赛门铁克Storage+Foundation灾备方案.docx
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赛门铁克Storage+Foundation灾备方案
杭州环境监测中心站灾备系统
技术方案
聚光科技(杭州)股份有限公司
4/26/2022
综述
项目背景
环境监测经过数年的向数字化,信息化方向的发展后,如何安全保存和有效利用日益增多的环境监测数据,成为了现阶段需要解决的问题。
杭州市环境监测中心站对于环境监测数据的保存给予了更多的重视。
而如何利用适当的成本构建的高效的灾备系统,选择一个适合环境监测系统的灾备方案是关键。
为了适应和满足环保信息化,杭州市环境监测中心站准备对现有业务系统数据存储和保护系统进行技术改造,统一规划、分步实施,逐步实现业务数据的集中存储备份和统一管理,保证业务数据管理的高效及安全,以及达到数据保护管理整体费用的最优化。
现有新业务系统目前都没有采用备份管理软件,部分业务系统采用手动编写脚本的方式进行备份和基于应用程序的数据库备份,无法保证业务数据的集中备份需求。
杭州环境监测中心站业务系统数据存储备份和管理技术改造完成后,将建立集中统一的数据存储备份管理平台,为环境监测业务系统数据提供集中统一的备份管理服务。
系统现状
现有系统环境
杭州环境监测中心站业务系统目前主要由等多个业务系统组成。
已有业务系统环境如下:
应用系统
主机型号
操作系统
数据库
台数
聚光科技软件平台
IBMHS22
Windows2008
1
聚光软件数据库服务器
IBMHS22
SQLServer
1
档案管理
IBMHS22
1
中科宇图
IBMHS22
1
防病毒服务
联想万全
正道软件平台
OA
现有系统分析
现有数据中心的业务系统缺乏集中、统一的数据保护机制;而且,对于没有备份管理平台范畴的业务系统,主要由系统管理和维护人员通过基于应用程序的备份方式对业务数据进行保护操作,即无法满足业务系统数据保护的要求,又造成了管理和维护的复杂度。
归纳总结现有系统的问题如下:
1)数据保护不全面,没有覆盖所有重要业务系统:
缺乏集中、统一的备份管理平台,只有个别业务系统纳入到备份管理体系中,其他业务则依靠管理和维护人员手工操作的方式;数据保护没有全面覆盖各个业务系统;由于缺乏集中、统一的备份管理平台,导致系统管理和维护复杂度增加,管理和维护成本上升;
2)缺乏统一的主机系统灾难快速恢复解决方案:
现有系统缺乏统一的主机灾难快速恢复解决方案,UNIX、Linux、Windows等各个业务系统的主机灾难恢复主要依靠管理人员手工操作,不同操作系统平台采用完全不同的恢复方案,管理和维护复杂度高,而且效率低下;
3)管理维护效率及成本:
系统建设采用单独规划、独立建设模式,主机、存储等资源各不共享,且分散管理,缺少统一管理和维护的手段,管理和维护越来越复杂,维护成本日渐增高;
4)存储资源利用率低:
采用各业务系统单独规划、独立建设的模式,存储资源无法共享,资源和投资无法得到充分的利用;
5)缺乏完善的数据可恢复性验证测试环境:
现有应用系统,缺乏完善的数据恢复验证测试环境,无法提供数据和系统恢复的验证测试;
针对以上问题,有必要对现有应用系统的存储备份资源进行整合,建设集中、统一的存储备份管理平台,为各个业务系统提供集中、统一的存储和备份服务,提高存储、备份性能以及数据的安全保障和系统管理水平,保证各业务系统数据安全和各业务系统的正常稳定运行。
面临的挑战
用户数据备份系统面临的挑战:
⏹备份窗口:
如何快速的备份业务系统数据。
⏹恢复性能:
如何快速的恢复业务系统数据,恢复应用运行。
⏹备份的可靠性:
如何确保这些备份的数据是安全可靠的。
⏹易管理和易维护:
如何管理备份的介质,以及相应的ILM管理,了解所有备份所消耗的资源,备份的成功率等。
⏹零停机:
所有的管理工作均在线进行,减少计划内和计划外的停机。
⏹降低投资成本:
充分利用现有软、硬件资源,实现资源共享和原有软、硬件设备利旧实用,降低投资成本。
⏹投资保护:
采用扩展性和伸缩性强的体系结构,既能保护现有投资,又能满足以后系统的扩充和应用或者数据的扩展要求。
系统建设原则
业务系统备份管理系统设计原则:
备份性能
●可以采用专用的备份网络,避免业务系统网络和备份网络的互相干扰。
●对特别关键且数据量非常大的应用,可以支持Server-Free的备份方式。
●支持断点续传功能,提高备份的成功率和性能。
减少网络带宽,提高网络带宽的利用率。
恢复性能
●采用磁盘作为备份缓存设备,提高恢复性能和效率,减少恢复时间。
高可靠性:
●支持备份介质的冗余配置,防止介质失效造成的备份数据丢失。
●提供完善的索引保存恢复机制,确保备份系统的故障不会影响备份数据的安全。
●支持备份服务器、介质服务器和备份客户端的集群配置和自动切换功能,确保备份的成功率。
●能够提供介质服务器的负载均衡功能,确保备份数据链路的可靠性。
易管理与易维护
●直观有效的GUI集中管理界面,提供中文化的管理界面,方便备份系统的管理和维护。
●提供完善简单的策略配置管理,方便用户制定备份计划。
●能够提供丰富的报表,监控和分析备份系统和相关的存储资源。
●支持远程维护和管理。
需求分析
备份需求
聚光科技环境监测软件平台是一个数据量大,数据类型复杂和实物并发多的实时系统。
由于该系统的业务特殊性,任何人或自然因素所导致的应用或系统中断,都会造成巨大的损失及严重的后果,所以信息中心应该是具有防止单点故障的高可用系统,数据能够得到完善的保护,并且数据中心还需具备应对灾难发生的能力等,杭州市环境监测中心站的灾备系统建设将围绕这些需求来建设。
技术方案
备份系统架构设计
由于聚光科技软件平台等业务系统的数据增长迅速,并且现有的主要业务系统主要部署在IBM的刀片服务器中。
为了充分利用刀片机优势。
现建议用户采用低成本的镜像系统整合方案。
本方案根据杭州市环境监测中心站机房中心现状,结合Symantec公司优秀的数据存储保护产品VeritasStorageFoundation设计集中存储备份平台结构示意图如下:
图1结构示意图
VeritasStorageFoundation是Symantec公司致力写组用户最佳化器多平台数据中心环境过程中所下的革命性里程碑,利用跨平台技术创造出业界中绝无仅有的解决方案,为整个存储环境提供了数据中心范围的能见度,以及控制及管理环境的卓越能力。
”
VeritasStorageFoundation5.0HAforWindows是一个全面解决方案,能够为Microsoft®Windows环境提供数据和应用的可用性。
VeritasStorageFoundationHA结合了两项行业领先的可用性技术:
VeritasStorageFoundationforWindows和Veritas™ClusterServer(VCS)。
VeritasStorageFoundationforWindows提供在线存储管理工具,实现数据的高可用性,优化多个硬件平台上的I/O性能。
VeritasClusterServer能够监视一个应用及其依赖的所有组件,包括相关数据库、网络和存储资源。
当检测到故障时,VeritasClusterServer会关闭应用及相关资源,并在可用的物理或虚拟服务器上重启该应用。
图2故障切换功能
系统架构说明
我公司以SymantecStorageFoundation为基础,结合我公司多年的IT经验设计出本灾备系统。
系统区别于原先的单服务器无备份状态,系统提供在线存储管理的完全解决方案。
SymantecStorageFoundationHA是一套针对于存储管理的软件的集合,为异构存储在线管理提供了全套解决方案。
该产品以业界最好的卷管理软件和文件系统为基础,通过一系列软件和模块的灵活组合,为企业级用户提供诸如集中式存储管理、动态存储和数据迁移、数据库优化、高可用集群以及远程数据复制和灾难恢复等高级的存储解决方案。
使用BCS/OFM结合SymantecStorageFoundationHA,物理磁盘可以分组成逻辑卷,从而提高磁盘利用,减少存储相关的停机。
此外,VERITASStorageFoundationHA可以让管理员在不同操作系统和存储阵列之间灵活移动数据,平衡多个路径的I/O,提高性能,将数据复制到远程站点,提高可用性,并将不重要的或过期文件转移到更便宜的存储介质,而不需要改变用户或应用访问文件的方式。
StorageFoundationHA可以镜像数据,进行故障冗余,并能够将数据从故障磁盘阵列自动转移到健康磁盘阵列,以保护数据的完整性,实现低成本的小型数据中心灾备。
StorageFoundationHA可以提供在线存储管理的完全解决方案。
使用SymantecStorageFoundationHA,物理磁盘可以分组成逻辑卷,从而提高磁盘利用,减少存储相关的停机。
此外,StorageFoundationHA可以让管理员在不同操作系统和存储阵列之间灵活移动数据,平衡多个路径的I/O,提高性能,将数据复制到远程站点,提高可用性,并将不重要的或过期文件转移到更便宜的存储介质,而不需要改变用户或应用访问文件的方式。
✓消除存储相关的停机
✓StorageFoundation能够完全消除计划内和计划外的存储停机。
✓通过在线执行存储相关的所有任务(如RAID重新配置、整理、文件系统大小调整和卷大小调整),StorageFoundation能够限制管理员让存储下线进行日常维护所需的时间长短。
✓此外,为了减少计划外停机,StorageFoundation可以镜像数据,进行故障冗余,并能够将数据从故障磁盘自动转移到健康磁盘,以保护数据的完整性。
✓在StorageFoundation的动态多路径环境下,管理员可以扩展所有可用路径的I/O,以消除I/O路径的中断、HBA卡或交换机故障。
✓执行存储维护,而无需让磁盘下线
✓镜像、复制和转移数据,保持数据可用性
用VeritasVolumeManager实现了两台磁盘阵列之间的镜像关系,每一次I/O的写入都分别通过两条主机通道到达两台磁盘阵列的控制器,并当两个I/O都返回正确的结果之后,操作才算完成。
所以,两台磁盘阵列中的数据完全保持实时同步,不用担心任何的数据一致性问题。
当然由于我们采用的是同步传输的方式,两个节点之间的距离不能相隔太远,建议的最远距离为50公里,如果超过50公里的距离限制,将会明显地影响业务系统的运行性能。
对于超过50公里的距离限制的容灾要求,我们建议采用VeritasVolumeReplicator做异步方式的传输,异步方式不会造成在线业务系统性能的下降。
不过50公里这个距离限制对于医院的园区级别的容在要求是完全能够满足的。
VeritasClusterServer可从2个节点的简单本地集群扩展到多达32个节点的集群,这些集群可以横跨不同的IP子网,跨越几千公里距离。
在故障转移到不同的IP网络时,VCS将更新应用的网络身份,这样客户端就可以快速连接到备用站点上。
VCS还能实现复制接收的自动化,复制的存储组被导入,复制角色也被颠倒。
VCS是一种高度灵活的可扩展体系结构,集群中的各个节点的配置信息和状态都能与其它节点保持同步。
因此不会出现任何单点故障现象,这是实现真正的高可用性和灾难恢复的一个至关重要的要求。
此外,VCS无需为保证业务的持续运行而让某个主节点处于在线状态。
在发生多个故障或站点中断后,其它的解决方案都需要额外的服务器硬件来维持一个主要节点。
通过消除该要求,VCS使用户能在DR站点上获得比主站点集群运行更少服务器的灵活性,从而降低硬件和维护支出。
采用VeritasClusterServer实现了两个运算节点之间的群集关系。
除了实现基本的群集功能之外,VeritasClusterServer还有很多非常明显的优势,如:
最多支持32个节点的超大规模群集、简单易行的节点退出和加入操作、跨平台管理群集服务器系统以及与VeritasVolumeManager天然的兼容性等等。
如此,对于一个应用来说,只要任意一个运算节点和一个存储节点运行正常,那么,整个系统就能够正常运行。
在该系统结构下,我们将对整个系统进行全方位的保护,利用备份技术来保护Windows、Linux、Unix文件系统以及Oracle、SQL等数据库的数据。
软件配置说明
备份主服务器配置
数据库服务器配置
备份和恢复方式
根据备份系统架构设计,能够提供如下几种备份/恢复模式:
⏹LAN备份/恢复:
对连入LAN网的生产机,可以采用LAN模式,在该模式下,在生产机内只需要安装备份客户端模块。
在备份操作时,备份客户端模块把需要备份的数据从生产数据存储设备中读入生产机,并通过LAN把备份数据传给备份主服务器或介质服务器,备份主服务器或介质服务器将把数据通过SAN写到备份设备上;在恢复操作时,备份主服务器或介质服务器将通过SAN网从备份设备上读入恢复数据,并通过LAN把数据传给备份客户端模块,备份客户端模块把数据写入生产系统。
在LAN模式下,备份/恢复操作的数据需要经过LAN网转送。
⏹LAN-Free备份/恢复:
所有接入SAN光纤存储网络的主机,可以采用LANFree模式,在该模式下,在应用系统主机上需要安装NetBackupEnterpriseClient模块和ApplicationandDatabasePack模块(如果应用系统没有数据库则不需要安装ApplicationandDatabasePack模块)。
在备份操作时,NetbackupEnterpriseClient模块把需要备份的数据从生产数据存储设备中读入生产机,然后把数据通过SAN写到备份设备上;在恢复操作时,NetBackupEnterpriseClient将通过SAN网从备份设备上读入恢复数据,在生产机内把数据传给数据库或应用代理模块,数据库或应用代理模块把数据写入生产系统。
在LANFree模式下,备份/恢复操作的数据经过SAN网转送。
⏹D2D2T备份模式
备份系统将采用D2D2T的备份模式,充分利用存储和磁带库的优势。
备份系统首先将业务系统的数据将从存储应用数据的阵列备份到新购的磁盘存储空间,然后再从磁盘缓存空间备份到磁带库上。
采用D2D2T的备份模式,可以充分利用磁盘存储的性能优势,提高备份系统的性能。
利用高品质的廉价磁盘(阵列)和D2D技术来建第二级存储,与磁带相比具有下列优势:
Ø更快的数据备份和恢复性能。
Ø消除了磁带库设备的机械故障的烦恼。
Ø磁盘具有随机读写和优化查找的功能,具有更快的数据存取性能。
Ø磁盘能支持多台主机同时并行存取。
Ø利用磁盘存储方案可消除操作磁带时的人为错误。
虽然磁盘具有很多优势,但磁带作为离线介质还是有必要的,所以NetBackup备份管理软件自动把备份到磁盘上的数据复制到磁带上,作为长期保存。
备份策略规划
按照各个业务系统的特点,数据备份策略规划如下:
业务系统
数据量大小(G)
建议备份方式
备注
聚光科技环境监测业务系统
聚光科技环境监测数据库服务器
200G/年
每周全备份/每天增量备份/每小时日志备份相关文件备份
划分单独的磁带卷池
方案技术特点
以下内容介绍该方案的几个重点技术特点。
✓复制集成和零数据丢失DR
VCS和VeritasVolumeReplicator选件的结合提供了完全集成和协作的解决方案,确保应用的可用性和数据复制。
这种协作关系确保发生故障时,应用和数据都能自动切换,并在备用站点进行恢复。
同样重要的是,应用和数据可以在适当时间自动恢复到原始位置。
此外,利用VeritasVolumeReplicator的新bunkerreplication功能,公司能够通过复制任意距离上的数据,选择最终的数据复制策略,同时不会错过任何一笔交易,进而实现任意距离上的零恢复点目标(RPO)。
✓高级故障切换逻辑
使用StorageFoundationHAforWindows,IT管理员可以根据服务器容量,制定故障切换策略。
发生故障时,VCS可以根据应用需求和集群中资源的当前状态,为特定应用选择最合适的主控机。
它实现了真正的N+1“漫游备用”(roamingspare)功能,达到最高可用性,而不会产生为每个应用提供专用备件的成本。
出现任何故障时,VCS都可以自动地选择负载最低的服务器,并在已经修复的服务器重新加入集群时,自动将它们添加到选择库中。
VCS中的高级故障切换逻辑可以确保最大限度地延长应用的运行时间,实现服务器资源的最有效利用。
✓简单的安装、配置和维护
为了简化Firedrill、数据复制和HA/DR解决方案的配置任务,具有通用GUI的新向导提供了一个简单的、分步骤的、以向导为中心的工作流程,从而最大限度地减少配置错误、缩短高可用性和灾难恢复基础设施的实施时间。
配置向导不仅适用于SQL和Exchange,还适用于所支持的其它应用。
除了帮助HA/DR基础设施完成初始设置外,VCS还有助于保持配置在一段时间内的一致性。
VCS能检测集群配置变动,报告配置异常。
当需要主控机业务组和存储配置来完成重复的标准化实施时,每种情形的配置向导都能以模板的形式保存下来。
方案优势总结
本方案优势总结如下:
方案优势:
✓使用IBMBladeCenterSOFM结合StorageFoundationHA,轻松实现服务器、存储冗余灾备
✓StorageFoundation可轻松实现数据同步,成本低
✓可实现刀片虚拟I/O,效率高
✓集成:
将服务器、存储、网络、I/O和管理集成在一个机箱中
✓优化用于小型办公室/分布式企业,无需专业的数据中心
✓低成本、易于部署、使用和管理,提供selectandclick的可配置性,允许通过最少的IT人员实现最大的IT收益
✓灵活的模块化技术:
易于扩展,且避免了因缆线过多而带来的混乱
✓在任意距离上的高可用性:
构建本地和远程集群,实现灾难恢复和本地可用性。
✓无单点故障:
可扩展的VeritasClusterServer体系结构没有“主控”节点,因此,在发生故障的情况下能够平稳地将应用转移到可用服务器上,并与存储所有权协调此转移操作。
✓多集群管理和报告:
从单一的统一Web控制台上管理和报告多个本地和远程集群。
✓自动的灾难恢复测试:
在不影响主生产环境的情况下测试故障转移和复制配置。
✓简单的安装、配置和维护:
利用简单、快捷、无差错的配置功能提供配置向导,实现先进的高可用性、灾难恢复和灾难恢复演习测试。
✓高级应用故障切换逻辑-确保最大程度地延长应用的正常运行时间,尽可能地高效利用服务器资源。
✓虚拟主机高级支持-为虚拟主机体系结构提供集群支持。
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