分布異構環境下的數據集中備份系統建設

摘要：對分布異構環境下的數據集中備份系統建設進行了詳細調研和規劃，對各個重要環節的進行了詳細分析，根據自身需求特點組織實施了異構環境下的備份系統，取得了一定的效果。對其中設施及相關知識點進行了一定的深入了解。

關鍵詞：異構環境 集中備份 VTL D2D2T

1 建設目標及選型

1.1 現狀

無錫廣電現有三套系統數據需要備份，其中辦公自動化系統采用的是Lotus Domino數據庫；財務采用的是SQL Server數據庫；電視廣告管理系統采用的是Oracle數據庫。雖已采用一定的備份手段，但備份數據分散各個不同服務器上，備份的成功與失敗難以得到統一的監看和管理，備份時間較長，恢復難度較大。

1.2 建設目標

對備份系統的需求必須滿足能兼容Lotus、SQL Server、Oracle三種數據庫模式，在不影響應用系統的正常使用的情況下進行高速備份，并能在意外情況發生下能快速恢復到指定時間點的數據。具體需求如下：

①備份系統能支持各種類型的數據庫備份。②實現各套應用系統數據的全自動備份，能根據制定的策略自動進行備份而不需要人為干預。③在不影響應用系統的正常運行下進行高速備份。④對介質的有效管理，對數據形成分門別類的介質存儲，自動校驗介質，確保介質上的數據安全無誤，能方便擴充介質的容量。⑤實現數據的集中管理。⑥實現數據的自動恢復，通過管理控制臺能很方便地指定所需恢復的某次備份并能確保正確恢復。

1.3 系統選型

傳統的備份系統采用的是物理磁帶庫，但是磁帶具有諸多的問題－速度慢、可靠度低，但是，磁帶可以離線保存，所以還是需要保留。隨著硬盤容量的增大，成本的不斷降低由于硬盤的存取速度快，加上在RAID保護之下，可靠度也相當高，所以在一定程度上利用硬盤取代磁帶成為必然的趨勢，各廠商紛紛推出各種基于磁盤的備份解決方案，虛擬磁帶庫（Virtual Tape Library，簡稱VTL）是其中之一。

虛擬磁帶的技術原理并不復雜，實質就是運用儲存虛擬軟件，將備份服務器連接至磁盤空間的SCSI訊號，仿真成磁帶機的表述格式，“欺騙”操作系統和備份軟件，誤以為連接到的是一部實體的磁帶裝置。虛擬磁帶庫能兼容各種存儲、備份管理軟件，采用傳統備份策略。

在多方的比較之下，決定采用D2D2T（磁盤到磁盤到磁帶）技術，磁盤虛擬磁帶庫和物理磁帶庫相結合的備份方式。把快速的在線磁盤備份方式與慢速的磁帶備份方式結合起來，可以利用現有的存儲區域網絡（SAN），結合LAN-Free備份方式，可以將數據首先快速備份到磁盤備份設備上，再通過SCSI線將備份磁盤上的數據遷移到離線的真實磁帶庫上，實現數據的快速備份，減小了對業務系統的影響；同時實現了多個備份作業副本。虛擬帶庫不僅可作為寫入磁帶庫之前的緩沖備份，同時也可以將其中的數據快速的進行恢復。虛擬磁帶庫和物理磁帶庫特性比較各有所長，互相補充。把數據先快速的備份到硬盤虛擬磁帶庫中，在其他指定時間再將數據自動備份/遷移到真正的磁帶庫磁帶上，這樣可大幅度縮短備份/恢復時間，同時減少高峰期對網絡資源的占用。

2 建設及實施

結合磁盤、磁帶的優點，充分考慮了系統的現狀，遵循經濟性和實用性相結合的原則，我們利用BakBone公司的NetVault備份軟件，對現有應用系統數據建立一個集中管理的、自動化的、高速有效的備份系統，實現LAN－Free和D2D2T高效備份。

2.1 系統架構

利用原有的存儲局域網的資源，將虛擬帶庫技術直接用作備份介質，提高了備份任務執行的效率，可以利用虛擬帶庫定制多驅動器的特點，讓盡可能多的任務同時執行。利用NetVault的Smart Client技術實現LAN-Free高效備份，SAN上的數據都可以通過SAN的架構，共享使用磁帶庫中的磁帶機并且將數據直接備份到光纖通道所連接的磁帶設備上，也實現了真正的LAN-free的備份模式，備份數據流不占用生產LAN的帶寬，由于SAN的高速，在同樣的備份窗口完成更多的備份任務。

2.2 軟件系統特點

首先基于先進的層次化集中管理結構，適應跨平臺的復雜IT環境，實現統一備份，集中管理。其次，利用虛擬帶庫的高讀寫性能在備份窗口時間備份工作，在非備份窗口時間將全備份轉移到磁帶庫的磁帶介質中，實現重要備份檔案的歸檔儲存；標準的CPIO備份格式，易于數據分發，交換；第三、支持SAN環境下和LAN環境下的備份；實現數據庫的在線備份和恢復，無需編寫Microsoft SQL Server腳本，全部圖形界面管理。

2.3 硬件系統

光纖存儲設備：虛擬帶庫作為統一數據備份中心，選用了DELL|EMC的CX3-10光纖陣列柜作為備份中心，該陣列良好的性能和容錯能力對數據安全提供了強有力的保證。

2.4 備份策略 根據所規劃的備份資源，將開放系統備份的策略以及實測的一些數據統計闡述如下，如表1示。

2.5 功能及特色

首先，是利用原先SAN網絡，設備投入小， 應用服務器不需做任何改動。光纖的SAN存儲區域網絡，不占用應用的帶寬，同時保證備份服務器到備份設備數據的高速傳輸，也很大程度地提高了備份設備的擴展性。其次，在恢復時，利用虛擬帶庫中的最新備份數據進行恢復，有加載磁帶快，尋找備份數據快的優勢。第三、在跨平臺的集中備份中，支持UNIX/Windows/Linux等各種操作系統和DB2/MS SQL/Oracle/Sybase/MySQL/Lotus Domino等各種數據庫平臺，統一管理數據的備份和恢復。對SQL和Oracle數據庫進行在線備份/恢復。針對SQL和Oracle數據庫恢復可直接采用NetVault恢復界面直接恢復。第四，利用磁盤陣列上建立的虛擬帶庫，備份最新的全備和平時的增量，提高備份窗口時間的備份性能。配置磁帶庫作為集中備份的設備，實現在非備份窗口歸檔老的備份，和虛擬帶庫配合實現D2D2T備份。最后、所有備份客戶端不需要分別考慮備份硬件設備，只需通過增加Smart Client License，連接集中備份設備所在的SAN環境既可實現LAN-Free高速備份。實現所有備份數據走SAN，大大減輕備份對網絡造成的影響。

3 實施效果

通過兩年的實際使用和演練，該備份系統符合設計需求。

3.1 實現了高速備份與恢復，以前擔心備份窗口的問題得到解決，虛擬磁帶庫將備份的速度提高30%-60%，數據恢復速度比磁帶快90%。

3.2 可靠性提高，磁盤陣列不會發生磁帶庫和磁帶機的機械故障，也沒有磁帶失效的問題，備份的成功率明顯提升。

4 展望

目前所有備份設備均在應用系統本地，未實現異地容災。隨著無錫廣電傳媒中心建設，將采用異地備份的方式，即把備份存儲介質和應用數據庫存儲介質分別存放在兩地，提高數據的高可用性。