一个高校存储备份解决方案Word下载.docx
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原厂商能够有快速,到位和放心的服务,确保指挥中心信息系统能够保持连续工作和服务能力。
1.2.4数据安全保护机制
由于某职业技术学院数据库、文件服务器等等系统,此次进行全新的信息平台的搭建,核心数据安全性对于整个系统运营有着重要的意义,信息平台上存在非常重要的数据库数据和其他重要的数据,数据的丢失和数据库的损坏对于信息中心来说将会造成重大事故和损失。
尤其是在正常运营的情况下出现硬件故障和其他人为删除或系统崩溃,会造成极大的影响。
为此,必须确保数据安全性;
必须实现快速完整的系统、数据、文件等备份,保证数据的安全性,必须实现各种可能发生情况下对部分或全部系统和数据快速完整的恢复;
必须实现对未来用户数据增长或设备增加的可扩展性需求;
实现无人值守的自动备份。
1.3具体需求
1.3.1SAN存储
SAN存储要能满足某职业技术学院现有多台关键业务服务器的数据集中存储要求。
所有服务器以全光纤的方式构成SAN架构,当前存储容量需求≧10TB,当前提供足够的硬盘插槽以满足目前存储容量,及近期通过直接增加扩展柜扩容至更大容量的需求。
存储容量要求存储设备最大能扩展400块硬盘以上,能实现200T以上容量以满足未来存储容量需求,扩展方式能同时包括SATA与FC两种硬盘介质。
要求提供足够的主机通道以满足当前现有十多台服务器以及将来更多服务器接入的使用,并提供足够的磁盘通道以满足存储扩展的要求。
要求减少单点故障的可能,主要部件冗余设计。
要求保证数据库、应用系统等应用足够的I/O吞吐能力及数据传输能力。
要求足够的LUN,提供多主机的接入。
要求能在线扩展,支持单个及全局热备盘。
提供满足目前多台主机及所有存储设备的SAN接口,并支持未来更多主机以上的扩展能力。
SAN光纤交换机要求能通过级连方式扩容,可以在当前提供足够可用端口,级连方式形成的交换机组要求可以统一管理。
要求存储主机同时具备LCD面板、RS232、以太网等多种管理手段以完成RAID、LUN及LUN映射等管理功能。
要求SAN存储中配置相应的光纤卡、SFP模块、光纤线缆。
1.3.3备份系统
备份系统需要通过虚拟磁带库和备份软件对数据库服务器进行数据备份。
要求通过虚拟磁带库应用专业备份软件,根据系统管理员的设置,虚拟磁带库可以完成定时、定文件、定目录、定数据库的自动备份任务,做到无人值守备份。
通过备份软件的支持,虚拟磁带库须能够完成故障自动诊断、报警、磁带管理、数据恢复等功能。
可以根据用户需求来设定备份服务器对虚拟磁带库的磁带驱动器的读写权限,可以分别设定只读、读写等权限,便于备份恢复管理。
虚拟磁带库存储介质的条码可以自行指定也可以与虚拟磁带库后端所连接的物理虚拟磁带库中的磁带条码相一致,以便于磁带归档管理。
虚拟磁带库须带有机械锁,使不相关人员无法接触到磁盘,确保备份磁盘的安全性。
数据存储介质支持硬盘热插拔,便于维护更换。
支持对使用另外的虚拟磁带库中的虚拟磁带对某一盘虚拟磁带进行克隆;
支持将一盘虚拟磁带导出到一盘同类型的物理磁带中,同时也支持使用一盘空白虚拟磁带对一盘物理磁带进行复制、克隆。
虚拟磁带库可以虚拟的物理磁带库库体类型:
ADIC、QUANTUM、SONY、HP、IBM等。
虚拟磁带库要求支持连接物理磁带库,支持虚拟磁带到物理磁带的归档导出功能。
虚拟磁带库要求支持“TapeCapacityOnDemand”,即虚拟磁带在分配存储空间时,可以先分配一部分,具体使用量根据需求自动增长,以求最大化利用存储资源。
虚拟磁带库要求具备将其后连接的物理磁带库直接映射给主机的功能,以便加快关键归档数据的恢复速度。
备份软件要求能兼容微软Windows操作系统和ORACLE、SQLServer数据库。
备份软件要求模块化设计,可能通过增加代理模块的方式获得更多备份功能。
要求增加模块不用重装备份软件或是备份主机。
2、需求分析
2.1SAN存储系统:
用户目前系统众多,同时还需要考虑到其他如数据库、文件等多种应用系统对数据存储容量以及性能的需求,考虑到用户目前服务器数量较多,而且日后还会根据需求再继续增加服务器,因此构建一套基于光纤架构的FC与SATA混接存储系统是最好的选择。
选择一个大容量、高可靠的SAN存储系统我们应该从如下几方面考虑:
存储系统的可靠性、可维护性
用户目前的存储需求为3TB光纤接口以及7TB的SATA接口存储系统,这样大容量的数据存储系统所存储的均是用户重要的媒体、文档及数据库数据,其重要性可想而知。
存储系统的可靠性、可维护性应该是磁盘存储系统选择的重中之重。
磁盘存储系统的可靠性主要包括:
A.磁盘存储系统电源系统可靠性,冗余电源设计、电源承载能力;
⏹所选择的磁盘阵列存储系统是否具备冗余电源,电源模块是否具备在线热插拔更换功能,每个电源模块的承载能力是否足以应付独立工作时对整个磁盘I/O系统的供电。
B.磁盘存储系统的散热系统可靠性,散热系统的冗余设计,散热系统的效率;
⏹磁盘阵列存储系统的由于内部组件结构紧密,内部所安装的硬盘均为高速硬盘,发热量较大,另外磁盘阵列存储系统通常为7×
24不间断运行系统,如果产生的大量热量无法迅速排除,高温会导致很多电子元器件故障。
因此磁盘阵列存储系统的散热系统同样也是决定磁盘阵列可靠性的重要因素,所选择的磁盘阵列存储系统是否具备冗余的散热系统,散热系统的工作效率是重要考核指标。
C.磁盘阵列存储系统的核心控制器的可靠性,控制器故障检测功能;
⏹磁盘阵列存储系统的核心是控制器,控制器担负着最重要的工作,就像人的大脑与心脏,控制器的平均故障间隔时间、控制器自我故障检测功能等均是重点考核指标。
D.磁盘阵列存储系统对于物理硬盘的容错功能,RAID级别的支持,自动RAID重建功能,磁盘在线热备援功能;
E.磁盘阵列存储系统对于物理硬盘的监控功能,SMART技术,智能介质扫描技术;
存储系统的性能
用户目前的存储需求为10TB存储系统,这个存储系统要为多个主机节点提供数据I/O服务,存储系统的性能直接关系到整个计算机系统的整体处理性能,因此我们要在保证存储系统高可靠的前提下,选择高I/O性能的存储系统。
存储系统的性能主要取决于下述方面:
A.磁盘阵列存储系统的主机、磁盘通道速率;
B.磁盘阵列存储系统的控制器I/O性能;
⏹磁盘阵列存储系统控制器的I/O性能主要包括控制器CPU处理性能、控制器高速缓存大小、控制器内部总线带宽、控制器与物理硬盘之间的链路带宽。
C.磁盘阵列存储系统性能优化设计;
⏹磁盘阵列存储系统性能优化设计主要包括磁盘阵列是否具备RAID逻辑磁盘的StripeSize调整功能,磁盘阵列是否具备数据预读、随机、顺序数据读写优化等功能。
存储系统的可管理性
用户目前的存储需求为10TB存储系统,10TB的存储系统是由多个存储子系统模块组成,设备的管理面临严峻的挑战。
存储设备可管理性主要包括如下几方面:
A.磁盘阵列存储系统是否支持RS/232串口管理;
B.磁盘阵列存储系统是否支持以太网远程管理;
C.磁盘阵列存储系统是否支持图形化界面管理;
D.磁盘阵列存储系统是否支持在线更换故障部件;
E.磁盘阵列存储系统是否支持在线升级系统固件;
综合上述分析结合用户需求,我们推荐用户采用大容量、高可靠的NetStor光纤磁盘阵列以及SATA存储解决方案作为用户数据的存储介质。
2.3离线数据备份系统:
用户目前的数据量已经达到TB级,并且分别由多台服务器进行协调管理,如果需要对这些海量数据进行备份我们需要考虑很多问题:
采用何种备份存储介质:
目前的备份存储介质有很多种,光盘、磁盘以及磁带;
其中,光盘存储介质存取数据较快,但单盘容量较小,较适合于少量媒体音像资料的备份存储;
磁盘存储介质的存储速度最高,但价格相对昂贵,适合于在线数据存储系统;
磁带性能价格比最高,数据存储速度随着技术的变革与发展也逐渐提高,单位存储容量的价格最具性价比,据IDG统计,目前全球有70%以上的数据是存放在物理磁带中的,但是,采用磁带作为数据备份的存储介质又要面临备份速度较低,磁带驱动器机磁带库机械零部件可靠性的考验,有数据统计表明,物理磁带库每年的维护成本相当于物理磁带库购买价格的10%-20%。
考虑到存储成本、性能、可靠性,可管理性,同时又考虑到未来用户数据的增长情况,我们建议用户采用虚拟磁带库+物理磁盘作为备份存储介质。
虽然我们建议用户采用虚拟磁带库作为备份介质,虚拟磁带库可以虚拟出多种类型的磁带驱动器,似乎讨论何种磁带驱动器以及多少个磁带驱动器没有任何意义。
采用何种备份方式:
用户的关键业务数据分布在多台服务器中,我们可以采用网络备份和LAN-Free备份两种方式对数据进行备份,网络备份方式是备份服务器通过网络来备份网络中其他服务器的文件系统以及数据库,在备份过程中,被备份的服务器由于有数据I/O的请求所以其应用服务的性能会相应有所下降,同时数据是通过网络到达备份服务器控制的磁带库中的,在进行数据备份时势必会占用一部分网络带宽影响用户的其他应用系统。
LAN-Free的备份是针对网络备份性能较低问题通过SAN进行数据备份的解决方案,服务器通过SAN环境共享光纤接口磁带库,每台服务器需要备份的数据直接通过SAN备份到磁带库中,可以实现LanFree的备份,在备份过程中占用服务器的CPU、内存很小的资源,备份数据流通过SAN的光纤路径传输不再占用网络带宽,LAN-Free备份需要投入加大的建设成本,这包括SAN连接设备、光纤接口的磁带库、基于SAN备份的备份软件等等。
除了传统的网络备份以及LAN-Free备份以外,很多备份软件还可以支持私有网络备份,在这种备份结构中,每台服务器都有两片网卡,其中一片是用于正常的生产工作的,另外一片则是用来进行数据备份通讯的,在备份软件中可以选择通过这个私有的网络来进行备份数据的传输,在一定程度上减少了数据备份工作对正常的生产工作的I/O压力;
从投资方面考虑,私有网络备份方式的投入也非常的小。
考虑到用户的数据量相对较多,而且数据分布在各服务器中,构建LAN-Free备份则投入与产出比不高,而现在的服务器一般都集成了双千兆以太网卡,因此我们建议用户采用私有网络备份方式进行数据备份。
考虑到客户备份到虚拟磁带库中的数据会有选择归档到物理磁带中进行异地保存,所以我们在这里还是要分析一下物理磁带驱动器类型。
采用何种磁带驱动器类型:
目前市场上的磁带驱动器类型主要有AIT、VXA、DLT、LTO等类型,“为什么要选VXA?
为什么不是另外的磁带驱动器,如DLT或DDS?
”赢得大奖的VXA磁带驱动器以其包格式技术提供了几乎100%的数据恢复能力,这是其它磁带技术所没有的。
VXA提供的优势:
∙匹配中端服务器和工作站的最优性价比磁带驱动器
∙使用包格式提供了最好的数据恢复能力
∙灵活的磁带容量选择,可选12/24GB、20/40GB或33/66GB
∙可选SCSILVD、IDE/ATAPI或FireWire/IEEE1394/iLink连接
VXA驱动器以小的、具有独立地址的包格式记录数据,这与在因特网上传输文件的方式一样。
VXA也是一个可变速运行的机器,可以匹配磁带驱动器与主机间的数据传输速率。
可变速的特点使它的磁头可以对磁带进行无空隙扫描和对每个数据包读多次,使VXA驱动器清除了被称为“回扯”或“擦皮鞋”这种在通常流式磁带驱动器中经常发生的操作(象DDS和DLT)所导致的磁带磨损和下降。
VXA是针对100%数据恢复和100%数据交换而设计的磁带驱动器技术,VXA也是不依赖于磁头/磁带几何位置而保持读写速度的磁带驱动器技术,就是磁带出现小的伸缩或起绉,也不用担心驱动器不适宜。
这种无空隙扫描技术与主机数据速率匹配避免了磁带磨损和拉扯,保证了你的数据能在任何的VXA驱动器上恢复。
我们建议用户采用VXA类型的磁带驱动器应用于即将建设的离线备份系统;
采用何种备份软件:
根据用户需求,我们考查了多个生产开放式备份管理软件厂家,其中有CommVault、VERITAS、Legato和CA等。
经过考查,方案建议选择CommvaultGalaxy作为备份系统的备份管理软件。
选择Commvault的Galaxy备份管理软件原因主要有:
●在业界是备份/恢复成功率最高;
●在LAN网上备份/恢复最快;
●在WAN网上最稳定和最快;
●在SAN网上最稳定,最可靠;
●操作使用最方便;
●管理/运营成本最低;
●体系结构最先进;
●是唯一能把数据备份/恢复、数据迁移、归档、数据高可用、数据灾备和存储管理基于同一平台下的软件系统。
●存储介质虚拟化管理做得最完备;
●2000年后同行获奖最多;
●同行增长最快。
因此本方案推荐使用CommvaultGalaxy作为数据备份/恢复管理软件。
二、SAN存储解决方案
1、数据存储系统设计原则
本存储方案是为某职业技术学院的需求而量身设计的。
设计方案中充分的考虑了计算系统对于存储系统高可靠、高性能、高可扩展性等多方面的需求,方案经过了反复的论证,以确保方案的可行性、可操作性、可维护性以及未来的可扩展性。
由于计算存储系统中数据的产生、访问、分布上必定对存储系统的可靠性、可用性、高扩展性及可管理性上具有很高的要求。
因此,即将建设的存储系统应遵循以下原则:
1)集中化的数据存储架构
存储架构能够适应计算存储系统目前及未来存储容量的需求,又能够对存储资源进行集中化管理和利用,为某职业技术学院计算系统提供一个集中、安全、可靠的存储环境。
2)高I/O、高性能的存储架构
某职业技术学院存储系统的多种核心应用不但需要集中的存储系统支持,即同时连接多台应用服务器,而且必须兼备很高的I/O性能才能胜任。
3)可保护投资的存储架构
存储架构是一个长期的架构,除了可以应对存储硬件设备的升级速度外,还必须考虑到对前期存储设备的投资保护,在保证不断提供功能和性能提高的同时,存储架构在较长的时间内能够保持相对稳定。
4)高可用性与高数据安全性
数据是某职业技术学院系统核心应用的最终保障,必须能够保证7X24运行,存储系统必须有高可用性,以保证应用系统对数据的随时存取。
5)灵活的扩展性
结合某职业技术学院系统的数据量增长情况,存储系统必须有强大的扩展性来满足这种高速发展的要求。
6)简单易用的管理工具
某职业技术学院系统的核心是数据存储,所以存储设备的数据分类和管理功能十分重要。
为了提高系统管理的效率、管理的安全性,存储系统必须有便于使用的存储管理工具。
2、数据存储系统设计要求
目前的磁盘存储设备有多种选择,如何从种类繁多的存储设备产品中选择一个真正适用于用户需求的产品,我们从如下几方面来考虑:
⏹存储硬件系统-磁盘阵列的可靠性;
⏹存储硬件系统-磁盘阵列的性能;
⏹存储硬件系统-磁盘阵列的可管理性;
⏹存储硬件系统-磁盘阵列的可扩展性;
⏹存储硬件系统-HBA卡与操作系统的兼容性;
⏹存储硬件系统-光纤交换机的可靠性;
⏹存储硬件系统-光纤交换机的可管理性;
⏹存储硬件系统-光纤交换机的可扩展性;
⏹存储软件系统-存储管理软件的跨平台管理功能;
⏹存储软件系统-存储监控软件的管理功能;
3、FC在线存储整体解决方案
通过对某职业技术学院计算存储系统的需求分析,以及某职业技术学院计算系统对存储系统的技术要求。
解决方案的整套系统存储结构采用目前最为先进的存储区域网络技术(SAN),将存储设备通过光纤连接到SAN,实现基于SAN的在线存储。
由于整套某职业技术学院计算系统数据量较大,且数据增长速度快。
为提高系统数据存储的效率,我们推荐采用的NetStor光纤磁盘阵列系统作为在线的存储设备以提供给数据库之类的大I/O应用系统,采用NetStorSATA磁盘阵列作为在线存储设备以提供给文件服务器之类的大容量小I/O量的应用系统。
同时NetStorDA光纤磁盘阵列还可以通过增加磁盘扩展柜的数量来继续增加磁盘的整体容量,为用户配置的NetStor光纤磁盘阵列系统最大可以扩展到180TB以上。
磁盘阵列与配套的磁盘扩展柜连接采用双链路光纤线缆,RAID控制器与物理磁盘之间采用双光纤环路的连接方式,保证了数据通信的高可靠性。
4、存储系统拓扑图及构建描述
根据用户当前的需求,我们目前可以采用SAN的架构来进行规划。
通过配置软件将NetStor磁盘阵列中创建相应的RAID逻辑磁盘,根据用户目前的使用需求,将RAID逻辑磁盘划分为多个LUN(分区)来给所有的服务器使用;
通过光纤交换机来提供足够的主机通道,每台服务器的一片光纤卡连接到光纤交换机上,磁盘阵列的两个主机通道也通过光纤线缆链接到光纤交换机的对应端口,由此构建一个高性能的SAN存储系统。
目前配置的光纤交换机还有多余的端口,未来如果有服务器需要使用SAN环境的存储资源可以方便的加入的目前的SAN中。
5、系统设计方案特点
5.1提高存储空间利用率
⏹整体存储设计采用了SAN架构;
⏹在在线数据存储中,使用了NetStor光纤磁盘阵列以及SATA磁盘阵列产品,该产品支持异构平台;
并根据具体的应用使用不同的存储介质。
⏹使用了CoreManager管理软件进行磁盘的存储空间有效配置管理;
对存储到主机的LUNMapping进行灵活的管理分配,有效的提高了各个主机、异构平台使用存储的利用率。
5.2存储系统的高安全性
⏹存储局域网SAN的核心存储设备采用NetStor光纤磁盘阵列,NetStor光纤磁盘阵列为企业级存储产品,内部组件采用冗余的模块化设计,双冗余大功率电源供电系统,电源模块采用模块化设计支持在线热插拔更换维护。
⏹NetStor光纤磁盘阵列控制器平均故障间隔时间(MTBF)为500,000小时,控制器具备自动故障检测功能,控制器的高速缓存可以选配锂电池保护功能,提供72小时断电Cache数据保护,全面保护在系统突然断电情况下Cache中数据不会丢失。
⏹NetStor光纤磁盘阵列支持RAID0,1,3,5,1+0,30,50级别,支持本地、全局热备援磁盘设定、逻辑磁盘RAID自动重建、RAID重建优先级可调等功能。
⏹NetStor光纤磁盘阵列具备物理硬盘故障监控功能,支持业界标准的S.M.A.R.T功能,支持智能介质扫描技术,最大程度避免由于硬盘故障造成数据丢失的问题。
⏹NetStor光纤支持在线进行微码升级,保证系统应用的连续性。
⏹采用最常用的SAN网络结构,此种网络结构配置灵活,有利于备份系统接入和系统扩容。
5.3存储系统的高性能
⏹NetStor光纤光纤磁盘阵列控制器CPU采用IBMPowerPC750Cxe64位处理器,控制器最大支持1GB的高速缓存,控制器内部总线带宽达到1066MB/s;
⏹NetStor光纤磁盘阵列对外提供2个光纤通道。
⏹NetStor光纤磁盘阵列支持在同一磁盘阵列中不同的RAID可以设定不同的StripeSize,磁盘阵列具备数据预读、随机、顺序数据读写优化的功能,方便用户进行性能优化,提高数据处理能力。
⏹方案设计时采用光纤连接,使得服务器、交换机和磁盘阵列之间带宽可达200MB/s,避免在交换机之间形成瓶颈。
5.4存储系统易于管理
⏹NetStorDA系列光纤磁盘阵列具备RS/232接口、10/100MB/s以太网接口、LCD液晶控制面板三种管理接口。
LCD控制面板可以为用户提供直观的配置管理界面,用户无需使用其它主机即可对磁盘阵列进行所有设置管理工作;
用户也可以通过标准的串口线缆联接到RS/232接口,通过终端或仿真终端软件实现所有管理功能。
⏹NetStorDA系列光纤磁盘阵列具备了10/100MB/s以太网接口,这是目前世界最为先进的磁盘阵列管理方式,用户无需亲自到磁盘阵列现场,通过网络(LAN/WAN)远程Telnet,或使用支持JAVA的浏览器就可以方便实现远程监控、管理功能。
6、存储系统管理及监控功能软件介绍
1)磁盘阵列存储系统管理
磁盘阵列设备管理包括下述几方面:
◆磁盘阵列故障监控(电源系统、风扇系统、物理磁盘、相关电压、相关温度);
◆磁盘阵列日志察看;
◆磁盘阵列I/O、Cache读写命中率察看;
◆磁盘阵列的相关参数设定(控制器参数、主机端参数设定、磁盘端参数设定、主机通道参数设定、磁盘通道参数设定);
◆逻辑磁盘(RAID)管理(创建、分区、删除、LUNMapping、热备援磁盘管理)。
NetStorDA系列磁盘阵列提供基于RS232串口、LCD面板、10/100MB以太网的三种管理方式,三种管理方式均具备所有管理功能,管理界面包括超级终端、Telnet字符界面、JAVAGUI界面,所有管理方式均采用密码认证机制,防止恶意破坏。
A、三种管理权限,便于用户分层次管理!
Information用户权限范围:
只能察看磁盘阵列的状态以及配置信息,无法进行任何更改;
Maintenance用户权限范围:
除了Information用户的权限外,还可以对现有RAID进行Rebuid、指定热备援磁盘,以及进行磁盘扫描的功能;
Configuration用户权限范围:
全部管理功能,包括创建RAID、RAID分区、通道映射管理、磁盘阵列相关参数调整等等;
B、方便直观的管理界面便于用户掌握、管理!
对于磁盘阵列故障监控,NetStorDA磁盘阵列可以提供电源系统、风扇系统的工作状态监控、设备电压、温度监控、物理磁盘状态监控。
对于磁盘阵列日志的记录、察看,NetStorDA系列磁盘阵列提供对磁盘阵列所有变更的操作的记录。
NetStorDA系列磁盘阵列提供了I/O、Cache读写命中率监控功能。
NetStorDA系列磁盘阵列提供了丰富的相关参数设定功能,如控制器Cach
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