数据备份系统的设计

数据备份系统的设计

1.引言

对于一个关键业务系统而言，数据资料是整个系统运作的核心。但人为的操作错误、软件的缺陷、硬件的损坏、电脑病毒、黑客攻击、自然灾难等诸多因素都有可能造成计算机数据的丢失，那么将会对于业务运作造成无法估量的影响。此时，最关键的问题在于如何尽快恢复信息系统，使其能正常运行。为了省级交通管理信息系统的数据安全及业务的正常运行，有必要建立一套完善的具有高可用性的数据备份系统，为广大机动车驾驶人和群众正常办理交通管理业务提供强大而持续的技术支撑，以避免在各种极端情况下造成的重大损失。

本文分析了省级交通管理信息系统数据备份方式，软硬件要求，备份系统的组成，磁带介质及备份系统的成本等内容。

2.数据备份系统的基本要求

一个全面的数据备份系统对备份软件和硬件都有较高的要求

2.1.软件要求

对于备份软件来说，界面友好、使用灵活是必不可少的。备份软件应提供集中管理方式，用户在备份管理服务器上可以备份服务器到桌面的文件数据、数据库中数据。支持在线备份数据、离线备份数据等多种备份方式，可自由设

置备份策略。支持多种介质备份，具有对相应的备份设备的管理功能。支持备份的安全性，在备份时应能进行数据备份校验，能够设置备份的密码防止未授权的数据恢复。

2.2.硬件要求

数据备份系统备份介质主要有磁带库、虚拟磁带库、磁盘阵列、光盘库等。

备份介质应便于移动和重复使用。备份介质的容量应远大于现有系统的总数据量，备份介质应具有较高的可用性，应使用高速度的备份设备。

2.3.网络要求

数据备份系统进行在线数据备份时对网络有较高的要求，应根据系统的备份时间及恢复时间计算网络带宽的大小。

3.数据存储方式的设计

通常数据存储采用三种方式：DAS、NAS、SAN，下面详细介绍这三种数据存储方式。

3.1.DAS直连存储

这种存储方案的服务器结构如同PC机架构，外部数据存储设备(如磁盘阵列、光盘机、磁带机等)都直接挂接在服务器内部总线上，数据存储设备是整个服务器结构的一部分，同样服务器也担负着整个网络的数据存储职责。DAS这

种直连方式，能够解决单台服务器的存储空间扩展、高性能传输需求,。此外，DAS还可以构成基于磁盘阵列的双机高可用系统，满足数据存储对高可用的要求。

3.2.NAS网络附加存储

此方式全面改进了以前低效的DAS存储方式，它是采用独立于PC服务器，单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器。NAS服务器中集中连接了所有的网络数据存储设备（如各种磁盘阵列、磁带、光盘机等），存储容量可以较好地扩展,同时由于这种网络存储方式是NAS服务器独立承担的，所以，对原来的网络服务器性能基本上没什么影响，以确保整个网络性能不受影响。它提供了一个简单、高性价比、高可用性、高扩展性和低总拥有成本(TCO)的网络存储解决方案。

3.3.SAN存储域网络

它与NAS是完全不同，它不是把所有的存储设备集中安装在一个专门的NAS服务器中，而是将这些存储设备单独通过光纤交换机连接起来，形成一个光纤通道的网络，然后这个网络再与企业现有局域网进行连接，在这种方案中，起着核心作用的当然就是光纤交换机了，它的支撑技术就是Fibre Channel （FC，光纤通道）协议，这是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成，支持HIPPI，IPI，SCSI，IP，ATM等多种高级协议。在SAN中，数据以集中的方式进行存储，加强了数据的可管理性，同时适应于多操作系统下的数据共享同一存储池，降低了总拥有成本。

3.4.存储方式对比

DAS直连存储的最大弊病在于，各部分的存储资源相互隔离，容易形成孤岛，DAS因其相当于在本地系统中增加一块大硬盘且不能实现数据共享，现逐渐被SAN、ISCSI等方式所取代。

NAS具有无人值守、高度职能、性能稳定、功能专一的特点，因此我们对一般数据存储使用了投入成本少而安全性高的NAS数据存储方式。但NAS技术不能满足可靠度为99.999%的数据存储系统的要求，主要用于文件级数据的存储及备份，无法用于数据库数据的存储及备份。

而SAN的最大优势则在于，可以把异构环境下不同厂商的存储设备整合在一起，实现资源的共享。而其较高的性能可用于数据库存储及数据备份，不适用于文件级的存储。

4.存储介质的选择

传统的存储介质包括：硬盘、光盘、磁带机、磁带库、虚拟带库、磁盘阵列等。硬盘、光盘、磁带机等主要用于单机的数据存储，作为备份系统的存储介质应具有可用容量大、数据存储安全、可共享等特性。

磁盘阵列优点:可靠性高、能实现数据同步，磁盘备份的读写速度非常快，并且磁盘可以做RAID保护。缺点:总体拥有成本高、不能实现跨平台应用。

磁带库优点：设备可共享、可连接至多台备份客户端共同使用，可靠性、安全性高、可实现离线操作，可实现跨平台操作。缺点：费用高，磁带的保管、保存困难、数据恢复困难，磁带采用顺序读写方式备份及恢复速度低。

虚拟带库优点：具有磁带库的优点，因其采用磁盘阵列模拟磁带库，性能取决于磁盘的数量。缺点：总体拥有成本高，相对备份容量有限。

因省级交通管理信息系统包含多个业务系统，分别部署于AIX、Solaris、Windows、Linux等多个平台之上。此次备份系统设计采用虚拟磁带库作为数据备份的一级备份设备，对信息系统进行在线数据备份；采用磁带库作为二级备份设备，对存储于虚拟磁带库中的备份数据进行二次备份，实现备份数据转存的目的。

5.数据备份对象

因省级交通管理信息系统部署于多个平台之上，采用数据库包含Oracle、SQLServer等数据库。数据备份系统应可备份AIX、Solaris、Windows、Linux等操作系统，以及备份Oracle数据库系统。

5.1.Windows操作系统备份

Windows操作系统因其属于微软公司研发，代码未公开。对Windows操作系统备份一般采用离线备份方式，备份时重启Windows系统进入备份模式，对Windows操作系统采用镜像方式进行备份。创建操作系统镜像文件及恢复引导盘，镜像文件转存至虚拟磁带库中。

如需恢复操作系统，则采用创建的恢复引导盘引导服务器进入镜像恢复模式，通过引导盘加载已备份的操作系统镜像对服务器进行操作系统恢复。