■ 宋凱 李美玲 張毅 王海臻 高彥彥

1 數(shù)據(jù)備份與容災的重要性

計算機網(wǎng)絡技術在信息獲取、儲存、管理、分配與傳遞中發(fā)揮了很重要的作用，實現(xiàn)效率提高的同時，網(wǎng)絡災難事故也頻繁發(fā)生，給人們的生產(chǎn)生活帶來較大的損失[1]。通過對以往的網(wǎng)絡災難事故進行深入研究發(fā)現(xiàn)，計算機基礎設施故障、信息系統(tǒng)故障等因素均可導致網(wǎng)絡數(shù)據(jù)丟失風險發(fā)生。計算機基礎設施是一個信息系統(tǒng)的基石，因為產(chǎn)品質(zhì)量不佳或使用不當?shù)葐栴}，可以破壞計算機基礎設施，導致網(wǎng)絡通信中斷、數(shù)據(jù)庫錯誤等現(xiàn)象出現(xiàn)。當信息系統(tǒng)因自身設計問題、人員違規(guī)操作以及穩(wěn)定性可靠性差等因素，信息系統(tǒng)很可能癱瘓，無法使用。在網(wǎng)絡技術具體應用過程中，如遭受黑客的病毒攻擊、拒絕服務攻擊、移植木馬程序和其他惡意軟件，均可導致網(wǎng)絡災難事故發(fā)生。在信息系統(tǒng)正常工作的過程中，由于每日都會生成海量的歷史數(shù)據(jù)，為保證其穩(wěn)定性，通常都會采用數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份、還原以及容災，即便設備出現(xiàn)了異常也可以在較短時間內(nèi)迅速恢復正常，從而保障了系統(tǒng)服務的順利進行。

2 數(shù)據(jù)容災備份技術架構

2.1 數(shù)據(jù)容災備份系統(tǒng)組成及功能

數(shù)據(jù)容災備份系統(tǒng)主要由備份系統(tǒng)、容災系統(tǒng)以及存儲系統(tǒng)所構成，其中備份系統(tǒng)主要用來對存儲系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)保護和備份；而容災系統(tǒng)主要用來對存儲系統(tǒng)進行“異地”信息的維護和備份，為將來業(yè)務系統(tǒng)的成功恢復創(chuàng)造了條件。存儲系統(tǒng)通常用來為上層各類應用系統(tǒng)提供實時信息訪問和存儲業(yè)務。數(shù)據(jù)容災備份體系的三個部分相互協(xié)同、共同支撐，存儲系統(tǒng)分別為備份系統(tǒng)和容災系統(tǒng)儲備大量的數(shù)據(jù)源業(yè)務，備份系統(tǒng)、容災系統(tǒng)與存儲系統(tǒng)之間通過“FC SAN”數(shù)據(jù)傳輸通道，利用異步復制、備份策略技術使數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)同步[2]。

2.2 各系統(tǒng)模塊之間的相互協(xié)作

數(shù)據(jù)容災備份系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)恢復、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)容災等多重保障機制。各系統(tǒng)模塊間通過雙活架構進行相互配合，數(shù)據(jù)庫與上層應用之間將重要數(shù)據(jù)存放于不同的存儲器上，以實現(xiàn)“雙重數(shù)據(jù)保護”的目的。通過備份系統(tǒng)軟件結合業(yè)務與安全保障系統(tǒng)的需求，可以借助備份系統(tǒng)軟件，按照既定備份規(guī)劃與策略，將原存儲系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)定期備份至備用存儲器上，也可以將備用數(shù)據(jù)利用技術手段，直接恢復到原來的存儲系統(tǒng)中，達到數(shù)據(jù)庫表級或文件級的操作[3]。容災系統(tǒng)通過使用存儲設備中的“異步復制”技術，將卷復制策略配置在預定義中，將存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)定期拷貝備份至容災存儲設備上，還可以從原來的存儲系統(tǒng)中進行恢復備份數(shù)據(jù)操作，從而實現(xiàn)了卷級的數(shù)據(jù)操作。

3 數(shù)據(jù)容災備份系統(tǒng)核心技術

3.1 快照技術

快照技術是指利用專門的軟件對需要備份的存儲磁盤子系統(tǒng)上的信息實施高速掃描，從而形成了一個需要備份信息數(shù)據(jù)的快照cache 和快照邏輯單元號LUN。利用高速掃描這段時間，可以將在備份文件中馬上將要改變的數(shù)據(jù)塊同時高速復制到快照cache 中去。而快照LUN 本質(zhì)上就是一種指針組合，用來指向在整個備份期間磁盤子系統(tǒng)以及在快照cache 中固定的數(shù)據(jù)塊[4]。在系統(tǒng)常規(guī)工作的時候，還通過快照LUN 完成了對原有數(shù)據(jù)的一次全面?zhèn)浞?。它可以做到用戶在系統(tǒng)一般服務不受影響的情況下，即時讀取系統(tǒng)當前在線的所有服務數(shù)據(jù)。其“備份窗口” 基本為零，可以大大提高系統(tǒng)服務的持續(xù)性，為完成系統(tǒng)全時工作提供了技術保障。

3.2 遠程鏡像技術

遠程鏡像技術主要應用于主、備數(shù)據(jù)中心之間的信息備份。鏡像指在眾多硬盤和磁盤子系統(tǒng)上，生成了完全相同的某個信息的鏡象視圖數(shù)據(jù)儲存過程，分為主鏡像系統(tǒng)和從鏡像系統(tǒng)。根據(jù)主、從鏡象的存儲系統(tǒng)所在地點不同，又可以分成遠程鏡像和本地鏡像兩種[3]。遠程數(shù)據(jù)復制工作一般以后臺同步方式完成，因此對本地系統(tǒng)性能的影響相對較小，最大數(shù)據(jù)傳輸距離可以達到一千千米以上，同時對網(wǎng)絡帶寬需求不高。遠程鏡像技術可以和快照技術有效融合進行遠程備份，即利用鏡像將信息備份至遠程存儲系統(tǒng)中，然后利用快照技術將遠程存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)資料備份到遠程存儲單元中[5]。

3.3 互聯(lián)技術

以往的主用和備用數(shù)據(jù)中心間的信息備份，大多是使用SAN 實現(xiàn)遠程復制(鏡像)，即使用光纖信道FC，將兩個SAN 相連，再進行遠程鏡像(復制)。在事故出現(xiàn)后，由備用數(shù)據(jù)中心升級為主數(shù)據(jù)中心，從而確保信息系統(tǒng)運行的可靠性。但是這種遠程容災備份方法具有一定的缺陷，比如信息系統(tǒng)設備互通性較差、實施成本費用高、傳輸距離不長等，這些問題限制了其使用與普及。當前，發(fā)明了一種新型基于IP 的SAN的遠程數(shù)據(jù)容災備份方法。即使用一個IP 的SAN 的互連協(xié)議(主要有FCIP、Infiniband、iFCP、iSCSI等協(xié)議)，使用目前的TCP/IP 網(wǎng)絡系統(tǒng)把主數(shù)據(jù)中心SAN 上的所有數(shù)據(jù)，遠程拷貝到備份數(shù)據(jù)中心SAN 中[6]。當備用數(shù)據(jù)中心內(nèi)部存放的數(shù)據(jù)源數(shù)量過大時，可以通過快照功能直接將數(shù)據(jù)備份到存儲單元中去。采用IP 的SAN 的遠程容災備份技術能夠橫跨局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，具備了成本小、可延伸性強等特性。

4 容災備份技術應用實例

某單位嘗試使用Symantec NetBackup 8.1 備份管理軟件對數(shù)據(jù)實施備份保護，將數(shù)據(jù)利用光纜或者網(wǎng)線備份到物理帶庫或者虛擬帶庫。由于該單位規(guī)模迅速發(fā)展壯大，其軟件和硬件設備早已無法適應當前數(shù)據(jù)備份要求，所以該單位便決定選擇引進一款新型先進的備份裝置，并采取了新型備份技術架構以提高集中備份系統(tǒng)的工作效能[6]。首先，單位需要確定設備需求。該公司所需要購買的軟件與硬件，依次是一套Symantec NetBackup 8.1備份軟件和兩臺Symantec NetBackup Appliance 備份一體機；其次，單位需要備份原始數(shù)據(jù)。為防止原始數(shù)據(jù)損壞，單位要對原有系統(tǒng)實行更新擴展改造，隨后采取建立全新的備份技術框架、建立三層架構邏輯關系、調(diào)通介質(zhì)和備份主服務器、調(diào)通備份介質(zhì)、建立SAN Client 備份通道、重新劃分備份池等多項舉措，保證了原始數(shù)據(jù)備份工作得以安全順利的實現(xiàn)；最后，單位進行檢查驗收。單位還需要先對備份服務器的操作系統(tǒng)、光纖交換機和網(wǎng)絡交換機接口等設備完成統(tǒng)籌規(guī)劃，更新備份軟件的版本并配置調(diào)試客戶端。之后再根據(jù)網(wǎng)絡的架構設計，采用集群部署的方式，或者通過虛擬化等其他方式對系統(tǒng)數(shù)據(jù)實施備份。

5 結語

在互聯(lián)網(wǎng)信息技術廣泛應用的今天，數(shù)據(jù)存儲安全也日益引起了人們的高度重視。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)容災與備份技術已成為保證數(shù)據(jù)存儲安全的核心技術之一，具有較高的應用價值和廣泛的應用前景。因此，構建完善的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)容災備份系統(tǒng)將是一個長遠而有意義的課題。