制造型企業信息數據存儲備份與容災系統設計的目標是為企業應用的所有涉及的系統與軟件提供安全可靠的數據備份與容災；根據ERP信息化建設可擴展性的原則，異地容災是必須考慮的范疇。圖1為當前制造類企業比較典型的應用系統的拓撲圖。
圖1：制造型企業信息系統拓撲圖
一、建設目標
數據備份與容災的項目建設，應達到以下的建設目標：
（一）建立一套統一的集中管理平臺。通過建立SAN存儲基礎架構，構建一個高效、穩定、可靠的存儲網絡、數據存儲中心和安全的管理平臺。使用高性能、高可靠性的大容量存儲設備，進行存儲整合，使數據集中存儲，建立一個統一的數據存儲中心。
（二）構建一個完整的企業級的數據備份/恢復平臺。將整個存儲網絡中的重要數據進行集中備份，建立統一的備份策略，實現數據的在線備份和數據歸檔。使用高速的備份介質，減少日常備份/恢復作業對系統可用性及性能的影響，實現快速的備份/恢復機制。并且能實現操作系統級的快速安全恢復。
（三）對關鍵的業務系統通過雙機容錯或集群實現業務連續性。對關鍵的業務系統通過雙機容錯或集群，實現熱切換，一旦某一主機工作出現故障，備機可迅速接管主機的工作，保證應用的連續不間斷運行。
二、存儲技術的考慮
（一）集中存儲技術考慮。系統項目設計應在遵循技術可靠性的基礎上，還要遵循先進性、高效率、可擴展/可升級的原則，并考慮目前的應用情況和可拿出改造的資金情況，針對具體情況提出合適的解決方案。目前主流的集中存儲技術有兩種：SAN和NAS
SAN（Storage Area Network-存儲區域網）是指獨立于服務器網絡系統之外的高速光纖存儲網絡，這種網絡采用高速光纖通道作為傳輸體，以SCSI-3協議作為存儲訪問協議。將存儲系統網絡化，實現真正的高速共享存儲。
NAS（Network Attached Storage-網絡附加存儲）是將存儲設備通過標準的網絡拓撲結構(例如以太網)，連接到一群計算機上。NAS是部件級的存儲方法，它的重點在于幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。
采用SAN架構，有傳輸效率高、傳輸距離長，而且由于采用SAN專網，數據傳輸受網絡阻塞影響小。所以骨干業務一般都采用SAN架構的存儲模式；NAS環境由于采用以太網做數據傳輸，設備布置的靈活性要好于SAN。對于實時性要求高的業務，如含有數據庫的業務。目前的NAS設備響應效率還不高，因此在一個大的備份系統中，采用NAS設備做集中存儲的系統不宜過多。
制造類企業生產與管理業務較多，因此架構采用SAN為主的集中存儲架構是效費比比較高的系統架構方案。對主要的業務采用SAN架構，應用的數據庫都放在磁盤陣列系統中，在磁盤陣列與主機之間通過冗余的光纖交換機進行轉接。光纖交換機到磁盤陣列采用光纖通道進行數據流的傳輸。
（二）RAID技術的考慮。RAID技術采用上，對大容量存儲空間的應用主要有RAID5和RAID10技術。
RAID5技術：在一個RAID可用磁盤空間容量為N*（K-1）（K為單磁盤容量，N為磁盤數）。它能在1塊磁盤損壞的情況下保持工作的連續性。
RAID10技術：可用磁盤空間為N*K/2（K為單磁盤容量，N為磁盤數），可在同時兩塊不同鏡像組磁盤損壞的情況下保持工作的連續性，因此比RAID5工作更加可靠。
采用RAID10技術固然安全性高，但是其要求磁盤的數量要高得多。比如10塊硬盤做一個RAID。RAID5可用磁盤容量為9塊，而RAID10可用磁盤容量只有5塊。對達到幾個T的大數據量應用來說，采用RAID10會增加很大的投資。
因此從節省投資和安全的角度綜合考慮，可傾向于采用RAID5技術，另外制造型企業的應用系統數量通常在小數量級，假如都采用RAID5，可以將多個應用劃于一個RAID中，也可以將這些應用劃于不同的RAID中。假如劃到一個RAID中，優點是節省磁盤，但缺點是幾十塊磁盤僅有一塊冗余盤，冗余度降低。對于RAID來說，如果一塊磁盤出現故障，系統重構的時間相對較長越長，因此對多應用來說，普遍的做法是對多個應用劃分多個RAID。
（三）遷移目標的考慮。在建立集中的存儲平臺后，將其他應用的文件系統和數據庫數據遷移到磁盤陣列設備中；遷移過程中不影響或極少影響當前環境所連的業務的運行。
為了既不突破現有存儲網絡的容量和磁盤陣列的處理能力，又保證集中存儲系統的運行效率，應用可以從以下兩方面考慮：
1．是否為企業關鍵業務。
2．應用的實時性要求是否高。
按上面兩點可將應用分類如下：
關鍵數據庫應用系統：為企業重點應用，數據存儲在Oracle、SQL server等數據庫中，數據存取方式為塊方式，連接的客戶端較多，實時性要求較高，出問題對企業影響較大。這類應用包括ERP系統、OA系統等。
關鍵文件應用系統：數據以文件方式存儲，連接的客戶端較多，數據比較重要。包括人力資源、質量管理、生產管理等。
其他數據庫應用系統：數據以數據庫方式存放，連接的客戶端不多，數據量不大。有的應用雖然重要，但僅僅作為認證設備或者監測設備來用，數據量很小。
對于關鍵數據庫應用系統應直接連入SAN網絡，利用SAN 網絡的高速、高可靠性滿足系統對性能的要求。關鍵文件應用系統應用也接入SAN 網絡， 實現數據的集中存儲。
(四)利用磁盤技術解決備份與恢復問題的考慮。對于選擇什么樣的設備作為備份設備需要考慮企業具體的業務性質與數據性質�，F在常用的備份設備主要是磁帶和磁盤兩種，這兩種設備各有其優劣。
磁盤設備的優點是存取數據的速度快、查詢定位快；但是由于是在線設備，導致備份數據的安全性不高，成本也較高。磁帶設備是一種順序設備，讀寫速度也很快，成本低。由于是一種離線設備，備份數據的安全性高。缺點是查找定位的速度慢，而且介質損壞的可能性大。
從整體的優缺點考慮，磁盤具有以下具體的性能優勢：
1．高速性。磁盤卷，特別是RAID，具有非�？焖俚淖x取性能，可與最新磁帶驅動器的吞吐性能相媲美；
使用磁盤快照技術，磁盤備份和恢復事實上可以即時完成；
在某種程度上消除備份窗口一一實際上，使用磁盤快照(Snapshot)和／或(Off—Host)的磁帶備份技術，可以認為基本消除了備份窗口，因為這種備份對生產服務器的影響非�！拜p微”(低影響)，并且速度非�？�。
2．靈活性。降低數據丟失風險——磁盤備份的優勢是能更快速地備份(使用快照幾乎即時完成)，并高效地存儲。管理員能進行更頻繁的備份，從而降低數據丟失的風險。
靈活利用磁盤設備——必要時，用作備份設備的磁盤可以支持同步備份、恢復和復制。而使用順序磁帶設備卻無法實現。
3．高效性。使用磁盤的數據保護操作的潛在可靠性更高一雖然磁盤和磁帶驅動器都是機械設備，但磁帶驅動器、磁帶庫，尤其是磁帶本身，在過去始終都是使用比較麻煩的設備，它們會引發備份或恢復操作的延時或故障。將磁盤用作一種高頻率的短期數據保護介質，而將磁帶用作一種存檔介質，可以減少此類問題的發生。
通過磁盤備份創建災難恢復介質更加高效——復制現有磁帶以進行異地保存的技術已經使用了多年。然而，使用磁盤的全新數據保護功能，可以為異地存儲創建合成完全備份，包括增量備份和差量備份。該方案只需要復制更少的數據，因而可以降低成本，減少驅動器磨損。
磁盤的更快速度和靈活性可以簡化災難恢復測試計劃——如果災難恢復計劃得不到執行，則它們將毫無價值，因此必須確認災難恢復計劃能得到執行。但絕大多數災難恢復計劃都沒有經過測試，因為測試過程非常復雜，耗時巨大，執行不方便。使用磁盤進行恢復，就可以提供更多便利，加快測試速度，使災難恢復測試起來更容易。
三、容災的考慮
建設容災系統就是指利用各種技術和管理手段將災難的影響化解，它的主要表現形式為兩個方面：一是保證企業數據的安全；二是保證業務的連續性。建立服務器集群即是出于此種情況的考慮。在選擇實現服務器集群的軟件上，可以選擇功能較為全面的第三方軟件，第三方軟件通常提供和支持幾種集群架構，能夠滿足大多數企業的數據中心架構需求：
·能夠共享數據的本地高可用性
·城域集群
·為災難恢復進行廣域內的集群(全局集群)
容災系統的第三方軟件能夠為任何企業需求提供高可用性（HA）和災難恢復（DR），無論高可用性或災難恢復計劃是針對本地單站點的，還是短距離內城域網（MAN），抑或全局范圍內廣域網（WAN）。不論數據中心的基礎架構或SAN和網絡連接的可用性是怎樣的，都可以提供已經被廣泛驗證的圍繞高可用性和存儲管理產品建立的高可用性或災難恢復架構。
容災系統軟件需要安裝在每個應用主機上，它應提供如下高級功能：
（一）多路徑管理（DMP）。在存儲和服務器之間建立多條數據路徑。以便當運行路徑出錯時，另一條可用路徑立即自動接管I/O，為用戶提供虛擬地不中斷存取。
（二）Online monitoring and tuning。管理員可以在線識別存儲瓶頸，并將數據遷移到合適的存儲位置。這可以實現在問題變得嚴重之前阻止它。I/O活動的跟蹤可以在系統級、卷級、邏輯磁盤級、或物理磁盤級。
（三）陣列間鏡像。提供鏡像功能，可以在任何型號的磁盤陣列間完成，利用這種功能將鏡像的兩個陣列放到遠距離的位置，達到同城容災。
四、數據備份及恢復方面的考慮
（一）現狀和對數據備份系統的要求。目前企業主要的信息系統應用平臺一般多運行WINDOWS操作系統，數據庫運行的主要是mysql、SQL、Lotus、Oracle等。通過專業的備份軟件來實現全網絡的統一備份策略，通過SAN方式來備份，方便統一管理，同時大大提高備份和恢復速度，提高數據可靠性。容災系統可以實現數據兩地保存，任何一邊出現數據丟失、存儲失效，都不會造成整個應用的中斷。
（二）數據備份和恢復系統的建設原則。一個集中數據備份中心項目建設將遵循以下原則：
1.先進性。選擇當前主流廠家的產品，并在很多數據中心項目中有成功的部署案例，要求技術先進、成熟，并且是各個領域公認的領先產品。系統方案應滿足未來各種應用系統對應用系統存儲備份中心的要求，提供統一存儲、備份服務。
2.擴展性。要求系統具備良好的擴展性，支持業務系統容量增加和業務擴展的需要。系統應具備靈活的體系架構，支持對新系統接入的快速響應。系統應考慮到升級、擴展以及與其它應用系統的接口能力。產品具有良好的擴展性，能夠快速響應需求的擴展，滿足用戶的進一步需要。
3.穩定性。隨著未來應用系統的廣泛使用，存儲備份中心需要提供穩定可靠的服務，并具備當異常或災難發生時的快速恢復機制。系統穩定性和可靠性直接關系到應用系統能否正常運行，因此在系統設計中，高可靠性至關重要。
4.開放性，兼容性。各種設計規范、技術指標及產品均要符合國際和工業標準，并可提供多廠家產品的支持能力。系統中所采用的所有產品都要滿足相關的國際標準和國家標準，是開放的可兼容系統，能與不同廠商的產品兼容，可以有效保護投資。
5.平滑過渡。業務系統的建設是逐步完善的過程，在建設中應保障相關各系統的穩定和已有的備份環境，保證向新系統的平滑過渡，不應影響到生產系統的使用。
6.管理、操作、易維護性。隨著信息系統建設規模的不斷擴大，系統的可管理性已成為系統能否實施的關鍵，用戶需要的是可解決其問題并易于管理的系統。貫徹面向最終用戶的原則，安裝簡便快捷，具有了友好的用戶界面，操作簡單、直觀、靈活，易于學習和掌握，支持在線功能幫助。
（三）備份方面的綜合考慮。對于基于SAN方式的備份，需選擇EntERPrise Client備份模塊和支持虛擬帶庫模塊，這樣在SAN里的每個服務器都可以直接把數據備份到陣列和帶庫里；實現系統智能災難恢復；使用BMR模塊，可以快速、方便恢復操作系統；實現了數據高可用、遠程異地容災：使用高可用性HA，可以實現應用零宕機，數據實時同步異地。最終可建立的企業信息系統的備份結構示意圖如下。
五、綜合考慮
綜上所述，制造型企業的數據存儲與容災系統可分為四個部分，第一部分是通過兩臺switcher構建一個無單點故障的光纖存儲網絡（SAN），將用戶的在線和近線存儲通過SAN網絡集中在一起，提供高速數據傳輸和交換的通道；第二部分是連接在光纖存儲網絡（SAN）中的在線（Online）存儲系統，使用存儲管理系統，通過SAN中的高速互聯網絡，為企業核心服務器提供大容量的在線存儲數據；第三部分是連接在SAN中的近線(Nearline)數據備份系統，采用D2D2T的方式，首先備份到虛擬磁帶庫上，對于備份完成的數據，再通過備份軟件，將虛擬磁帶庫上的數據備份到物理磁帶庫中；第四部分是高可用HA軟件，構建一個由服務器、LAN、心跳網絡、共享的存儲已及在服務器上運行的應用系統組成的集群。
六、結束語
企業的數據備份與容災系統在設計規劃中充分考慮了可靠性、先進性、安全性、可擴展性等因素，并同時考慮了技術選擇上的風險及防范手段，從而實現了集中存儲，分級管理，同時實現對對數據的3級保護：
第一級保護：針對本地軟硬件故障，采用高可用HA軟件，實現本地集群。軟件或硬件故障時，可以通過本地集群切換，實現業務持續運行。
第二級保護：采用備份軟件虛擬磁帶庫及物理磁帶庫，實現數據的自動備份。發生數據物理錯誤或邏輯錯誤時，可以從磁帶庫中恢復數據。
第三級保護：采用存儲管理系統軟件與存儲陣列，實現數據實時鏡像。在主中心發生災難時，容災中心還保存一份數據，確保數據不丟失，實現了應用級的ERP系統數據容災，保證了業務持續運行。
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