中国某市电子政务网络与信息安全保障工程

中国某市电子政务网络与信息安全保障工程——网站群存储与备份系统解决方案一、用户现状中国某市电子政务门户网站采用独立的互联网出口，构建了门户网站群。

其拓扑结构示意图如下所示：网站服务器群现有16台服务器，其中4台HP580，12台HP380，统一采用RED HAT ENTERPRISE SERVER 3.0操作系统。

安装的系统软件为：ORACLE 9i，WEBLOGIC，Jrun，APACHE，提供以下应用服务：内容管理、访问统计、信息检索、网上办事、视频点播和交流互动等。

二、需求分析中国某市电子政务工程启动一年多来，网络已初具规模，应用逐步展开。

但是，网站群尚未建立数据备份与恢复机制，难以在故障或灾难发生时对系统或数据进行有效的恢复。

考虑到应用现状和建设成本，网站服务器群须采用IP SAN架构方式，建立完整的，分层的数据备份与恢复机制。

该数据备份与恢复系统必须具有前瞻性，能够提供最新的备份技术，保证从架构上完全支持UNIX服务器的LAN，LAN-Free，ServerFree和NAS备份，能够进行快速的备份和恢复。

同时要求该系统必须具有开放性，能够接入并管理不同品牌、不同型号、不同接口技术的存储设备，包括磁盘阵列和磁带库，能够实现对数据的分层次保护，例如：磁盘对磁盘的（Disk to Disk）快速ServerFree备份。

从存储管理的角度看，必须能够支持跨越存储设备的虚拟存储管理，并实现如下功能：z将物理存储映射成逻辑存储z支持在线调整逻辑卷的大小z支持存储访问路径的负载均衡z支持异构环境下的统一管理，数据共享和迁移z支持数据快照和冗灾z支持检查点技术，快速建立数据拷贝z支持自动数据分配z支持可视化图形界面z提供原厂三年现场服务三、建议方案为了充分满足上述需求，我们必须建立一种完全开放的IP SAN架构模式，可以连接所有主流操作系统服务器，包括Windows 2000/XP/2003，Linux，SUN Solaris，IBM AIX，HP-UX，Netware，并且可以接入并管理各种不同品牌、不同型号、不同接口技术的磁盘阵列和磁带库，从架构上充分保证LAN，LAN-Free，ServerFree和NAS备份技术的实现，而且可以实现对数据的分层次保护，即：既可以实现各种方式的磁带备份，又可以实现磁盘到磁盘的快速备份与恢复。

这一点尤为重要。

众所周知，基于目前的磁带技术，备份的速度基本可以令人接受，但恢复的速度依旧不如人意，并且存在较大的不确定性。

如果将近期数据通过磁盘到磁盘备份的方式加以保护，就可以极大地缩小备份和恢复的时间窗口，最大限度地减小停机成本，这正是本项目实施的初衷。

该数据备份与恢复系统必须具备如下特点：1. 为了能够有效地连接各种存储设备，降低存储成本，该IP SAN存储网络必须具备高度的可管理性。

这就决定了其管理功能必须集中于网络层面，而不是传统的存储设备层面。

2. 为了满足大量应用主机的接入，其自身必须具有良好的扩展性和性能，并且主机系统的接入成本必须远远低于传统的存储网络接入模式。

3. 能够实现高可用模式，具备异地灾备能力，保证应用系统可以7×24小时的持续运转。

（一）系统设计原则：1.集中化的数据存储架构存储架构能够适应用户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，为各种不同应用在同一系统内共存提供一个集中、安全、可靠的存储环境。

2.高I/O、高性能的存储架构系统的所有数据都需要集中的存储系统支持，即可同时连接数百台应用服务器，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应用系统数据量很大，且数据的增长速度较快。

因此在建设存储架构时，应从长远角度考率，建设一个长期的存储架构平台，除了可以应对存储硬件设备的快速升级外，还必须考虑到对前期存储设备的投资保护，在保证可平滑升级和提高性能的同时，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系统核心应用的最终保障，不但要保证整套系统能够7X24运行，而且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.灵活的扩展性结合系统的数据量增长情况，以及为满足系统建设的技术要求，存储系统必须具有强大的扩展性来满足这种高速发展的要求，以便将来的平滑升级。

6.可行性原则对设计方案采用的技术和产品要进行严格的可行性论证，把风险降低到最低限度；设计的方案要系统、科学、正确、严谨且现实可行；采用的先进技术应是成熟的经过实践证明是成功的技术；选用的软硬件平台应是业界技术领先厂商的产品。

7.简单易用的管理工具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，以便让单一系统管理员有能力管理整个企业的存储资源。

（二）系统方案设计为了最大限度地满足用户需求，我们建议构建以以色列SANRAD公司基于iSCSI技术的虚拟存储管理交换机V-Switch 2000产品为核心的IP SAN数据备份与恢复系统。

通过SANRAD V-Switch 2000连接网站服务器群和磁盘阵列以及磁带库，实现基于存储网络层面的虚拟化管理，完成磁盘到磁盘的快速备份与恢复，并配合磁带备份管理软件实现LAN，LAN-Free，ServerFree和NAS备份，从而全方位、多层次地实现对网站服务器群数据的保护，确保万无一失，最大限度地缩小备份和恢复时间窗口，将因数据不可用所造成的停机成本降到最低。

方案拓扑（存储区域网络部分）：（三）方案设计说明系统架构设计为：z网站服务器群所有16台Linux服务器都至少应该配备双以太网卡，一块用于连接原有的应用局域网，另一块用于连接SANRAD V-Switch 2000前端的千兆以太网交换机，从而接入IP SAN网络。

z光纤磁盘阵列和磁带库通过8口光纤交换机连接SANRAD V-Switch 2000。

z SANRAD V-Switch 2000是此IP SAN的核心设备，分别连接应用服务器和存储设备。

可将RAID卷虚拟化并映射给前端服务器，以实现SAN架构下的磁盘存取。

z SANRAD V-Switch 2000可实现不同RAID卷，不同RAID控制器甚至是不同磁盘阵列之间磁盘卷的镜像、条带、连接、快照、复制、备份、扩展等高级存储管理功能。

z SANRAD V-Switch 2000可将磁带库设备映射给备份服务器，以及共享给应用主机，配合磁带备份管理软件实现LAN，LAN-Free，ServerFree和NAS备份等功能。

（四）系统设备列表产品名称 / 型号描述数量SANRAD虚拟存储管理交换机V-Switch 2000 – 2 FC Ports SANRAD V-Switch 2000 – 2个RJ45铜千兆以太网端口 – 2个2Gb FC端口（SFP不包含） - 单电源 – 内嵌StoragePro存储管理软件，包括物理LUN虚拟化，虚拟磁盘卷镜像、条带、连接、在线复制、快照、离线拷贝、ServeFree备份、在线扩展等功能，支持V-Switch高可用模式124口千兆以太网交换机用于扩展SANRAD V-Switch以太网端口数量，并连接服务器中用于存储网络的Gigabit NIC 18口光纤通道交换机 / 集线器用于扩展SANRAD V-Switch光纤存储端口数量，连接光纤存储设备1光纤通道SFP - LC 光纤通道SFP光纤端口适配器 7千兆以太网跳线6类线缆 19 光纤通道用电缆FC Cable 多模光纤 5（五）方案突出特点：z支持基于存储网络层面的虚拟化管理z开放性架构可管理不同类型的存储设备z支持跨越RAID控制器的，磁盘到磁盘的ServerFree备份z从架构上保证了LAN-free备份的实现z所有存储管理功能无需安装在应用服务器端，也无须购买单独的软件授权四、优势分析本方案较其它存储区域网络组网方式具有如下优势：1.高扩展性z V-Switch 2000具有2个RJ45千兆以太网接口以及2个2Gb光纤通道接口（或2个Ultra 160 SCSI接口）。

所有以太网端口和光纤通道端口可经由标准的以太网交换机和光纤通道交换机进行扩展。

z V-Switch 2000 采用基于数据交换层面的管理模式，实现了不依赖于任何软硬件厂商的，基于数据流中心底层协议的，高效稳定的虚拟化存储管理，可将不同厂商、不同型号、基于不同存储技术的磁盘阵列/JBOD组成一个逻辑存储池（Storage Pool）进行统一管理。

z每台V-Switch 2000最大可同时管理128TB的存储空间。

z本方案能够整合基于各种存储技术的磁盘设备，包括SCSI、FC、ATA/Serial ATA、IDE等，并可跨越这些设备组成一个被统一管理的逻辑存储池，可实现不同设备间的同步镜像保护。

z由iSCSI协议已经成为IETF标准，因此V-Switch 2000可以连接各种主流的操作系统平台，包括：Windows 2000/XP/2003，Linux，SUN Solaris，IBM AIX，HP-UX，Netware。

z可以增加新的应用，而不必随之增加存储设备。

2.高安全性z本系统除了具备与TCP/IP协议相一致的安全机制外，还拥有自己独特的安全访问控制机制——ACL（访问控制列表），该技术可以在存储数据链路的底层控制主机对存储设备的访问能力，包括：只读、读写和禁止访问。

支持CHAP和SRP加密技术，并与IPsec技术相兼容。

z各种应用可以通过V-Switch 2000提供逻辑隔离。

z V-Switch 2000提供同步镜像功能。

可以通过镜像技术实现本地，甚至异地的数据多点同步，提供更高一级的数据保护。

z本系统可以充分地利用iSCSI V Switch交换机所具备的高可用性功能（Cluster）建立远程容灾中心；由于采用iSCSI技术，该容灾中心的建立将不受地域和某一存储设备厂商的限制。

配合安装于主机端的集群系统，将可建立两个完全冗余、互为备援的灾备站点。

3.高性能z V-Switch 2000提供LUN Carving（LUN 雕刻）、Concatenated V olume（连接卷）、Striped V olume（RAID 0）、Mirrored V olume（RAID 1）、Striped and Mirrored V olume、Transparent V olume（透明卷）、Load Balancing（负载均衡）、High Availability（高可用性）、Snapshot（快照）、Online Copy、Offline Copy、Online Expanding（在线扩容）、Online Breaking（镜像卷在线分离）等强大的基于存储网络层面的虚拟管理功能。