城市配電自動化數據存儲容災備份系統的建設

程真何++吳強

摘 要：城市配電自動化系統對數據的依賴性越來越強，而城市配電自動化系統的建設使得原本各縣級公司獨立的配電自動化系統中所有的數據全部集中到地縣一體化統一的平臺上。隨著數據量不斷增加，數據的保護和存儲顯得越來越重要。因此對數據的可用性提出了更為嚴格的要求，同時對數據的自動備份也勢在必行，針對上述情況，本文提出了城市配電自動化數據存儲備份容災系統的部署方案。

關鍵詞：配電 數據 備份 容災 存儲

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0118-02

隨著城市“一流配電網”建設的不斷深入，以及城市配電自動化系統的地縣一體化建設的實施方案的確立，實時信息系統成為支撐城市配電網自動化業務運行的關鍵組成部分，日益增加的系統數據同樣以指數方式的速度快速增長，同時配電網自動化信息的數據存儲方式由分散存儲向集中存儲轉變，數據的安全問題已成為關注的重點。數據安全包括兩個方面內容：一個是邏輯上的安全，比如防止病毒感染、黑客入侵等；另一個就是物理上的安全，比如人為的錯誤或不可抗拒的災難。前者需要系統自身的安全防護，后者需要數據存儲備份/容災的保護。下面針對目前在數據存儲備份/容災方面采用的存儲方式和技術進行介紹。

1 數據存儲容災備份的發展

城市配電自動化系統是一個信息系統，信息系統容災的本質是對數據（數字化的信息）的備份，廣義的容災解決方案是在生產中心現場整體發生癱瘓故障時，至少要保證數據的完整性和一致性，實現數據的可恢復性。

隨著磁盤技術的進步，磁盤性能不斷提高，采用在線的磁盤陣列做備份成為數據容災的首選，以磁盤陣列做數據容災設備可以進一步滿足系統級容災的要求。

數據級容災及系統級容災技術在網絡技術日益成熟的今天已經不能滿足廣大用戶的實時需求。在遠程災備中心實施的遠程數據鏡像技術是基于存儲磁盤陣列的底層數據鏡像，即在本地和遠程的兩個磁盤陣列之間實現數據的實時性、完整性和一致性的鏡像，它實現了主機、網絡與應用間的透明，是目前在信息安全容災備份方案中的首選。

2 數據存儲容災備份的實現方式

數據存儲容災備份就是為數據實時生成一份可用的副本，此副本的使用不需要做數據恢復，可以將副本立即投入使用。遠程容災備份的數據復制目前有如下實現方式。

2.1 基于主機

基于主機的數據復制技術，可以不考慮存儲系統的同構問題，只要保持主機是相同的操作系統即可，而目前也存在支持異構主機之間的數據復制軟件，如自由遁 NAS 的DiskSafe Express就可以支持遠程容災備份服務器之間的數據復制，可以支持跨越廣域網的遠程容災備份實時復制。

2.2 基于存儲系統

利用存儲系統提供數據復制，復制的數據在存儲系統之間傳遞，和主機無關。這種方式的優勢是數據復制不占用主機資源，不足之處是需要災備中心的存儲系統和生產中心的存儲系統有嚴格的兼容性要求，一般需要來自同一個廠家的存儲系統，這樣對用戶災備中心的存儲系統的選型帶來了限制。

2.3 基于光纖交換機

這項技術正在發展中，利用光纖交換機的新功能，或者利用管理軟件控制光纖交換機，對存儲系統進行虛擬化，然后管理軟件對管理的虛擬存儲池進行卷管理、卷復制、卷鏡像等技術，來實現數據的遠程容災備份。比較典型的有Storag-age、Falcon等。

2.4 基于應用的數據復制

這項技術具有一定的局限性，都是針對具體的應用。主要利用數據庫自身提供的復制模塊來完成，比如OracleDataGuard、Sybase Replication 等。

3 數據存儲容災備份的建設思路

數據存儲容災備份是一個持續發展的系統工程，最終目的是要發揮數據的最大效益。而保障系統建設的安全，保護各類信息的安全是貫穿始終的責任，居安思危、未雨綢繆，才能有備無患。

（1）容災系統應具有開放性，不依賴特定硬件系統，支持各種傳輸介質，如能支持TCP/IP網絡則更佳。另外，考慮到容災能力和應用系統性能的影響，容災方案不僅要支持近距離的同步數據容災，還必須能支持遠程的異步數據容災。對于異步數據容災，數據復制不僅僅要求在異地有一份數據拷貝，同時必須保證異地數據的完整性、可用性。此外完善的容災系統還應該包括各種實用的災難恢復手段。

（2）必須對企業自身的各種需求進行分析，對風險和數據的重要性進行評估，確定將要采取的容災級別以及模式。然后決定相關費用的支出、投資回報如何，最終選擇最適合自身需求和發展的廠商和方案，以避免投資的盲目性。容災備份是一項系統工程，需要反復進行需求分析。由于不同的數據在應用中的重要程度不同，而且恢復的緊迫程度也不一樣。因此，針對不同的數據分類，采用的數據復制和容災方式也有所不同，一定要對各個業務系統的數據進行分類，分別制定備份策略。

（3）需投入一定的人力、物力建設維護災備中心。將所有數據備份后，測試備份數據的恢復情況，進行事故假想并定期開展災難演習工作，使得災備中心在災難真正發生之后發揮最大的功效。

4 數據存儲容災備份系統的設計方案

目前廣泛采用基于主機的數據復制技術，建設多個互為備份的容災備份點，為地縣一體化的配電自動化系統提供安全可靠、互為備份的基礎設置。

城市配電自動化系統容災備份系統一般由主數據中心和備份中心組成，主數據中心和備份中心可為異構主機。備份中心與主中心通過光纖網絡相連接。當災難情況發生時，可以立即在備份中心的備份服務器上重新啟動主中心應用系統，依靠實時備份數據恢復主中心業務。當主數據中心系統恢復后，備份中心存儲系統的更新數據可以在應用運行不停機的情況下，一次性將數據重新拷貝回主中心繼續使用。endprint

方案在設計過程中，包含實時容災備份應用系統中的實時、異地、回退、接管等功能，實現了專用業務網內實時容災備份、遠程異地實時備份、備份系統接管功能應用，不僅實現了信息化應用的高可用要求，同時有效解決了傳統雙機所產生的單點故障問題，更規避了由于單點故障所派生出的多機多故障所帶來的巨額應用成本。

系統在備用節點側經擴展后具備獨立運行的能力。備用系統作為一體化配電自動化系統的一個子集，具備系統的主要功能，需配置基本的歷史服務器、SCADA服務器、前置服務器及采集設備，并能通過網絡方式獨立采集全網所有的實時數據。

正常情況下，地區公司主系統通過支撐平臺的復制功能，將模型、圖形、參數、歷史數據及核心文件實時在線的備份至備用系統。在地區公司主系統故障癱瘓的情況下，備用系統將自動快速啟用，備用歷史服務器和SCADA服務器可按預定的模式啟動，從而實現備用系統在短時間內承擔主系統的角色功能。

5 數據存儲容災備份系統建設中應該注意的問題

5.1 內部數據防泄與遠程容災備份數據監控

利用NAS內置賬戶管理模式，給相應的員工設置適當的操作權限（防內部數據泄密），系統管理人員通過調閱NAS內部的數據亦可實現足不出戶便能對地區實時數據“了如指掌”，達到實時監控容災備份數據的目的，對后期制定遠程容災恢復方案提供參考。

5.2 數據容災與災后數據重建

本地服務器輕松實現對遠程災備系統的數據實時同步備份，為數據安全構建了一面堅盾，確保在主系統數據損毀的災難狀況下，也不會造成數據丟失，最大限度的減少數據丟失對調度自動化系統正常運行的影響，同時由于部分品牌的NAS（如自由遁）支持遠程容災備份數據還原，大大方便了數據的快速恢復，從而確保調度自動化數據快速災后重建及相關業務的正常運行。

5.3 以“數據集中”為基礎的災難備份手段

針對災難性的備份系統，數據集中是亟待解決的問題。目前最有效的備份方式是“數據集中”，以“數據集中”為基礎的災難備份手段，可以有效避免企業各分部各自進行備份而導致的各自為政、管理不統一的問題。以“數據集中”為基礎的災難備份使得管理更有效、相關數據的統計更方便。

5.4 容災備份系統的應用演練

在容災備份系統全面完成并且制定了恢復方案后，可以在完成備份的情況下安排突發性的測試。需要確保業務不會因為突發性測試造成不可接受的損失和業務中斷。演練對于提高維護人員的恢復經驗和協作能力以及確保災難恢復計劃的可行性是至關重要的。所有的演練結果都要進行評估、記錄，并成為實施容災備份系統工作的流程。

6 結語

隨著地縣一體化城市配電自動化系統的快速發展，特別是“三集五大”工作的進一步深化，電力企業信息安全的技術風險也進一步加大。一旦發生災難，將導致地區電力企業所有本部和縣公司的配電自動化信息數據丟失并失去監控。如何防范此類技術風險，確保數據安全和電網監控業務的正常開展，已經引起了國家、社會、企業的高度重視。數據災難備份技術既可以有效保證電網安全穩定的運行，同時也是政策法規的要求和社會經濟發展的必然。

參考文獻

[1] EMC公司.EMC北方電力本地/異地容災系統方案.

[2] HP公司.HP異地容災方案.

[3] 李智敏.容災備份系統的技術與應用淺析[J].科技信息，2009（1）：485.endprint