异地容灾备份方案.docx

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异地容灾备份方案

异地容灾

数据备份解决方案

BakBoneNetVault

2006-3

第一章企业在数据备份方面的需求

人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。

在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化的、单调的操作过程。

其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。

备份管理包括备份的可计划性，磁带机的自动化操作、历史记录的保存以及日志记录等。

事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。

有不少人往往也把双机热备份、磁盘阵列备份以及磁盘镜象备份等硬件备份的内容和数据存储备份相提并论。

事实上，所有的硬件备份都不能代替数据存储备份，硬件备份只是拿一个系统、一个设备等作牺牲来换取另一台系统或设备在短暂时间内的安全。

若发生人为的错误、自然灾害、电源故障、病毒侵袭等，引起的后果就不堪设想，如造成所有系统瘫痪，所有设备无法运行，由此引起的数据丢失也就无法恢复了。

事实证明，只有数据存储备份才能为人们提供万无一失的数据安全保护。

综上所述，用户特别是网络用户理想的数据存储备份就是用一种容量大、具有先进自动管理功能、价格又相对便宜的设备对整个系统，特别是对整个网络系统的数据进行备份，才是人们所希望的数据存储备份。

可以说，网络设计方案中如果没有相应的数据存储备份解决方案，就不算是完整的网络系统方案。

计算机系统不是永远可靠的。

双机热备份、磁盘阵列、磁盘镜像、数据库软件的自动复制等功能均不能称为完整的数据存储备份系统，它们解决的只是系统可用性的问题，而计算机网络系统的可靠性问题需要完整的数据存储管理系统来解决。

因此，对原网络增加数据存储备份管理系统和在新建网络方案中列入数据存储备份管理系统就显得相当重要。

重装系统是一个很让人头痛的问题,但是如果用户做了完善的备份工作，就不会花去太多的时间。

周密的数据备份资料能够将损失减到最少。

数据备份软件能够将公司重要的数据资料进行备份，可以有效地保护企业安全，特别是在突如其来的灾难面前更是作用非凡。

第二章理解容灾

一般来说，人们可将灾难分成下面几个类型：

自然灾难（洪水、飓风、地震），外在事件（电力或通讯中断）、技术失灵（电脑宕机或网络受损）及设备受损（火灾）等，由于商业系统会因为计算机系统和网络的紧密连接而受到很大影响，企业蒙受的冲击及财务损失可能如同灾难本身一样可怕。

因而，无论导致网络瘫痪的原因是地震，还是磁盘失效，容灾都可以帮助人们将损失降低到最小。

从广义上讲，任何提高系统可用性的努力，都可称之为容灾，本地容灾，就是主机集群，当某台主机出现故障，不能正常工作时，其他的主机可以替代该主机，继续进行正常工作。

平时讲到的容灾，尤其是值得重视的容灾，一般都是远程容灾。

远程容灾可以这样理解，在各种企业的IT系统中，必然有一部分（尤其是核心部分）是非常重要的，我们叫它生产中心。

人们往往给生产中心配备一个备份中心，该备份中心是远程的，并且在生产中心的内部，已经实施了各种各样的数据保护。

不管怎么保护，当火灾、地震这种灾难发生时，一旦生产中心瘫痪了，备份中心会接管生产，继续提供网络服务。

比如，全国铁路调度中心网络系统，当发生火灾、地震等灾难性事件时，该系统仍要保持正常进行，不能因为调度中心出现灾难性事件，全国的铁路就处于瘫痪状态，让灾难不合理地蔓延。

第三章灾难备份背景及优势

<一>、什么是计算机业务系统的灾难

今天，用户比以往任何时候都更加依赖于计算机系统，计算机系统在为用户迅猛发展提供技术基础架构的同时，由于用户业务处理的高度集中，以及不可预见的故障和灾难，导致整个系统存在很多灾难性破坏的隐患，有可能成为整体系统中的单故障点。

因此，业务的拓展与灾难的防范是所有用户都必须同步重视的问题。

那么，什么是计算机业务系统的灾难呢？

通常的定义是指采用计算机系统处理的重要电子数据丢失至不可恢复或由此导致业务中断以至于延长到不可接受的时间。

<二>、国外计算机业务系统灾难备份应用情况

灾难备份计划在发达国家电信行业和金融行业得到了较早的实施，现已较为普遍。

例如在美国，因一九八五年纽约银行计算机故障，联邦管理部门更加强了在这方面的监管力度。

现美国计算机业务系统一般出于以下三方面来考虑灾难备份计划：

重要数据保护与业务连续运行的需要：

在美国，各行业内部竞争激烈；在计算机管理制度上较为完善；一旦因突发灾难而造成数据丢失或业务中断，将会造成重大乃至致命的打击。

审计的要求：

美国较大型的企业一般会由第三家独立审计公司来提供其资信业务、管理等方面咨询服务，而世界着名的六大审计公司在对企业的评估项目中均包含灾难备份计划一项；评估企业数据在灾难等威胁破坏下数据的完整性，一致性与安全性，及业务的可恢复性等，有些咨询审计公司还会参与验证所制订的容灾计划的具体过程和其可行性。

缺少灾难备份计划及其危害性会在评估报告中被显示出来。

法律的要求：

美国政府及州政府通过多项法律强制性要求电信、金融业等大型企业备有计算机安全及灾难备份计划。

对于没有遵守这项灾难备份计划的企业，会遭受曝光及罚款等严重处理，同时亦可能对相关责任人采取罚款甚至监禁等处罚。

已知的灾难例子有：

日本神户大地震、美国佛罗里达州飓风（数百家企业实施了灾难备份计划）、台湾大地震等。

<三>、国内计算机系统的灾难备份计划的应用情况

随着我国入“世”的脚步越来越近，传统产业在进入新市场新方式的竞争中，企业的电子信息架构的搭建，成为最具有战略意义的资源投资。

作为信息架构核心的数据，其安全备份和灾难恢复随着世纪交替Y2K问题的引发，逐渐引起人们的思考和重视。

现代企业必须直面一个迫在眉睫的问题：

如何对数据进行持续不断地存储，并通过有效地应用这些信息，提高企业的利润率和竞争力。

所以，在当今企业运营电子化的进程中，存储将与网络、软件应用和系统CPU处于同等重要的地位，成为决定系统成熟与否的关键。

由于存在着各种数据丢失的可能，随着人们对网络系统的依赖日益增加，从硬件到软件对数据的保护和备份确实是不容忽视的环节。

企业的IT专家们逐渐认识到，可能造成数据丢失的因素主要有三种：

自然灾害的灾难性破坏造成数据永久丢失，最佳的解决方案就是异地数据备份；计算机和网络系统的硬件和软件故障，这种损失也只有通过完整的数据备份来弥补；另外，自然免不了黑客的破坏以及人员的操作失误。

这些事故的发生都是防不胜防的，唯一能把损失降到最低的办法就只有依赖具有数据备份和灾难恢复功能的存储设备。

近年来国内用户在计算机应用方面的飞速发展，计算机系统基础架构的建设、特别是计算机容灾系统的设计与建设正逐渐被用户所重视。

不言而喻，如果用户的业务系统有一套完备的灾难备份/恢复体系，当突发性灾难发生后，业务系统关键业务数据的损失将减至最小。

特别是随着中国加入WTO的日益临近和行业竞争越来越激烈,完善的灾难备份/恢复体系在不远的将来将是国内企业发展的可靠保障。

在国内，随着Internet的逐渐普及和电子商务热潮的兴起，企业需要整合越来越多的数据，而数据的合并、管理、分享、保护都需要一个强大的、高可靠性的数据中心；同时，随着国内企业经营者对企业数据信息的价值和数据安全备份的认识的提高，存储设备的投资也正在企业信息化建设的投入中占据着越来越高的比重。

IT行业权威人士认为，在将来的一至两年中，数据存储系统要花费所有企业计算系统投资的70％。

<四>、建设灾难备份中心的重要意义

随着计算机管理技术和网络技术的发展，为了提高企业业务管理水平、增强企业市场竞争能力，越来越多的企业开始使用计算机来处理内部日常事务和外部业务往来，从而使得这些企业越来越依赖于系统管理数据和业务信息。

尤其是在企业业务不断增加、数据量成倍增长乃至出现数据膨胀现象时，由此引发的企业从数据膨胀、到计算机性能提高、再导致新一轮数据膨胀的循环不断加剧，进而在企业中引起新的数据安全恐慌，数据失效问题时有发生。

建设灾难备份中心的目的就是在于防止一些灾难性的小概率事件可能对集中式信息系统造成的不可恢复的原始数据的丢失，这些灾难性事件可能包括为火灾，地震，电源故障及一些人为的操作失误等，如下图所示。

现代企业管理非常重视总体拥有成本（TCO）。

所谓TCO，实际上是由实际成本、使用成本和风险成本三项组成。

实际成本和使用成本在企业的建设与生产中往往容易引起人们重视，因而考虑得非常周到。

而风险成本不仅是企业看不见、摸不着的东西，也是企业运作时很难预料和把握的内容。

在使用计算机系统的企业中，风险成本包含用于管理关系到企业生命的各项数据与信息的安全、正常、可靠的高速运行的所需费用。

所以，为将风险成本降至最低，同时使企业长期处于最佳状态，对企业业务和计算机管理与控制系统数据进行全面存储备份是一项绝对值得的、也是必要的投资。

我们知道，随着企业计算机系统建设计划的逐步实施，用户的日常业务同计算机系统的联系越来越紧密。

因此，业务主机系统的运行出现故障所带来的业务影响范围会被迅速扩大，而客户对企业计算机业务系统的连续运行，业务系统、用户数据的高可用性以及业务计算机系统抵御突发性灾难的能力的要求也必然急剧提高。

用户建设灾难备份/恢复中心有如下的意义：

重要业务数据在灾难发生后得以有效保护

重要业务在灾难发生后可以在设定的时间内恢复，从而实现业务的连续运行

业务计算机系统抵御突发性灾难的能力和级别提高

进一步提高用户声誉，增强客户及潜在客户的信心

扩大对同行业竞争对手的优势

第四章灾难分析

可能发生的灾难因各城市/地域的地理、气候、社会治安、城市管理，如供水、供电、通讯条件等差异而有所不同。

仔细地分析各种突发性灾害发生的可能性以及由此所造成的后果，对于制定和构建完整的和有很强针对性的灾难备份体系是有很大帮助的。

下表是一张分析表样本，可使我们对于可能发生的突发性灾难评估有较为清晰的概念。

可能的灾难

可能性：

1

2

3

4

5

工作场所火灾

数据中心火灾

电源故障

气候灾难（台风，洪水等）

工业破坏

城市事件（罢工，动乱等）

硬件故障

软件故障

设备问题（如管道漏水等）

供水故障

通讯系统故障

计算机故意破坏（如病毒等）

爆炸威胁

工作场所的环境紧急事件（化学污染等）

第五章灾难备份设计目标

采用何种容灾方式（逻辑数据复制／物理数据复制）实现灾难备份系统的设计目标主要应从以下四个方面来考虑：

具体数据类型与目标的灾难保护：

从用户业务系统正常运作的角度分析各种关键业务数据，做出重要性与可恢复性要求的评估，并由此制定系统的数据灾难保护政策。

灾难发生后的可恢复业务分析：

对用户各种业务与管理流程进行分析评估，并据此制定出用户核心业务系统的灾难备份/恢复策略。

灾难发生后的可恢复分析：

对于突发性灾难这样的重大事件，有时受灾地区并不苟求所有业务系统都能够可持续运营，故可按实际需求和比例进行分析，并由此配置相应的容灾设备。

灾难发生后的业务可恢复时间指标：

可以将灾难的发生分为两类，一类是可以预计具体时间的灾难，如损害性极大的台风等；另一类是不可预计具体时间的突发性的灾难，如地震、主机系统的非计划性Down机等。

针对两种不同的灾难类型，要设定不同的业务恢复时间指标。

一般来说，对第一类灾难的业务恢复时间要大大短于对第二类突发性灾难的业务恢复时间．

第六章灾难备份设计思路及模型

为了设计与实施用户的灾难备份系统，按照大型项目的管理方法,在这里将整体项目的设计与实施分为五个阶段：

<一>、容灾项目开始

明确用户灾难备份／恢复计划的必要性

明确灾难备份计划的负责人和实施队伍

制定项目实施时间表。

<二>、灾难风险分析

确定对用户业务至关重要的系统、网络和用户

确定由于自然或人为灾难对这些造成的威胁和损失，并尽可能准确为具体的损失

收集各种业务和用户对系统中断时间等的要求

<三>、制定恢复计划

制定当灾难发生，原业务主机系统或网络系统不可用时，提供第二主机（灾备主机）或网络（灾备网络）的选择策略。

<四>、方案实施

开始实施灾难备份计划，如数据实时在线备份、应用系统切换、记录本地数据备份的磁带管理等。

<五>、支持与维护

由指定的人员、部门或公司提供容灾系统的日常支持与维护服务，保证灾难备份／恢复系统的可持续，高可用运行。

以下为容灾方案实施各阶段的框图：

对于其中的核心部分－第三项“制定恢复计划”，根据用户的业务特点，这里分为以下几个步骤：

1、制定业务主机系统集群系统热备份计划：

包括对服务器、操作系统、应用系统、数据库系统、重要数据等的热备份计划。

2、制定位于生产地的、与业务主机系统相关的前置服务器数据热备份计划：

包括对其他机型的操作系统、数据库系统、应用系统、重要数据和通讯配置等的热备份计划。

3、制定网络通讯备份计划：

对网络设备、网络协议、网络参数设定、故障切换的逻辑过程、通讯线路的备份计划等。

4、制定客户端备份计划：

包括终端设备，终端用户的注册与权限管理的备份。

5、制定磁带备份计划：

包括系统备份、非系统数据文件备份、业务数据库数据备份，及与备份系统相关的其他全量备份、增量备份等，以构成完整的系统保护措施。

6、制定灾难备份指示系统：

此系统用来提供清晰全面的灾难备份指南，可以在灾难发生时在最短时间内找到灾难备份流程，与相关负责人和供应商的联系方式，以及应当采取的应急措施等。

第七章灾难备份恢复流程

灾难恢复流程是指在主数据中心发生计算机系统故障或灾难事件时，为了尽可能减少对业务造成的损失，而制定的抢救措施、故障隔离措施、恢复步骤和方法、与各有关部门和人员的联系方式等。

灾难恢复流程是控制风险的一种有效方法，是灾难备份恢复的一个重要组成部分。

灾难恢复流程的内容应尽量详尽，并易于操作。

任何灾难恢复流程的实施都需要有一个强有力的、训练有素的工作小组去操作，小组中的人员应熟知灾难恢复流程。

平时应对小组人员进行培训和教育，以便使小组中每个人都明白在救灾和恢复过程中应担负的职责，提高灾难救护和恢复技能。

另外，应定期对灾难恢复流程进行演习，使小组人员能够在灾难发生时做到从容不迫、紧张有序地开展抢救、隔离和恢复工作。

需要做好各个生产中心的相关数据和资料的收集整理工作，协调管理整个系统。

各生产和备用服务器的数据库、操作系统和应用程序版本等都应该保持一致，并记录每个生产中心的系统，网络和应用环境参数。

并建议编制一套应用程序，通过菜单界面来进行核心业务系统的切换。

灾难恢复系统可根据操作方式分为以下三种，其达到的效果各有所不同。

全自动恢复系统

配合域区群集等高可靠性软件可在灾害发生时自动实现：

主应用端的应用切换到远程的副应用端，并把主应用端的数据切换到远程的副应用端。

并且它在主应用端修复后，把在副应用端运行的应用，返回给主应用端。

在灾害发生时全自动恢复系统可达到不中断响应的切换，很好地保证了重要应用的连续性。

这种方法大大地减少了系统管理员在灾害发生后的工作量，但是一些次要因素，如服务器死机、escon通信联络中断等故障，随时有可能引发主生产系统切换到副应用端的操作。

手动恢复系统

在这种应用中，如果主应用端全部被破坏掉，在副应用端得用手动方法把应用加载到服务器上，并且手动完成将主应用端的数据切换到远程的副应用端的操作，以继续开展业务处理。

这种方法虽会产生一段时间的应用中断，但整个系统的安全性非常好，不会因为服务器或lan卡损坏等原因而发生误切换。

数据备份系统

在这种系统中，系统将主应用端的数据实时地备份到远地的存储器中。

这样，一旦当主应用端的存储设备遭到损坏时，远地的存储器中会保留有事故前一刻为止写入本地存储器的所有数据，使丢失数据造成的损失降到最低点。

当主应用端的存储器恢复正常，并将远地存储器的数据回装入本地存储器之后，应用可恢复到故障前的一刹那的状态。

这个时间差异取决于服务器的缓存中丢失了多少数据。

此方法与上述两种相比，恢复系统正常应用所时间最长。

用户可根据自己的现有应用状况灵活选择。

第八章灾难备份解决方案

备份计划的实施需要系统管理员付出辛苦的努力。

为了确保购买的备份软件能够使用，需要考虑到公司的基本情况，要充分考虑到备份设备、数据之间的关系、远程位置的编码以及个人工作站的备份等多种因素。

首先你必须确定备份软件能够和硬件相兼容。

在购买软件时要充分考虑到硬件的相关情况，由于企业不可能只使用一种操作系统平台，所以备份软件必须能够在企业使用的所有操作系统上运行。

使用备份代理可以有效地帮助软件进行备份，能够使备份软件和中央服务器交换信息。

除了操作系统的兼容性问题之外，还要考虑多方面的因素。

考虑备份一些正在使用的应用程序。

备份数据库产品的能力——像Oracle和SQL——都必须在线备份。

一些其它操作系统如电子邮件管理器等也需要在线时才能备份。

在使用前必须确信你的备份软件能够在数据库和应用程序服务器上使用。

备份软件技术在整个数据存储备份过程中具有相当的重要性，因为它不仅关系到是否支持磁带的各种先进功能，而且在很大程度上决定着备份的效率。

大家知道，磁带机对数据传输速度有一定要求，若数据传输率偏低，磁带机就无法连续运转。

而专业备份软件因能通过优化数据传输率即可以自动以较高的传输率进行数据传输，这不仅能缩短备份时间，提高数据存储备份速度，而且对磁带机设备本身也有好处。

另外，专业备份软件还支持新磁带机技术。

<一>、BakBone简介

BakBoneSoftwareInc.是一家专业的数据存储管理软件公司。

最早是由一群AT&TBell实验室的工程师们于80年代末期所创立的、以技术为导向的公司。

它致力于开发符合用户需求、适合各项业界标准及适应未来扩充的产品架构，并在全球的AT&T公司中广泛使用。

当时，AT&T的工程师面对繁琐的备份环境及多样的系统构架，因无法从市场中找到简单的备份管理工具，决定自行开发一套真正能减轻IT人员负担、操作简易并可适应未来系统环境的备份管理工具，所以才有了今天真正面向用户、以用户为核心的备份管理工具-NETVAULT。

目前公司总部设在美国加洲的圣地亚哥市（SanDiego，CA），在世界各地设有大约24个分公司。

其中，在英国的DORSETT是NETVAULT产品的研发中心。

在美国的Lanham,Maryland是MAGNAVAULT产品的研发中心。

亚太区的总部位于日本的东京，同时也是亚太区的技术支持中心。

BakBone公司的软件是用户自己开发出来的产品，它们一直力图以平实的价位，为用户提供最强的功能。

所以在BakBone提供的软件产品中，能同时支持SAN、NAS等不同的网络存储结构，并能满足小至单机用户，大至企业级各个层次用户的需求。

在这个信息时代，数据量不断增加，数据类型更加多样化、复杂化，市场上也相应地出现了多种类型的存储设备。

如何有效地选择存储设备并管理数据成为现在用户要面对的一项艰难的课题。

对于一个用户来讲，不管是使用现有的应用模式还是未来的应用模式，在进行存储管理工作时，都希望是透明的。

在这样的环境下，BakBoneSoftware作为一家专业的数据存储管理软件公司出现了。

在80年代末期，一群AT&TBell实验室的工程师在和今天相似的环境下，决定自行开发一套真正能减轻IT人员负担、操作简易、并可适应未来系统环境的存储管理工具，所以才有了今天真正面对用户、以用户为核心的数据存储管理工具：

　　NetVault是BakBone对需要使用简便、功能齐全、性能卓越、可升级的存储管理软件解决方案的答案。

　项目的建设目标:

数据备份管理软件主要实现全自动的数据备份和管理，要求与所选磁盘阵列相配套，该软件具有以下特点：

自动定时备份管理

备份介质自动管理（基于磁盘阵列方式）

数据库在线备份管理

a）备份系统目标

数据管理制度化，避免数据丢失。

由于调度生产管理系统数据量大，如果由人工来进行数据的备份工作将给系统管理带来很大的工作量，同时每天备份程度的变化，误操作等都可能造成可靠性得不到保障，难以形成制度化，一旦致备份工作中断，可能导致数据的丢失。

因此希望通过软件实现自动的数据备份，结合目前的大容量存储设备，以实现全自动的数据管理。

使分散在不同的机器和不同的应用的数据统一管理，得到最大的安全性保证。

采用分布式计算机系统结构，各种数据分布在不同的服务器或不同应用软件、数据库上，分散的数据在安全性上得不到保障，可能产生人为破坏和误操作，使用备份系统将保证系统数据的安全。

提高工作效率，降低运行人员劳动强度。

大量的计算机使用人员往往只懂得应用软件的操作，一旦发生数据的丢失、损坏等，就不得不由系统维护人员来帮助，使得系统维护人员忙于应付这些日常工作，难以有更多的精力来学习更多有利于系统维护的技术。

当发生数据损坏时，如果系统维护人员不在现场，就会使业务停顿下来，或者业务人员不得不重新生成文件或录入数据，导致业务人员工作效率下降，影响企业的服务信誉。

统一存储媒体管理。

随着计算机系统的运行，用来存储数据的介质越来越多，各种不同系统下存储产生的软盘、磁带、光盘将给管理带来很大的麻烦，如果介质中没有电子标签，一旦外部标签脱落，要想知道介质上数据的内容就会很难，因为如果在UNIX上读不到文件的话，并不能表明这是一个空盘，相反，它可能存着由WindowsNT服务器产生的重要的统计数据。

故需要一套统一的存储媒体。

解决历史数据保留困难问题。

电子数据越来越成为企业历史数据保留的重要介质，而历史数据的保存有其安全性，可靠性方面的特殊考虑，比如各种报表、统计表、生产信息汇总以及各项制度、规则文件等等进行归并然后保存到一个光盘上，并对媒体进行加密，设置口令或进行压缩。

非计算机系统因素的隐患

实现系统崩溃、火灾等灾难后的系统重建和业务数据恢复。

b）备份系统功能

具备应用数据的全自动备份，具有良好的体系结构和跨平台支持能力，使得系统具有非常好的可伸缩性，可以支持从工作组到企业级的用户，并满足系统不断增加的需求。

易于使用，全图形界面，方便的介质有效管理。

最广泛的存储设备支持，实现数据的集中管理。

实现数据的自动恢复。

建立历史数据归档。

在线式数据库的全自动备份接口。

UNIX命令格式兼容，使得备份的介质可相互通用。

1、NetVault——模块化体系结构的备份存储管理工具

从工作组到企业级，从LAN到SAN和NAS，NetVault独特的模块式架构和灵活性能给用户保护最有价值的资产——信息提供最先进的解决方案。

NetVault是真正的模块式解决方案，使用简单但不降低可靠的性能，可随用户对存储需求的扩大而扩大。

只用NetVault就能优化您的存储管理战略在BakBone之前，企业不得不依靠自己有限的备份软件搭建数据信息基础设施。

NetVault与众不同的架构设计精心选用“搭积木”模块的概念，容易安装的插入式模块，可方便的增减软件的功能和对众多商务软件的支持，如Oracle,SAP,Notes,Sybase,Informix和Exchange等等。

上图所示的，即为NetVault软件的模块化结构图。

其中包括，与操作系统直接联系的核心模块，和挂接在核心模块之下的服务器模块、图形界面模块、设备控制模块、插入式数据模块。

各模块都有其专责功能并透过核心模块传递讯息，除核心模块外其它模块各自独立。

此设计为产品功能的