1 吐哈油田信息系統數據存儲現狀及異地容災需求分析
隨著吐哈油田公司的發展以及信息化持續建設，吐哈油田公司的核心業務越來越依賴于信息系統的可靠運行，信息系統中的關鍵業務數據已經成為公司最為重要的資產，數據大小目前已達到80TB海量數據。信息系統核心數據分為兩部分：一部分位于哈密勘探開發研究院機房，存放公司勘探、開發專業類數據及應用；另一部分位于哈密信息產業處機房，存放公司各類綜合管理系統數據及應用。現有信息系統數據存儲存在以下缺點：一是每套存儲設備獨立運行，獨立管理。一旦數據上線運行后，存儲設備磁盤空間無法實現靈活的動態管理，形成存儲孤島，調配困難，管理難度大。二是核心數據都只實現了本地數據的備份，備份數據與現有系統和數據存放在同一機房內，一旦發生不可預測的災難（如地震、火災、洪水）或者人為災難時，將造成數據丟失。因此，為了保障公司數據安全，優化信息資源利用率，保證業務的連續性，吐哈油田公司迫切需要現有的異構存儲環境進行存儲整合，使新的存儲設備和原有的存儲設備形成一個統一完整的存儲池，實現服務器的集中訪問、數據資源的集中存儲和處理、存儲設備的集中管理和維護。在此基礎之上，建設統一的異地容災架構，以滿足長期的數據存儲需求。
在容災系統建設中，需要考慮的因素很多，如：備份恢復數據類型，數據量大小，異地之間距離，異地數據傳輸方式，災難發生后所要求的恢復速度，資金的投入以及異地容災中心的管理等。因此容災系統的建設需要同吐哈油田業務所要求的RTO（能夠容忍停機時間是多少）、RPO（能夠容災丟多少數據）、NRO（網絡恢復能力）相結合考慮。通過與信息系統業務主管部門及運維管理人員針對異地容災需求進行交流溝通得出，業務數據最低容災級別需要滿足國務院《信息系統災難恢復規范》中第三級標準設計，其中6套系統參照第五級標準設計。需要容災的數據量為55Tb，考慮數據遞增量，容災中心存儲空間建設為80TB，地點選擇在300公里以外的鄯善網絡核心機房。
2 異地容災建設方法選擇
目前，異地容災系統建設主要有以下幾種容災方法：
① 基于傳統備份軟件+遠程存儲介質的備份及恢復；
② 基于傳統磁盤陣列的數據復制及恢復；
③ 基于傳統的網關方式的數據復制及恢復；
④ 基于數據庫的復制及恢復；
⑤ 基于存儲虛擬化的數據復制及恢復。
在選擇容災建設方式時要充分考慮現狀、容災要求以及投資，如果信息系統存儲設備復雜多樣、操作系統的復雜、對容災級別要求較高，在資金允許的情況下，目前最好的解決辦法就是選擇基于存儲虛擬化的數據復制及恢復。目前存儲虛擬化技術得到快速發展，逐漸被用戶接受。吐哈油田數據中心異地容災系統建設采用了該方法。
3 基于存儲虛擬化的數據復制及恢復技術進行異地容災建設
目前虛擬存儲主流廠家有IBM SVC、HDS USP VM、NetApp、Storeage svm，根據吐哈油田的容災需求及現狀，重點研究對比了IBM、HDS兩種容災方案。
方案一：IBM SVC虛擬化災備復制的架構設計如下：
虛擬化容災方案如下：
（1）哈密兩個核心機房以交換機新購+利舊的方式進行SAN網絡的優化整合，研究院新購2臺IBM B80 SAN交換機替換全部SAN交換機，拆除3個SAN結構，重新構建SAN結構。信息產業處方面，利用現有的兩臺IBM B32交換機接入所有的服務器和存儲；
（2）部署SVC控制器，進行各自的SAN存儲虛擬化整合，分別把研究院和信息產業處的存儲設備信息孤島分別集中起來，虛擬成兩個存儲池，由虛擬控制器統一管理，優化使用；
（3）建設容災中心存儲系統，存儲陣列配置一臺DS5300陣列。部署兩臺關鍵業務服務器，達到應用級容災；
（4）購置3臺FC-IP路由器，兩地三中心的FC-IP路由設備通過一條千兆IP鏈路相連，形成鄯哈高速存儲網絡鏈路。啟用SVC的異步復制功能，將兩個生產中心數據復制到容災中心存儲設備，實現異地容災。
方案二：HDS虛擬化災備復制的架構設計如下：
虛擬化容災方案如下：
（1）在哈密研究院、信息產業處各布置一套HDS USP VM存儲系統，充分利用現有交換機將現有的、相互獨立的SAN存儲網絡連接到新的存儲系統，實施7套異構磁盤陣列的虛擬化，虛擬成兩個存儲池，實現存儲環境的整合和統一。
（2）在鄯善災備中心布置一套HDS USP VM存儲系統，與哈密研究院、信息產業處的存儲系統配合完成遠程數據復制；布置兩臺服務器與存儲系統直連，購置兩臺應用服務器兼做數據驗證管理服務器使用。
（3）在兩地三中心各布置一臺 FC-IP路由設備進行協議轉換。每臺FC-IP路由設備的FC端口分別直接連到本地HDS USP VM存儲系統。兩地的FC-IP路由設備通過一條千兆IP鏈路相連，采用存儲系統的遠程數據復制功能，實現哈密研究院、信息產業處到鄯善災備中心數據復制容災。
以上兩種方案均能實現所有存放在存儲設備上的數據統一復制容災。從對現有生產環境改造程度、系統運行穩定可靠性、性價比以及后期擴充投資對比可以看出，如果生產系統環境簡單，現有數據量不大及增量小的情況可以考慮IBM SVC，如果本身生產環境復雜，存在超大數據塊，對系統性能要求高，則HDS USP VM產品更優。針對吐哈油田的實際情況，方案二更適合，但鑒于項目經費的限制，最終選擇了方案一。
2010年12月至2011年03月進行了容災系統建設實施，第一步對生產環境兩個機房的存儲設備SAN架構整合，第二步進行存儲設備虛擬化整合實施，第三步進行容災鏈路調試，數據復制，完成了55TB數據的遠程容災，經過兩次系統演練，達到了異地容災系統建設的目標，目前已正式投入穩定運行。
4 應用效果
在虛擬化整合存儲設備后，油田數據實現了基于存儲設備級異步復制方式容災到鄯善，建立了統一的鄯善←→哈密信息數據異地容災架構，吐哈油田重要信息系統數據均得到異地存儲備份。在災難發生后，實現了應用容災的系統直接即可啟用災備中心應用，只實現了數據容災的系統，需重新搭好應用服務器，然后將容災中心的生產數據快速恢復到應用系統中，即可恢復信息系統應用。這樣能夠確保做好信息系統和數據的快速恢復工作，油田數據資產不丟失，系統安全進一步加強。
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本文標題：基于存儲虛擬化數據復制及恢復實現異地容災技術在吐哈油田的應用
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