虚拟磁带库备份解决方案_end

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数据备份系统扩容解决方案

2006年8月

第一章前言

在建议书中，我们从投资成本、需求、技术要求的方面综合分析，推荐了Quantum虚拟磁带库DX30的备份系统整体解决方案。在方案设计中，我们本着以下设计理念：在满足需求的基本要求下，采用优化设计，使存储、备份方案具有高可靠性、高性能、可扩展性、可管理性。

第二章需求分析

2004年用户的ERP系统升级，用IBM ESS800的盘阵，构建了SAN的存储环境，备份系统采用的是一台STK L20磁带库，配有一个LTO1的驱动器，目前有19盘LTO1的磁带做备份。备份的对象包括2台COMPAQ的小型机，ES40和ES47，上面运行的是ERP，数据量200G 左右，另外还有10台左右的PC服务器，其中编号为022的服务器是汽车设计图档服务器，数据量在350G左右，每天增量在1G左右，其他的服务器总共有数据150G左右，现在04、022、030这3台和小型机通过SAN备份，其他的通过LAN备份。

现在新增加了一个DMS系统，用的是2台IBM P570和10台左右的IBM PC服务器运行应用程序，计划将原先的ERP系统、04、022、030这三台PC Server和新增加的DMS系统进行SAN备份，16口的3850其余的端口给PC服务器用满。

基于用户现在的实际环境，随着数据量的不断增加，我们推荐昆腾虚拟磁带库DX30,进行快速的备份和恢复，适应企业的发展，有利于保护投资和满足用户高可用性、高扩展性的要求。

第三章方案设计

3.1 原理说明

3.1.1 SAN方式下的集中备份

SAN方式下的集中存储与备份，可以很好的解决客户所面临的问题。在SAN备份解决方案中，存在着两个已被广为采纳的方式。分别为"LAN-free" (独立于LAN)和

"server-free"(独立于服务器)方式。

1、LAN-free方式：

在SAN方式下，用户只需将磁带驱动器和资源库连接到 SAN 网络中，各服务器就可把需要备份的数据直接发送到共享的磁带上，不必再经过局域网链路。先进的备份和恢复程序被用来完成进程控制和数据跟踪的工作。服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过 SAN 网络进行的，局域网只承担各服务器之间的通信(而不是数据传输)任务(见图1)。

图1. 基于SAN 网络的LAN-free 备份和恢复模型

这种分工使得存储设备、服务器和局域网资源得到更有效的利用，从而使 SAN 网络成为速度更快，扩展性和可靠性更好的备份和恢复解决方案。

2、Server-less方式：

图2. 基于SAN 网络的独立于服务器的备份和恢复模型

采用这种方式，数据在存储设备之间直接进行传输(如从磁盘到磁带机)，无需通过主服务器。这种解决方案的实现依赖于一项仍在发展的新技术——第三方拷贝(3rd-Party Copy)，这种技术被用于SAN网络设备(如Crossroads和 Pathlight bridges)，主机系统(如Legato Celestra)和存储设备当中。

独立于服务器的备份和恢复方案可显著减少主机的 CPU 占用时间，被释放的 CPU 资源用于其它应用，可提高操作系统效率，帮助企业完成更多的工作(见图2)。但是，这项技术目前仍在发展完善阶段，需要进一步同操作系统，数据库及应用程序相结合，以支持应用级的备份和恢复。

3.1.2 D2D2T的备份存储结构

对于系统中的数据保护部分，目前比较理想的解决方案为三层的数据存储结构，即硬盘（数据保存）——硬盘（一级数据备份）——磁带（二级数据备份）的方式。

在这种存储架构中，综合应用了磁盘和磁带两者的技术优势，又回避了他们自身的不足，是一种具备极高性能价格比，各方面非常均衡而合理的解决方案。

3.1.2.1物理磁带库的技术优势分析

一直以来，磁带技术都是作为备份、恢复和归档应用的首选。它具备存储容量大、价格低廉，访问速度快，便于携带，便于运输，可以长期保存等等特点。

1、存储容量大

目前主流的磁带机技术如SDLT600，LTO-3等，单盘磁带的存储容量已经达到300GB至400GB，压缩情况下可以达到600GB和800GB，已经大大超过了SCSI硬盘的单盘存储容量。

2、价格低廉

在存储容量很大的情况下，磁带介质的成本却相对低廉，平均每个GB的存储成本不到硬盘的二分之一。

3、访问速度快

磁带介质的自身的特点决定了磁带的顺序访问能力极强。在数据流持续稳定地情况下，目前LTO-3磁带机非压缩性能可以达到80MB/s，压缩后的性能可以达到160MB/s的水平。且可以通过增加磁带机，使得整个系统的吞吐率的获得线性的增长。可以满足大多数情况下的性能要求。

因此，物理磁带库以其存储容量大、便于离线保存、价格低廉等优势，一直占据着数据备份领域的主导地位，是目前能够解决备份与灾难性数据恢复的最经济的解决方案之一。

3.1.2.2物理磁带库的技术局限性分析

随着技术的发展，人们对于数据保护观念的全面提升和越来越多的业务连续性要求，越来越多的IT管理人员开始意识到：物理磁带库天然的局限性，实际上已经在制约着数据可靠性及可用性的进一步提升。

磁带备份存在的问题总结：

⏹备份时间长，由于每台服务器都通过低速的磁带机备份，造成整个备份时间太长，

备份速度低，备份效率不高。使得应用停顿时间较长。

⏹没有容错方式，当备份服务器的磁带机、尤其是磁带损坏，该服务器就无法从容

地备份或恢复，造成数据安全隐患。

⏹磁带库机械手和磁带机是机械和电子一体化的设备，可靠性较之磁盘和磁盘阵列

要低。

⏹磁带机和带库的数据容错方式主要是冗余，相当于RAID1 (镜像)；而磁盘阵列可

以Raid 0,1,3以及5。

⏹中国的用户对防尘、防湿、控温的机房要求不够严格，容易造成故障的频繁发生。

磁带设备的维修必须由厂家的专业人员进行，周期长而且不确定。

上述问题是物理磁带库天然的局限性，是其自身所无法克服的。日渐严峻的业务环境和数据保护需求，要求我们提供更好的解决之道。随着磁盘技术的成熟，其制造成本逐渐降低，从而为我们寻求更好的数据保护方式，提供了技术支撑。结合虚拟带库产品来弥补无力磁带库的不足，充分发挥两者的优势，从而使得备份更安全，快捷，恢复速度很快。

3.1.2.3虚拟带库的特点

所谓虚拟带库是指使用基于磁盘的存储（而非磁带）介质，仿真磁带库功能的存储设备。简单地说，虚拟磁带库就是电子化的机械磁带库，其诞生是为了解决机械磁带库的设备安全难题。

如前所述，磁带库备份方式本身存在着痼疾，即备份恢复能力差，备份流产率高，备份失效率高。虚拟带库是以何种方式即达到了磁带库的功能，又克服了磁带库的缺陷，且在功能等各方面得到提升的呢？

●采用RAID保护技术

●采用虚拟机械手

虚拟磁带库采用基于RAID保护的磁盘阵列代替无容错能力的磁带作为备份存储介质，从而将备份的可靠性较常规磁带备份提高了若干量级。

RAID是Redundant Array of Independent Disks（独立磁盘冗余阵列）的缩写。RAID 保证了如果盘阵中的某磁盘损坏，依靠盘阵的内置冗余，用户仍可方便、完整地恢复盘阵中的数据。

磁盘本身的MTBF（平均无故障间隔）一般已为磁带的5倍以上，加上进一步的RAID保护，备份可靠性不再是隐患。

机械磁带库备份时，通常磁带之间没有容错保护，整体备份的可靠性取决于参与备份的磁带组中，读写可靠性最差的磁带。ESG企业集团2004年的调查表明，磁带备份不可恢复