Atempo解决方案SAN.docx
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Atempo解决方案SAN.docx
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Atempo解决方案SAN
2007年2月
AtempoChinaLtd.
1.前言
随着计算机存储信息量的不断增长,数据备份和灾难恢复成为引人关注的话题。
企业最为宝贵的财富就是数据,要保证企业业务持续的运做和成功,就要保护基于计算机的信息。
人为的错误、硬盘的损毁、电脑病毒、自然灾难等等都有可能造成数据的丢失,给企业造成无可估量的损失。
这时,最关键的问题在于如何尽快恢复计算机系统,使其能正常运行。
由于数据备份所占有的重要地位,它已经成为计算机领域里相对独立的分支机构。
一般来说,各种操作系统所附带的备份程序都有着这样或那样的缺陷,所以若想对数据进行可靠的备份,必须选择专门的备份软、硬件,并制定相应的备份及恢复方案。
如果每一台服务器或每一个局域网络都配置了数据备份设备以及相应的备份软件,那么一旦出现问题,便能够轻松完成系统和数据的恢复工作。
1.1.项目背景
中国网通由集团总部,北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、河南、山东10个省、自治区、直辖市分公司(简称北方十省),以及南方其余21省分公司组成。
根据集团公司“五统一”工作总体部署和体制改革要求,中国网通成立了集团公司采购与物流中心及各省分公司、地市公司采购与物流中心,其任务是对各级、各类物资、服务进行集中采购与物流的统一归口管理;其宗旨是建立完善的采购与物流体系,支撑、服务企业生产运营,促进企业精细化运作;其目的是开源节流、降本增效;其工作原则是“需求与采购分离、采购与决策分离”,提高管理规范性,做到公平、公正、公开。
2005年,依据集团总体要求,中国网通北方及南方各省逐步开始实施了OracleERP信息系统。
通过ERP系统的逐步实施,较好的促进了采购与物流管理水平的提高,但与集团总体管理目标还有一定差距,因此需要尽快全面开展中国网通采购与物流管理系统的建设。
采购与物流系统的建设不仅应满足业务管理的要求,还需将先进的管理理念和IT技术紧密结合,使之能灵活、高效、持续支撑未来业务管理的需要。
数据备份作为日常维护中的重要部分是不能忽视的,传统的备份手段效率偏低,耗费人力和时间。
随着对于数据备份要求的提高,我们需要建设集中数据备份系统,实现应用平台维护部全网主机的系统数据备份和用户数据备份。
1.2.系统现状
1.2.1.ERP核心系统
2005年,依据集团总体要求,中国网通北方及南方各省逐步开始实施了OracleERP信息系统。
实施的OracleERP系统涉及到了7个模块,总帐(GL)模块、应收模块(AR)、应付模块(AP)、采购模块(PO)、库存模块(INV)、项目会计模块(PA)和固定资产模块(FA)。
其中的PO和INV模块涉及到了采购与物流管理的部分业务,尤其是与物流管理相关的业务。
目前PO及INV模块已经实现的功能主要有:
●l采购订单下达
●l物资出入库管理
●l物资调拨及转移
●l物资统计报表功能
1.2.2.计划建设管理信息系统
中国网通于2004年10月底启动了“中国网通计划建设管理信息系统”的建设工作,并于2005年4月在集团总部和南方21省正式启用,实现了集团总部、南方21省分公司年度计划及项目前期的审批功能。
一期系统主要的功能模块如下:
●l网络规划
●l年度计划
●l项目审批
●l批次计划
目前,中国网通已经开始进行“计划建设管理信息系统”二期工程的建设工作。
二期工程主要完成工程建设管理模块,具体功能如下:
●l工程设计
●l工程进度管理
●l工程验收
同时,二期系统还要按照集团统一的业务规范和技术规范,改造(或新建)北方各省已有系统,形成逻辑上完全统一的计划建设管理信息系统。
1.2.3.全面预算系统
中国网通于2004年开始了“全面预算系统”的一期建设工作,2005年完成了经过调整后的“全面预算系统”二期工程。
系统的主要功能如下:
●l预算编制
●l预算审批
●l预算查阅
●l预算批复
●l预算调整
●l预算上报
●l状态查询
●l预算调整单管理
●l预算分析
目前,2006年全面预算工作已经基于此系统展开。
1.2.4.网络资源管理系统
中国网通正在推广“骨干网网络资源管理备品备件系统”。
●l网络资源的备品备件管理
结合中国网通现有的运营体制,完成对备品备件、库房存放的统一管理和调配、流转记载、维修报废处理等,为企业分析、优化备品备件管理提供数据支持。
●l备品备件查询、统计和分析
对骨干网网络资源系统备品备件进行查询、统计和分析,完成对各类各地的备品备件的查询、统计、预警和分析,并通过多种格式报表呈现给用户。
1.3.系统架构
由于本项目是ERP的拓展项目,其整体架构与ERP核心系统相同:
即在北方十省分公司分别建设一套物理上独立的系统,在集团总部建设一套集中的系统,南方21省分公司用户直接登录到集团总部的系统。
为完成集团总部及各省公司之间数据、流程的同步更新,北方十省分公司需将各自的采购与物流计划需求及时上传集团总部,在集团总部完成全集团采购与物流管理的汇总、分析,并及时下达至各省系统。
1.4.需求分析
我们总结中国网通ERP采购与物流管理系统的备份应该具备如下的一些特性:
1.支持各种主流操作系统,包括HP-UX、SUNSolaris、IBMAIX、Windows以及Linux系统等。
2.提供对主流数据库的广泛支持,如Oracle、Informix、Sybase、SQLServer、DB2等数据库的图形化操作方式以及在线备份的功能,同时支持数据库本身提供的多种备份方式,如Oracle数据库的ArchiveLog方式和RMAN方式,提供不同的备份粒度。
3.在计算机系统故障或其它一些环境因素造成数据丢失后,可以快速有效地定位以及恢复数据;具有充分的扩展性,包括磁带扩容、新客户端添加、新带库添加;数据备份系统不能对现有的应用系统产生不良影响。
4.备份软件应能对备份系统集中管理,统一管理备份设备、备份介质和备份或恢复任务,能统一定义管理备份策略和恢复策略。
对备份设备和备份任务应提供完善的监控和诊断机制,应具有主动报警机制。
5.操作界面友善,支持图形操作界面和命令行操作界面方式,且支持远程管理。
应能方便直观地进行备份策略的定义、进行备份设备、备份任务的监控、了解备份介质的使用状况等。
6.系统安装、操作简单,支持远程安装,以应付大规模的应用部署。
7.备份软件应支持各种类型的Cluster架构,以适应客户的不同需求。
8.支持SAN、NAS、IPStorage等多种存储架构,并能够统一管理。
9.提供高效的介质管理,数据备份系统可对在每个参与备份工作的介质提供标签识别功能;辅之以介质外部的条码标识,利于在备份和恢复作业中,迅速定位;即使外部的条码标识因种种原因不能使用,系统也能够通过判读电子标签,知道介质上的内容。
10.提供强大的可扩展性,便于系统扩容,提供高可靠性。
2.设计要点
针对中国网通ERP采购与物流管理系统备份的需求,从不同的角度对其进行系统的分析,不同业务采用多样化的备份手段,以达到整个备份系统的高效、协调、完整。
大数据量的数据库备份,我们推荐采用基于SAN的LAN-Free备份,通过TimeNavigator软件实现Oracle等数据库的联机热备。
同时对于不同的业务系统,可以采用全备份、增量备份、合成备份等方式,达到数据保护的目的。
同时借助于RMAN等数据库备份方式,实现Oracle数据库的表级备份和快速恢复。
系统级快速恢复,我们推荐采用基于AtempoTimeNavigatorDisasterRecovery技术,用来保护业务数据库服务器和应用服务器,在系统崩溃的灾难发生时,快速恢复到可用状态。
高速备份,我们还可以采用TimeNavigator内置的虚拟磁带库技术,充分利用高速磁盘的处理能力,快速的将生产系统数据备份下来,再借助虚拟磁带库到真实磁带库的自动数据迁移,实现系统的高速备份。
2.1.建设目标
建设一套灵活高效的信息系统,为采购与物流管理的规范化、制度化、流程化和透明化提供有力支撑。
通过系统建设和项目实施,从而为网通集团提升采购与物流管理水平、建立长期降本增效机制提供坚实的基础。
ERP采购与物流管理系统备份解决方案将建成集中数据备份、统一管理的备份平台。
备份系统将满足业务支撑系统所有关键数据的备份,以及备份数据的异地容灾。
本次工程建设的基本目标如下:
1、采用不同的备份技术,根据数据备份的要求,采用多样化的备份方式,同时提供多种数据恢复策略,从而增强备份系统的可用性;
2、设计快速有效的备份数据恢复机制,实现备份系统在业务系统允许的异常时间内进行数据完整无丢失的恢复;
3、基于SAN存储环境,采用先进而且成熟的LAN-FreeBackup、和动态磁带驱动器在多服务器之间动态共享技术。
实现多服务器多数据流的并行备份、减少网络瓶颈对备份的影响,从而提高备份系统的备份速度、降低备份对生产系统的影响;
4、制定完善的备份数据保存策略,实现备份数据的异地存放,从而达到系统的磁带容灾目的;
5、建设统一备份管理架构,提供简便的操作管理界面;并提供强大的备份报表功能,来制定和不断完善备份策略;
6、集中备份系统具有很好的开发性和扩展能力,备份系统最终能够平滑地上升到技术更为先进的Serverless备份。
2.2.设计原则
在对中国网通ERP采购与物流管理系统备份方案设计中,将遵循以下原则:
∙符合国际标准
软件产品符合国际标准,并获得国际权威机构的认证。
∙符合国际技术潮流和发展方向
软件产品符合国际主流的技术和发展方向,具有很长的技术寿命。
∙性能卓越
我们在整体方案的每个环节均提供性能卓越的解决方案
∙提供一体化的完整的数据存储管理解决方案
这种一体化的数据存储管理解决方案体现在存储备份系统体系结构,磁盘阵列子系统、磁带库子系统、服务器、存储管理软件之间的高度集成。
∙安全指标
--数据系统始终保持完整性
--数据系统具有故障的恢复能力
∙管理指标
--集中的自动化管理
--系统性能监测及维护
--在线管理
--集中备份管理
2.3.备份系统组成
能否安全有效的备份取决于以下三个因素:
▪执行备份的磁带机(库)
磁带机(库)的质量与性能在整个备份过程中是至关重要的,它是能否进行高质量备份的关键所在。
目前的信息存储设备市场上有AIT、DLT、LTO等多种类型的磁带,并具备错误修正、读写检测、磁带监测等多种功能,以保证备份数据的万无一失。
▪存储备份数据的介质
介质是数据的负载物,它的质量一定要有保证,使用质量不过关的介质无疑是拿自己的数据冒险。
由于磁带是一种易耗品,有一定的使用寿命,使用者应当知晓何时需要更换新磁带。
有些好的磁带会自带一个使用记录,当磁带使用次数超过了最高限制,会自动报警,提醒用户更换磁带。
▪控制备份的软件
操作系统通常包括一些基本功能,但是为了达到更好的备份效果,最好使用专门的备份软件,这对于安全有效的数据备份是非常重要的。
理想的备份软件与自动加载磁带机配合,可提供自动备份、自动磁带轮换、自动诊断和数据统计功能。
2.4.备份系统架构
根据多年备份系统实施的经验,从提供完整的和性能出色的存储体系出发,建议采用如下的备份架构:
1)采用SAN的体系架构,新增加的磁带库位于光纤网络中,并采用冗余的备份通道。
2)采用企业级备份软件,实现大数据量的自动备份机制。
3)注重备份策略的设计,真正满足应用系统的备份需求。
4)实现统一备份管理和维护,提高系统的可维护性和可靠性。
5)保留数据迁移体系的接口,今后可以实现更大数据量的合理存放,并与备份软件有效结合,真正做到存储空间的无限扩展。
6)配置大容量的磁带库,支持超大容量的扩展。
7)通过磁盘复制技术,提供一定程度的容灾技术保证。
2.5.采用SAN的存储结构和备份技术
SAN(存储局域网)是近年兴起的一种全新的存储理念,是指独立于服务器网络系统之外的高速存储网络,这种网络采用高速的光纤通道作为传输媒体,以FC+SCSI的应用协议作为存储访问协议,使用户获得不低于100MB/s的数据系统访问速率。
SAN是计算机系统和存储系统的一种理想的配置方式,它把诸多LAN/WAN的概念应用于计算机系统和存储设备之间的连接,因而为存储设备之间以及主机与存储设备之间提供了强大而灵活的互连能力,有利于数据的集中管理和数据的无限扩展。
可以说,SAN充分体现了数据对企业的价值,它使得数据系统彻底摆脱了传统的分散式管理格局,走向一体化的信息管理。
在SAN的架构下,多个服务器主机通过光纤接口设备连接到光纤互连设备,而光通道的互连设备又通过光纤与多个光纤接口的磁盘设备或磁带库设备相连。
这种存储网络的直接结果是:
主机系统与存储设备均可以双向灵活扩展,整个系统可以形成存储共享的有机整体。
同时,光纤的通道又为数据访问提供了单通道100MB/S(目前最高为200MB/S)的访问能力,大大高于传统的SCSI技术所提供的通道能力。
可以说,SAN带来了真正的存储池和存储中心的实现,近年来,多主机的磁盘阵列异构技术、文件系统共享技术相继突破,为SAN带来了勃勃生机。
实际上,在SAN形成的根本原因中,高速的备份系统成为很重要的一个因素。
我们知道,传统的基于SCSI模式的备份方式,一般采用设定网络备份服务器的形式,网络上各服务器和客户机的备份,均通过局域网,由备份服务器进行。
这种方式,一方面占用了一定的应用网络带宽,另一方面,备份效率受到很大制约。
根据实际经验,网络环境下的备份,备份效率至少下降50%以上。
尤其在大数据量和多文件的备份系统中,其备份效率的缺陷十分明显,已经构成了该类备份系统的瓶颈。
按照中国网通ERP采购与物流管理系统大数量备份的需求,传统的备份模式已完全不能满足这一要求。
本系统所采用的SAN存储结构为存储系统提供了高速的光通道连接网络,也为今后在日常数据备份中,使磁盘的数据向磁带库的直接备份成为可能(我们称这种备份为LANFreeBackup),使用基于SAN的LANFree备份技术可以在单条1Gbps的FC光纤通道中直接获得接近100MB/s的通道传输速率(采用网络备份平均只能获得30MB/s的数据传输速度)。
随着光纤通道技术的不断发展,这一速度还在不断提高,目前FC的最高速度为200MB/s,而且200MB/s的传输速度也被各个FC设备厂商所广泛支持,即将取代100MB/s的传输速度成为主流技术。
采用基于SAN的LAN-Free技术实现备份,大大优化了备份系统的体系结构,完全将应用使用的IP业务网络解放出来,可以说,充分利用了SAN带来的巨大潜力,这也是LAN-FreeBackup的优势所在。
2.6.采用AtempoTimeNavigator企业备份解决方案
中国网通ERP采购与物流管理系统中整合了各类重要数据,因此数据安全性必然是设计的重中之重。
而Atempo公司的TimeNavigator备份管理软件能够提供完善的企业数据备份解决方案,对各种开放平台文件系统和Oracle,Sybase,SQLServer等数据库实现联机备份。
TimeNavigator作为异构平台以及分布式环境的自动备份/恢复的解决方案,同时兼容SAN以及NAS技术,提供给企业最适合的关键数据保护。
TimeNavigator是面向企业级的多层次备份体系,支持分布式的方案部署以及集中化的管理模式,既避免不必要的数据交换,同时集中化的备份控制能够提供给管理员以全局的管理视图,可以帮助管理员更好的管理整个备份域,做到故障的及时处理和备份策略的优化。
TimeNavigator可以针对Unix,Windows,VMS,Netware以及Linux等环境下各种类型应用的备份、恢复以及归档提供全局统一的解决方案,支持应用类型包括文件系统、数据库以及打包的应用等。
借助于友好的交互式图形界面,TimeNavigator提供给用户许多先进的特性,如TimeNavigator集成了创新的科技“时间导航”技术,对于恢复数据一致性是一种革命性的方法变革。
TimeNavigator提供高性能数据保护解决方案,具有无限可扩展性,并且能够跨平台备份多种主流的服务器及应用,包括HP-UX、Tru64、IBMAIX、Linux、SUNSolaris、Windows2000/2003、MacOS等,完全可以能够满足客户大型应用的需求。
其成熟的备份性能能够显著减少备份窗口,同时其易于使用的图形用户界面允许管理员集中监控和管理整个备份系统。
3.备份系统设计
3.1.备份系统设计依据
3.1.1.备份类型
常见数据备份策略有多种:
完全备份、增量备份、合成备份等。
同时,在备份对象上主要分为:
系统备份、数据库备份、归档备份、应用备份等。
全备份:
每次备份定义的所有数据,优点是恢复快、完备,缺点是备份数据量大,数据多时可能做一次全备份需很长时间。
增量备份:
备份自上一次备份以来更新的所有数据,其优点是每次备份的数据量少,缺点是恢复时需要全备份及多份增量备份。
合成备份:
利用上一次的全备份结合随后的增量备份合成一次全备份,使得数据备份对于原有系统的影响降至最少。
系统备份:
主要对文件系统进行备份。
数据库备份:
对数据库(Oracle、Sybase、Informix、SQLServer等等)进行备份,可分为在线备份和离线备份;在线备份又可分为物理备份和逻辑备份。
数据归档:
将历史数据拷贝至磁带等存储介质进行长期保存,并可选择是否将原有数据删除。
应用备份:
利用应用程序的接口实现对应用的完善的备份管理,如LotusNotes、Exchangeserver备份等。
在备份策略中,各种备份的数据量不同:
完全备份>增量备份>合成全备份。
在恢复数据时需要的备份介质数量也不一样:
如果使用完全备份方式,只需上次的全备份磁带就可以恢复所有数据;如果使用完全备份+增量备份方式,则需要上次的全备份磁带+上次完全备份后的所有增量备份磁带才能恢复所有数据;如果使用合成全备份方式,只需要最近的一次全备份介质。
在备份时要根据它们的特点灵活使用。
在备份类型选择时,一般的规则是:
1.对于操作系统和应用程序代码,可在每次系统更新或安装新软件时做一次全备份。
2.对于一些日常数据更新量大,但总体数据量不是非常大的关键应用数据,可每天在用户使用量较小的时候安排全备份。
3.对于日常更新量相对于总体数据量较小,而总体数据量非常大的关键应用数据,可每隔一个月或一周安排一次全备份,在此基础上,每隔一个较短的时间间隔做增量备份。
以上的选择,使得备份系统与应用系统进行紧密的结合,对系统资源的利用较高,占用资源较少。
3.1.2.磁带的保存时间
备份过程中要用到大量的存储介质,备份介质的保留时间的长短将决定所需购置和维护的介质数量。
目前的备份策略都是基于多磁带轮换制,即保存有过时数据的介质可重新覆盖使用,轮换频率可根据备份类型和备份的窗口来确定。
本系统中,数据的保留周期可以根据需求进行灵活设定,也可以充分利用虚拟磁带库的存储容量作为缓冲,保留最近3个月的数据,以便于快速恢复;已经备份或者归档到磁带中的数据则可以按照更长的时间作保留周期设定,从而在保留周期到达以后进行重用。
3.1.3.备份的时间策略
所谓备份时间策略,是指每次备份的间隔时间和采取的如全备份和增量备份等策略,这主要取决于每次备份的数据量和备份的速度。
理论上,备份的间隔越短越好,但每次备份总需一定的时间,而且备份总会或多或少地影响系统的正常处理性能。
TimeNavigator支持按年、月、日、小时一直到分钟的备份,也支持特殊的日期(如国庆节、春节、圣诞节等)进行备份或者禁止备份任务的执行,进行特别的备份策略制定。
一般情况下,需要首先确定系统得空闲时间,即没有业务处理或者较少业务处理的时间,以每次备份时间不超过6小时为最佳,这样对主机应用系统和磁带库系统都比较理想。
如果全备份时间在6小时的备份时间内,备份类型可以根据情况设置为全备份类型,否则,建议采用分文件系统的增量备份模式结合合成全备份模式进行。
3.1.4.备份时间测算方法
在常规的备份方式下,备份速度与磁带机的速度密切相关。
本系统如果采用LTOGeneration2磁带机,每秒IO速率为30MB/秒,每小时备份速度可以达到108GB/小时(非压缩备份速度),采用AtempoTimeNavigator的并行备份能力,则可以接近于线性的提升多磁带机工作的效率,即如果4个磁带机共同工作,则备份速度可以达到432GB/小时。
如果结合虚拟磁带库的处理能力,则备份速度则接近于采用的磁盘阵列的读写速度,具体需要结合磁盘阵列的型号进行计算。
3.1.5.数据的恢复方法和恢复时间
系统的备份是为了在发生系统数据故障时能顺利恢复数据。
数据恢复的时间会比备份时的时间稍长,基本会比备份时间长20%左右。
如2小时的备份数据恢复时间约为2小时20分钟左右。
目前系统中的数据从数据恢复的角度来说分为两种类型:
文件型数据和数据库型数据。
各自的恢复将有不同的特点:
1.文件型数据:
可以非常方便地随时恢复到原来路径或其他地方,也可以选择某个文件或整个文件系统来进行恢复,恢复完成文件即可使用。
例:
月初(1号)进行全备份,此后每日增量备份,若在第5日发生故障需要恢复至最近的数据时,由于TimeNavigator按照文件系统的真实镜像(TrueImage)存储,则恢复时间大为缩短,而在系统中1至5日间已经被删除或修改的文件将不会被无用且重复的进行恢复。
2.数据库系统型数据:
在恢复数据库系统中的数据时,首先可以按照备份时间选定要恢复库的某一个备份实例,将整个数据库状态恢复到数据库系统中,再进行数据库系统的Recover操作,整个恢复的过程和时间要略长。
3.2.备份方案详细设计
中国网通ERP采购与物流管理系统业务数据量较大,采用传统的网络备份无法满足备份速度、备份性能的要求,同时也必将对业务IP网络造成性能上的影响。
因此采用代表技术潮流的、先进的、基于SAN技术的LAN-Free备份是符合中国网通ERP采购与物流管理系统特点的最佳备份方式。
备份方案系统架构
针对不同数据的备份要求,简要描述如下:
(1)LAN-Free备份:
数据库服务器采用LAN-Free的备份方式,上面安装AtempoStorageNode软件。
同时针对数据库的备份,安装AtempoTimeNavigator相应的DatabaseAgent。
(2)网络备份:
对于所有没有连接到SAN的其它应用服务器采用网络备份的方式,上面安装Atempo在相应平台的Agent软件。
由于这几部分数据量相对不大,网络备份可以提供相对较高的性价比。
(3)系统级快速恢复:
对于需要快速恢复的系统,可以安装TimeNavigatorDisasterRecovery模块,用以实现系统级快速恢复。
(5)备份服务器:
建议采用专用的UNIX服务器作为备份服务器。
上面安装TimeNavigatorServer软件,用以实现系统所有业务的备份管理和系统级快速恢复管理。
备份服务器通过SAN网络来对磁带库设备进行管理和完成网络备份管理。
TimeNavigator基于Client/Server的架构模式,同时其存储节点更将这种两层模式扩展至多层,满足分布式生产环境的部署,可以根据客户的需求进行灵活配置。
基本的分布式部署如下图所示:
基
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