用IP-SAN技術(shù)構(gòu)建集中存儲(chǔ)備份系統(tǒng)

[摘 要] 隨著企業(yè)信息化建設(shè)深入發(fā)展，企業(yè)對于數(shù)據(jù)、信息的依賴也越來越大，企業(yè)的存儲(chǔ)管理也面臨新的挑戰(zhàn)。本文詳細(xì)介紹了采用IP-SAN技術(shù)基于高速以太網(wǎng)SAN架構(gòu)，通過iSCSI協(xié)議來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的高速傳輸，高效地確保調(diào)度數(shù)據(jù)的安全性和可用性，以支持企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)持續(xù)正常運(yùn)行。

[關(guān)鍵詞] IP-SAN; 存儲(chǔ); 備份; 架構(gòu)

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2010 . 18 . 029

[中圖分類號]F270.7;TP309.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673 - 0194(2010)18- 0068- 02

近年來，各大公司、企業(yè)、院校內(nèi)部的應(yīng)用系統(tǒng)越來越多，涉及的方面也越來越廣。當(dāng)一個(gè)企業(yè)單位，它的計(jì)算機(jī)應(yīng)用(包括電子郵件、會(huì)計(jì)賬務(wù)、人事管理、庫存管理、CAD/CAM，CRM、ERP、SCM等應(yīng)用)數(shù)目大于6個(gè)時(shí)，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行人員會(huì)因計(jì)算機(jī)處理硬軟件種類、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)施繁多而窮于應(yīng)付，無法有效發(fā)揮數(shù)據(jù)處理資源對企業(yè)單位主流業(yè)務(wù)的支持。為了簡化對資源的管理，提高各應(yīng)用系統(tǒng)的安全性、可靠性，就需要為各應(yīng)用系統(tǒng)配置相應(yīng)的存儲(chǔ)備份系統(tǒng)。

一、SAN概述

SAN(Storage Area Network，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))，是一種將存儲(chǔ)設(shè)備、連接設(shè)備和接口集成在一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)。

IP-SAN是應(yīng)用iSCSI技術(shù)的SAN網(wǎng)絡(luò)，傳輸介質(zhì)為IP網(wǎng)。IP-SAN是基于TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)構(gòu)建的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，可將SCSI指令通過TCP通信協(xié)議傳送到遠(yuǎn)方，以達(dá)到控制遠(yuǎn)程存儲(chǔ)設(shè)備的目的。由于傳送的封包內(nèi)含有傳輸目標(biāo)的IP位置，因此，IP-SAN是一種效率較高的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式。iSCSI的最大好處是能提供快速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，雖然目前其性能和帶寬跟光纖網(wǎng)絡(luò)還有一些差距，但能節(jié)省企業(yè)約30%~40%的成本。iSCSI技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和成本優(yōu)勢的主要體現(xiàn)包括以下幾個(gè)方面:

硬件成本低。構(gòu)建iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，除了存儲(chǔ)設(shè)備外，交換機(jī)、線纜、接口卡都是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)配件，價(jià)格相對來說比較低廉。同時(shí)，iSCSI還可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上直接安裝，并不需要更改企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)體系，這樣可以最大程度地節(jié)約投入。

操作簡單，維護(hù)方便。對iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的管理，實(shí)際上就是對以太網(wǎng)設(shè)備的管理，只需花費(fèi)少量的資金去培訓(xùn)iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)管理員。當(dāng)iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，問題定位及解決也會(huì)因?yàn)橐蕴W(wǎng)的普及而變得容易。

擴(kuò)充性強(qiáng)。對于已經(jīng)構(gòu)建的iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來說，增加iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器都將變得簡單且無需改變網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。

帶寬和性。iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的訪問帶寬依賴以太網(wǎng)帶寬。隨著千兆以太網(wǎng)的普及和萬兆以太網(wǎng)的應(yīng)用，iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)會(huì)達(dá)到甚至超過FC(Fiber Channel，光纖通道)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的帶寬和性能。

突破距離限制。iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)使用的是以太網(wǎng)，因而在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的空間布局上的限制就會(huì)少了很多，甚至可以跨越地區(qū)和國家。

二、集中存儲(chǔ)備份系統(tǒng)方案

(一) 系統(tǒng)總體架構(gòu)

經(jīng)過對現(xiàn)狀進(jìn)行分析，做出以下存儲(chǔ)備份規(guī)劃:

1. 采用IP-SAN存儲(chǔ)架構(gòu)，IP-SAN與以太網(wǎng)完全兼容，可以大大簡化日常管理需求，為今后科學(xué)的存儲(chǔ)管理打下良好基礎(chǔ)。再新增一臺備份服務(wù)器，對各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化、自動(dòng)化的備份管理。

2. 前端的服務(wù)器通過以太網(wǎng)卡和千兆交換機(jī)與后端的主存儲(chǔ)設(shè)備相連，服務(wù)器的數(shù)據(jù)保留在主存儲(chǔ)設(shè)備上。

3. 主存儲(chǔ)設(shè)備一方面提供NAS文件共享功能，供前端業(yè)務(wù)進(jìn)行文件共享;另一方面提供本地的數(shù)據(jù)保護(hù)，當(dāng)由于人為誤刪除或病毒攻擊造成數(shù)據(jù)丟失時(shí)，能快速有效地恢復(fù)。

(二) 方案詳細(xì)配置

1. 配置一臺IP-SAN設(shè)備作為集中存儲(chǔ)設(shè)備，主存儲(chǔ)需要支持目前業(yè)界領(lǐng)先的SAS接口技術(shù)，支持SAS與SATA磁盤混插，適合關(guān)鍵業(yè)務(wù)的在線存儲(chǔ)。所有需要連接存儲(chǔ)的服務(wù)器，只要安裝千兆網(wǎng)卡，并安裝軟件的iSCSI Initiator就可以，從而不需要購置價(jià)格昂貴的HBA卡。主流系統(tǒng)AIX\\Solaris\\Linux\\Windows都支持這種千兆網(wǎng)卡加軟件的iSCSI Initiator實(shí)現(xiàn)方式。

2. 近線存儲(chǔ)采用H3C的EX1500作為核心存儲(chǔ)設(shè)備。通過COMMVAULT備份軟件，實(shí)現(xiàn)將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)備份到EX1500中。

3. 虛擬磁帶庫:采用磁盤模擬成磁帶庫(或磁帶機(jī))，作為備份存儲(chǔ)介質(zhì)。備份管理服務(wù)器CommServer:負(fù)責(zé)管理整個(gè)備份系統(tǒng)。

4. 介質(zhì)代理服務(wù)器模塊MediaAgent:管理備份介質(zhì)、管理所有的備份數(shù)據(jù)索引。

5. 備份客戶代理iDA:負(fù)責(zé)將生產(chǎn)主機(jī)上的數(shù)據(jù)傳送到介質(zhì)服務(wù)器軟件模塊上。

(三) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明

在各個(gè)計(jì)算機(jī)上安裝下列主要軟件模塊。

1. 備份服務(wù)器模塊:管理災(zāi)備系統(tǒng)的工作、配置;管理所有的自動(dòng)備份和恢復(fù)策略;管理界面的GUI和Web服務(wù)。

2. Media 服務(wù)器模塊:管理所有的備份介質(zhì);實(shí)現(xiàn)集中備份的方式;管理所有的元數(shù)據(jù)索引。

3. 備份客戶代理:負(fù)責(zé)將生產(chǎn)主機(jī)上的數(shù)據(jù)傳送到介質(zhì)服務(wù)器上。

在上述系統(tǒng)架構(gòu)上，主要提供LAN 備份模式，在該模式下，在生產(chǎn)機(jī)內(nèi)只需要安裝iDA模塊。在備份操作時(shí)，iDA模塊把需要備份的數(shù)據(jù)從生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中讀入生產(chǎn)機(jī)，并通過LAN把備份數(shù)據(jù)傳給專用MA服務(wù)器，MA服務(wù)器將把數(shù)據(jù)通過SAN寫到備份設(shè)備上;在恢復(fù)操作時(shí)，MA服務(wù)器將通過SAN網(wǎng)從備份設(shè)備上讀入恢復(fù)數(shù)據(jù)，并通過LAN把數(shù)據(jù)傳給iDA，iDA把數(shù)據(jù)寫入生產(chǎn)系統(tǒng)。在LAN模式下，備份/恢復(fù)操作的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過LAN網(wǎng)轉(zhuǎn)送。

(四) 數(shù)據(jù)備份實(shí)現(xiàn)的典型業(yè)務(wù)功能

1. 數(shù)據(jù)校驗(yàn)(Data Verification):數(shù)據(jù)校驗(yàn)工具可以被設(shè)置為在所有備份、所有全備份后運(yùn)行，或在備份中剛出現(xiàn)或完成某個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)開始運(yùn)行。

2. 數(shù)據(jù)“斷點(diǎn)續(xù)傳”，確保備份/恢復(fù)可靠性:備份、恢復(fù)、輔助拷貝、合成全備份等一切數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮鞫季哂袡z測點(diǎn)，從而能保證操作中斷后的重啟。這一功能對WAN上備份、恢復(fù)十分重要，也確保了備份、恢復(fù)的成功率。從而保證在網(wǎng)絡(luò)帶寬不是很充足的情況下，確保備份/恢復(fù)任務(wù)的順利完成。

3. 帶寬限制管理，確保網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性:提供帶寬限制功能，讓管理員能明確地定義多少有效帶寬能用于復(fù)制。另外，帶寬的分配能按管理員制訂的計(jì)劃來自動(dòng)調(diào)整。例如，在典型的辦公環(huán)境里，可在每個(gè)工作日的晚上和周末選90%的帶寬來復(fù)制，在上班時(shí)選40%的帶寬來復(fù)制。

三、結(jié)束語

從20世紀(jì)末期開始我們的社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息化的時(shí)代。作為信息基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，其價(jià)值被越來越多的企業(yè)所認(rèn)識。數(shù)據(jù)支持著許多企業(yè)每日的交易及決策，數(shù)據(jù)也支持著許多工廠生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的高速傳輸，高效地確保調(diào)度數(shù)據(jù)的安全性和可用性。本文提出采用IP-SAN技術(shù)基于高速以太網(wǎng)SAN架構(gòu)，通過iSCSI協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。

主要參考文獻(xiàn)

[1] 吳廷照，李興國，李秉嚴(yán). 數(shù)字圖書館存儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案[J]. 四川圖書館學(xué)報(bào)，2004(2).

[2] 李強(qiáng). 用于災(zāi)難恢復(fù)的遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)的研究 [D].長沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2004.