计算机磁盘阵列及异地容灾备份系统分析

吕广平

广东省公路勘察规划设计院股份有限公司，广东广州 510507

1 现状分析

随着业务逐渐增多，相应的项目数据也不断增长，其数据重要性不言而喻，如果数据损坏或丢失，将直接影响重要工程项目的设计、实施。因此迫切需要解决项目数据存储备份及其容灾问题。概括起来，包括以下4个方面的内容：

1）数据库数据计划实时备份；2）主域控制器服务器实现备份及快速恢复(域账号等信息)；3）客户端（项目数据）数据集中存储管理；4）全部数据异地备份。

2 存储设备的分析

2.1 磁盘优化技术(Optimized disk)

现在的硬盘发展仍旧制约着系统整体的性能。软件把数据写入磁盘时，是把磁盘作为直接存取设备，现在绝大多数产品，是把磁盘仿真成磁带，作为顺序存取设备进行读写数据。通过优化，能够发挥磁盘文件系统结构的优势，提高读写定位的性能。因为磁盘有多个读写磁头，多个主机能同时进行数据存取，多流备份和恢复作业能同步写入磁盘。用磁盘作为分级存储中的永久层，而不是一个把数据写入磁带之前的临时缓存区这样可以有效的利用一个或多个本地和异地备份存储。

当下列几种数据不能充分快地传送给备份介质时，能够组织并优化磁盘作为备份设备显得更加重要：慢速的WAN连接；小文件过多；用户应用的APIs输出数据过慢；磁盘在慢速写入和间断写入时没有磁带那种停止/前进/定位问题。

随着磁盘价格持续下跌，用磁盘备份数据将继续增长。用中间二级磁盘存储的新的应用将继续进入市场并使得二级存储更加有效能够充分利用随机磁盘的存储特性，能够管理不同介质上多个数据拷贝，将判别是否为用磁盘作为备份介质的最好方案。

2.2 跨越磁盘(Media spanning on disk)

就像能跨越磁带，需要让备份作业从一个文件系统跨越到另外一个，而不需要用户干预和中断备份，这点很关键，可以减少管理的复杂程度，不需要为备份准备可用的空间而一直监视和管理。

3 异地备份的要求

要实现异地备份，除了需要高性能的磁盘阵列外，还需要能够方便的部署，需要提供灵活机动的RAID存储解决方案，以适应不断发展变化的需求。基于模块化的设计，能够进行多种配置以达到对容量，性能以及功能的各种要求从而适应多样化的应用环境。

为了避免影响业务服务器的工作效率，需要专门的服务器作为备份管理终端，用于定制策略对备份作业进行管理。备份服务器上连接磁盘阵列或者磁带库，将数据备份到磁盘阵列或磁带上。

备份工作需要实现自动化，通过采用软件与硬件结合的备份方式，可以实现备份工作的自动化。只需设定各种备份参数（如备份时间、备份内容、磁带覆盖方式等），就可以在指定时间到来时自动启动备份进程。自动加载机的使用，更避免了每天更换磁带，通过制订相关的备份策略，可以实现磁带循环使用，有出库需要时再进行更换。可以设置在每周一至周四进行增量或差量备份，以减少备份时间和磁带使用量，每周五进行全备份。同时备份管理终端对备份客户、备份介质、备份策略等进行了有效的管理，一旦出现系统错误会有相应的报警和日志，提示管理员进行修正，保证备份工作有效、可靠地运行。

4 系统构架要求

首先需要通过高性能光纤线缆连接服务器。磁盘阵列作为文件服务器的存储设备可以按部门或工作组划分空间进行数据规划和管理。选择的产品，带宽和容量均要满足业务运行；磁盘阵列需要采用专用的RAID控制器，拥有高性能的控制磁盘阵列的IO，最大程度降低主机服务器的IO占用；同时需要具备强大的升级能力，可以实现不停机的容量扩展；通过RAID技术保护存储设备上的数据即使有硬件损坏包括一定数量硬盘的损坏也不会影响数据的安全，实现对数据的最大保护。

需要选用一款先进的存储备份管理软件，可以通过一定的策略将文件服务器上的数据备份到磁盘阵列以及磁带上，实现数据备份。

为避免本地机房故障，还需要将磁盘阵列部署在远端机房，通过光纤传输，以及备份管理软件的辅助拷贝功能将数据备份到远端，这样即使本地机房出现故障，远端机房的数据同样可用。这样的部署就可以在不大的投资实现容灾。

5 整体方案介绍

在本方案中，可以用服务器，也可以用PC作为备份管理服务器。备份设备的选择推荐使用NetStor磁盘阵列，在CommVault备份软件内制定策略与NetStor配合，每天自动备份，同时也避免了可能引发的人为失误。

备份软件具备辅助拷贝功能。因此可以将数据已经备份到磁盘阵列的同时，通过辅助拷贝功能将数据拷贝到磁带库上。通过本地和远程的两组备份数据有效的保护，就在较小的投资情况下最大限度保障数据安全。

1）采用一台独立的主机，安装备份软件，作为主备份服务器；2）采用磁盘阵列作为备份设备；3）在远端机房同时部署一台NetStor，通过备份软件的辅助拷贝功能将备份在磁盘阵列上的数据拷贝到磁带库；4）在文件服务器上安装CommVault备份代理客户端，备份文件服务器数据；5）对于运行数据库应用的主机，安装数据备份代理，实现多种类型数据库应用数据的备份与恢复。

采用光纤磁盘阵列，通过光纤线缆连接服务器，构建新的文件共享管理服务器，按不同部门，不同级别划分存储区域，分配管理。磁盘阵列采用专用的RAID控制器高性能的控制磁盘阵列的IO，最大程度降低主机服务器的IO占用；通过RAID技术保护存储设备上的数据即使有硬件损坏包括一定数量硬盘的损坏也不会影响数据的安全，实现对数据的最大保护。

采用NetStor磁盘阵列作为远端异地容灾介质，通过备份软件进行异地数据复制，实现数据异地容灾。基于系统的容灾需求，iSCSI接口使得磁盘阵列很容易在IP 网络环境中部署和使用。部署相关容量的物理磁盘，每一个磁盘柜中可以安装12颗SATA硬盘，以2000GB容量计算裸容量可以达到24TB存储容量。

结合备份软件，通过磁带备份、异地磁盘备份多级数据保护，无论遇到多么严重的险情也可以最大限度的保证数据安然无恙。对于信息系统数据库，也可以进行远程计划实时备份，数据备份到磁带加载机。

磁盘阵列及远程容灾备份系列提供RAID存储解决方案，以适应不断发展变化的需求。基于模块化机箱设计，每个机箱占2U空间，备份到磁盘阵列和磁带库管理软件完全内置于磁盘阵列之中，支持多种管理方式，包括全中文的图形化管理，只需将鼠标移动到图示中的温度计或者风扇上就可以显示当前的环境温度和风扇转速等信息，直观清楚；在图形界面可以实现所有对磁盘阵列的配置、监控、维护等操作。

整个系统的拓扑图如下。

6 结论

磁盘阵列及异地容灾备份系统，首先是一个系统，需要完善的考虑各个方面的实际情况。在充分考虑企业未来发展的基础上，提出切实可行的整体解决方案。最终，本方案无论在系统结构设计还是在产品选择上，都充分考虑了系统将来可预见的发展，并预留了良好的可平滑扩展能力，很好的实现了需求，运行情况良好。

[1]王改性，师鸣若.数据存储备份与灾难恢复[J].电子工业出版社，2009.

[2]何欢，何倩.数据备份与恢复[J].机械工业出版社，2010.