份是指為了防止由于操作失誤、系統(tǒng)故障等人為因素或意外原因?qū)е聰?shù)據(jù)丟失,而將整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或者一部份關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過一定的方法從主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲設(shè)備中復(fù)制到其它存儲設(shè)備的過程。

        一、備份系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        備份軟件和備份設(shè)備是組成備份系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

        備份軟件具備三種主要功能:

        1.允許用戶創(chuàng)建用以備份數(shù)據(jù)的備份策略

        2.保存?zhèn)浞菽夸洸⒋鎯?shù)據(jù),在需要時(shí)進(jìn)行檢索

        3.檢索已存儲的數(shù)據(jù),同時(shí)提供強(qiáng)大的恢復(fù)工具

        備份設(shè)備則是數(shù)據(jù)存儲的實(shí)體,常見的備份設(shè)備有磁盤陣列,虛擬磁帶庫(VTL),物理磁帶庫等。為了減輕管理人員的工作負(fù)擔(dān),建議使用虛擬磁帶庫(VTL)作為備份設(shè)備。

        (一)備份方式選擇

        常見的備份方式有LAN備份和LAN-Free備份兩種,備份方式與存儲設(shè)備、存儲結(jié)構(gòu)以及軟件功能配置有關(guān),備份方式是針對某個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)而言,隱含著該應(yīng)用備份數(shù)據(jù)流向。實(shí)際上就是根據(jù)期望的數(shù)據(jù)流向來決定備份方式的。

        下面詳細(xì)描述兩種備份方式區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。

        1.LAN-Free備份

        LAN-Free備份需要具備下列兩個(gè)條件:

        硬件方面,需要生產(chǎn)服務(wù)器能夠直接訪問備份設(shè)備,一般可以是通過SCSI直接連接,大多數(shù)情況下是通過SAN連接的。

        軟件方面,生產(chǎn)服務(wù)器需要配置成介質(zhì)管理服務(wù)器,同時(shí)該服務(wù)器自己也是備份客戶端(據(jù)情況配置數(shù)據(jù)庫備份代理)。如果需要和其他服務(wù)器共享備份設(shè)備,需配置相應(yīng)的License。

        LAN-FREE備份方式數(shù)據(jù)流向如下圖1所示。

        圖1 LAN-Free備份流向示意圖

        由生產(chǎn)主機(jī)直接將數(shù)據(jù)寫入到備份設(shè)備上,備份數(shù)據(jù)流直接從主機(jī)的HBA經(jīng)過SAN寫入到磁帶庫中,備份過程中只有少量的控制信息通過LAN傳輸,去除了備份作業(yè)對LAN上業(yè)務(wù)的影響。

        LAN-Free備份的特點(diǎn):

        (1)總體投資成本相對高(包括HBA卡、光纖交換機(jī)、光纖線等硬件和備份軟件費(fèi)用)

        (2)備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)流不占用LAN帶寬資源(LAN-Free)

        (3)備份/恢復(fù)性能高,時(shí)間短,對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響較小

        2.LAN備份

        LAN備份需要具備下列條件:

        生產(chǎn)服務(wù)器需要配置成備份客戶端,據(jù)情況配置數(shù)據(jù)庫備份代理。

        LAN備份方式數(shù)據(jù)流向如下圖2所示。

        圖2 LAN備份數(shù)據(jù)流向示意圖

        由生產(chǎn)主機(jī)將數(shù)據(jù)通過LAN發(fā)送到備份服務(wù)器,再有備份服務(wù)器寫入到備份設(shè)備上,備份數(shù)據(jù)流完全通過LAN傳輸,備份時(shí)需要占用一定的LAN帶寬。

        LAN備份的特點(diǎn):

        (1)總體投資成本相對低(包括硬件和軟件)。

        (2)備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)流需占用LAN帶寬資源。

        (3)備份/恢復(fù)性能受LAN帶寬限制。

        如果業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量較少,而數(shù)據(jù)備份作業(yè)一般設(shè)置在晚間業(yè)務(wù)較為空閑時(shí)間進(jìn)行,對網(wǎng)絡(luò)帶寬和業(yè)務(wù)影響較小,為了在滿足業(yè)務(wù)備份需求的同時(shí)降低總體擁有成本,建議采用Lan備份方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)備份。

        3.備份軟件

        一般UNIX和Windows操作系統(tǒng)并存,同時(shí)既有Oracle數(shù)據(jù)庫又有SQL數(shù)據(jù)庫,在選擇備份軟件選型時(shí)備份軟件應(yīng)廣泛的支持各種操作系統(tǒng)和主流數(shù)據(jù),并具備操作系統(tǒng)備份功能。根據(jù)目前市場應(yīng)用情況,推薦采用Symantec Netbackup備份軟件。

        Symantec是能夠提供端對端、多平臺混合計(jì)算的企業(yè)級存儲備份和數(shù)據(jù)高可用解決方案的軟件公司,同時(shí)支持持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)(CDP)和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除(Deduplication)等高級數(shù)據(jù)保護(hù)功能的備份軟件。NBU 支持 Oracle、DB2、SQL Server、Exchange、Lotus Domino等多種數(shù)據(jù)庫和群件在線備份。NBU具有出色的備份性能,支持最多32路的并行備份。還支持先進(jìn)的D2D2T的備份,完全基于策略自動實(shí)現(xiàn),其中標(biāo)準(zhǔn)的D2D功能為免費(fèi)。NBU具備強(qiáng)大的介質(zhì)管理功能,可基于磁帶庫之間或磁帶庫與虛擬磁帶庫之間靈活進(jìn)行備份數(shù)據(jù)的本地或遠(yuǎn)程復(fù)制。其PureDisk模塊非常適合遠(yuǎn)程站點(diǎn)在帶寬有限的情況下集中備份到數(shù)據(jù)中心。另外,其免費(fèi)提供操作系統(tǒng)裸機(jī)備份功能模塊BMR,可以提供多個(gè)層次的多種保護(hù)。

        4.虛擬磁帶庫

        (1)虛擬磁帶庫基本原理

        虛擬磁帶庫(VTL,英文全稱為Virtual Tape Library)。當(dāng)前主流VTL都是一套部署有專用內(nèi)置軟件的備份設(shè)備,通過內(nèi)置的軟件,虛擬磁帶庫可以將自帶的磁盤空間模擬成磁帶庫和磁帶空間,通過FC SAN或者iSCSI方式連接到備份網(wǎng)絡(luò)上。備份服務(wù)器可以像使用傳統(tǒng)磁帶庫一樣,完全透明地使用這臺虛擬磁帶庫。

        (2)虛擬磁帶庫的優(yōu)勢

        表1是幾種常見類型備份設(shè)備之間的比較。

        表1 常見備份設(shè)備比較

        由于磁盤陣列不能像驅(qū)動器那樣可以跨平臺共享,如切蛋糕一樣分配給相應(yīng)服務(wù)器后,常出現(xiàn)空間閑置與不足的矛盾現(xiàn)象,調(diào)整又十分費(fèi)勁。因此,在備份時(shí)使用虛擬磁帶庫和物理磁帶庫等備份設(shè)備更為常見。

        通過以上分析,推薦采用虛擬磁帶庫作為備份設(shè)備,以滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)備份時(shí)對備份性能,備份時(shí)間窗口,快速恢復(fù)等技術(shù)指標(biāo)的要求。

        (3)THE-VTL 虛擬磁帶庫

        根據(jù)信息系統(tǒng)中采用的各種產(chǎn)品和技術(shù),建議推薦采用簡便易用,功能強(qiáng)大,性價(jià)比極高的天華THE-VTL虛擬磁帶庫。配置10TB,虛擬多個(gè)LTO4驅(qū)動器。

        (二)數(shù)據(jù)備份原理

        1.Oracle數(shù)據(jù)庫備份原理

        圖3 NetBackup for Oracle主要組件

        圖3顯示了NetBackup for Oracle配置中的主要組件。運(yùn)行Oracle數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器必須是NetBackup客戶機(jī),并且必須安裝了NetBackup for Oracle。

        NetBackup for Oracle代理包括一個(gè)可使RMAN使用NetBackup的功能庫(libobk)。

        NetBackup用戶或自動日程表通過在Oracle策略的文件列表中指定模板或Shell腳本來啟動數(shù)據(jù)庫備份。模板或Shell腳本指定RMAN要在客戶機(jī)上執(zhí)行的備份命令。

        2.Ms SQL數(shù)據(jù)庫備份原理

        (1)利用客戶端上Netbakcup For SQL agent生成備份腳本。

        (2)在備份策略中配置腳本,該腳本在開始備份之前自動執(zhí)行。

        (3)備份系統(tǒng)基于策略執(zhí)行數(shù)據(jù)備份。

        3.操作系統(tǒng)備份原理

        對于系統(tǒng)中可能存在的 IBM AIX、Linux和Windows等不同操作系統(tǒng)環(huán)境,我們通過VERITAS Bare Metal Restore(裸機(jī)恢復(fù))功能,來簡化服務(wù)器的恢復(fù)過程,以完成系統(tǒng)的快速災(zāi)難恢復(fù)。這樣,當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完全丟失時(shí),系統(tǒng)管理員可以僅僅通過一個(gè)啟動命令就可以進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整恢復(fù),不必進(jìn)行通過光盤進(jìn)行操作系統(tǒng)重新安裝,硬盤重新分區(qū),IP地址重新設(shè)置,以及備份軟件重新安裝等復(fù)雜的步驟。BMR的工作簡要流程如圖4所示。

        圖4 BMP工作流程

        BMR服務(wù)器(Main Server)在客戶機(jī)日常備份的過程中分析客戶機(jī)的環(huán)境并生成恢復(fù)策略。

        (1)BMR服務(wù)器分配啟動服務(wù)器(Boot Server)和文件服務(wù)器(File Server)。

        (2)當(dāng)客戶機(jī)數(shù)據(jù)丟失時(shí),系統(tǒng)管理員通過網(wǎng)絡(luò)啟動命令啟動客戶機(jī)。

        (3)BMR服務(wù)器驅(qū)動啟動服務(wù)器和文件服務(wù)器,使客戶機(jī)自動獲得啟動鏡像和恢復(fù)計(jì)劃。

        (4)客戶機(jī)進(jìn)一步劃分硬盤分區(qū)并恢復(fù)所有數(shù)據(jù)。

        二、系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)

        (一)備份策略的制定

        制定備份策略的主要考慮因素包括:

        (1)用戶數(shù)據(jù)重要程度排序。

        (2)用戶數(shù)據(jù)量大小。

        (3)用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)特點(diǎn)(比如變化頻繁程度、是否有周期性特點(diǎn)等)。

        (4)可用的資源情況(備份窗口、網(wǎng)絡(luò)帶寬、備份設(shè)備等)。

        綜合考慮各個(gè)因素,根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況和需求,可以制定備份策略如表2所示。

        表2 備份策略

        (二)系統(tǒng)的日常管理

        一個(gè)好的備份系統(tǒng),除了配備有好的軟硬件之外,更需要有良好日常管理制度。將管理員日常必須完成的例行檢查制度化。系統(tǒng)日常管理包括但不限于下列各方面:

        1.記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

        (1)每天都應(yīng)該檢查和記錄設(shè)備硬件是否正常工作,空間使用情況。

        (2)記錄備份作業(yè)完成情況

        (3)每天都應(yīng)該檢查和記錄備份作業(yè)完成的情況,如果備份作業(yè)沒有成功,就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn),從而采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施;一定時(shí)期內(nèi)備份作業(yè)完成時(shí)間、備份數(shù)據(jù)量、資源使用情況的統(tǒng)計(jì)也是備份策略優(yōu)化的依據(jù)。

        2.備份策略創(chuàng)建和調(diào)整

        每增加新的應(yīng)用就需要添加新的備份策略;隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量的增長可能會導(dǎo)致原有備份策略之間的資源競爭(比如驅(qū)動器),因此可能調(diào)整某些備份策略。

        3.故障排除和記錄

        故障發(fā)生后,一定要查找故障發(fā)生的原因,并且及時(shí)排除。將故障現(xiàn)象、原因以及排除方法記錄在案,可供今后系統(tǒng)運(yùn)維參考。

        (三)恢復(fù)測試和演練

        實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。為了檢驗(yàn)備份系統(tǒng)的有效性,必須通過恢復(fù)—〉演練過程才能加以驗(yàn)證。

        備份系統(tǒng)的驗(yàn)證同樣應(yīng)該制度化,包括但不限于以下內(nèi)容:

        1.定期進(jìn)行備份恢復(fù)測試

        定期數(shù)據(jù)恢復(fù)測試可以不斷地檢驗(yàn)備份系統(tǒng)的實(shí)效性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題,還可以提高管理人員進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)恢復(fù)的熟練程度。建議每季度進(jìn)行一次恢復(fù)測試。

        2.定期進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)演練

        定期SQL/Oracle數(shù)據(jù)庫恢復(fù)演練可以不斷地檢驗(yàn)備份系統(tǒng)的實(shí)效性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題,還可以提高管理人員進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)恢復(fù)的熟練程度。建議至少每半年進(jìn)行一次恢復(fù)演練。

        3.編制數(shù)據(jù)恢復(fù)和驗(yàn)證流程

        針對每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)編寫各自的恢復(fù)和驗(yàn)證流程,這些經(jīng)過實(shí)踐反復(fù)檢驗(yàn)的流程可以作為應(yīng)用系統(tǒng)恢復(fù)的“教科書”,避免在緊急情況下出現(xiàn)慌亂、不知所措的被動局面。

        三、結(jié)論

        存儲備份系統(tǒng)運(yùn)行情況良好,為信息中心重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份提供了保障。同時(shí)通過各種網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行檢查和預(yù)警,使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在安全、高效的狀況下運(yùn)行,為企業(yè)業(yè)務(wù)工作提供了良好的信息技術(shù)支撐。

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