磁带库数据备份整体解决方案.docx
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磁带库数据备份整体解决方案
数据备份整体解决方案
设计
审核
二零零九年八月
第一章前言
根据1999年Gartner的统计结果，我们知道导致数据丢失的灾难来源有四种：
硬件故障，概率为19%；人为错误，概率40%；软件故障，概率40%；环境灾难，概率不到1%。
针对不同的灾难原因，我们需要有针对性的应对。
对硬件故障，需要采用硬件冗余的方法，如防范硬盘的故障，我们有RAID的技术；对人为错误和软件故障，我们采用数据冗余的方式，如本地时间点拷贝；针对环境灾难，采用设备冗余的方法，如远程同步或异步容灾。
有的容灾方法，如磁带备份，既可以防范人为的和软件的逻辑灾难，也可以防范环境的物理灾难（将备份磁带远程异地存放），但数据的备份和恢复的效率相对比较低，不能满足有些用户的需求。
不同的防范措施对不同的灾难是没办法防范的，或有可能效果很差的。
举个例子，远程同步容灾投资很大，是否就能够一劳永逸呢？
这是不可能的。
比如说生产中心的系统管理员不小心执行了一个错误的操作，把数据全部删除了，或业务系统的数据被病毒感染了、黑客攻击了，这样的逻辑错误会实时地向备份中心传递过去。
这样无论生产中心的数据，还是容灾中心的数据就全被破坏了。
因此，我们在选择数据备份方案时，需要综合全面地考核解决方案的数据安全性及能达到的效果，以及为此付出的成本和未来管理上带来的代价。
这样才能做到有的放矢，使备份解决方案能达到预期的效果。
第二章需求分析
随着企业业务数据的增加和应用对数据的依赖性的增强，数据的有效汇集、集中管理、综合分析以及容灾备份等处理要求日益提高。
企业的业务系统对于存储系统具有以下的需求：
1、备份集中化
数据存储与管理集中化这种模式有利于各项业务间的联动处理，并且有利于实现分级授权，加强控制和监督，提高集约化管理水平。
2、业务综合化
业务综合处理就是将各种业务紧密结合起来成为一个整体，使得各系统之间信息共享，以消除信息孤岛，为数据挖掘与决策分析奠定坚实基础。
3、保证数据安全性
综合业务处理系统作为数据高度集中的系统，数据的安全是第一位的。
必须从网络、操作系统、数据库、存储设备等方面建立起一套严密的保障措施，保证企业、用户和业务数据的100%可用。
4、保证系统高可靠性与高可用性
综合业务处理系统的数据备份是保证数据高可靠、高可用的基本手段。
在本地及异地建立与业务系统相同的备份系统，或将综合业务处理系统的数据进行实时备份，将大大提高数据资源的可靠性。
5、提高效率降低成本
传统的数据由于比较分散，管理和备份都相当困难，容易造成损坏或丢失，安全性很低。
在综合业务处理系统下，数据高度集中，管理和备份都非常方便，提高了工作效率同时也降低了系统成本。
6、提高兼容性和可扩展性
由于综合业务处理系统涵盖的应用系统很多，需要有良好的兼容性和可扩展性。
对不同用户数据信息的综合分析会增强工作的针对性与准确性。
随着业务的扩大，数据量的增加，存储系统的可扩展性尤为重要，良好的扩展性可以保证业务的连续性。
7、数据备份
随着业务系统的不断完善和持续运行，业务数据及应用系统都迫切需要行之有效的数据安全保护措施。
在此情况下，必须采取有效的数据备份手段，确保网络系统、应用系统的高度安全，建立自动化、跨平台网络备份管理系统有利于以后系统的发展要求。
8、远程数据容灾（后期考虑）
计算机系统灾难的发生是多方面的，从计算机数据管理的角度看，小到操作人员的误操作导致系统的破坏、数据库的丢失；中到计算机硬盘的损坏、存储介质的损坏；大到非计算机系统因素如火灾、地震、水灾等等。
保持业务的持续性是当今用户进行数据存储需要考虑的一个重要方面。
采取远程的数据灾难恢复手段，能够提高系统的高可靠性，真正保护业务持续性。
第三章数据备份方案
3.1设计原则
1、先进性
存储系统采用的技术必须是先进而成熟的。
现在计算机技术的发展日新月异，要保护客户的投资就必须采用先进的技术，并且这种技术和产品必须被业界公认为成熟且有发展前途的。
2、实用性
建设网络系统的目的是要解决企业数据信息的共享和交换，提供现代化的管理，因此，设计方案的出发点就是要满足用户的信息要求。
3、经济性
设计方案不但要考虑采用技术的先进、可靠，而且还必须考虑用户的经济负担。
因此，设计方案必须具备很高的性能价格比。
4、高可管理性与高可靠性
由于整个业务系统的数据采取集中式的存储策略，所以存储系统必须具备很高的可管理性。
另外，计算机网络系统的外部环境是多变的，设计方案必须是强健的，能够很方便地进行调整，以满足外部环境的变化。
5、高可扩充性与升级能力
设计方案必须能够适应企业网络系统发展的需要，具备高可扩充性与升级能力。
存储系统必须是可以扩充的，必须具备较高的扩展能力，而且随着计算机技术的发展可以对存储局域网络进行升级。
6、开放性与标准化
设计方案中所采用的技术和选用的产品都必须是业界公认的主流，而且必须满足开放性的要求。
3.2数据备份方案
3.2.1备份系统设计
根据对信息系统情况和需求分析，我们推荐Symantecnetbackup备份软件、磁盘阵列相结合，采用传统的备份方式，通过网络实现集中、统一、快速、自动的数据备份。
3.3.2备份系统资源的定义
在系统备份以前，我们首先必须定义备份系统，分配带库资源。
以及如何设置备份策略可以减少备份的窗口，为此我们可以如下配置备份系统资源：
将带库中所有磁带驱动器定义成一组或几组资源。
这样，当你备份一组数据时，系统就会允许使用相应的磁带驱动器去备份相应的数据了。
例如：
∙1个磁带驱动器备份数据的速度是压缩后200MB/秒
∙2个驱动器的速度可达400MB/秒
对每个数据库服务器，我们可以定义一组磁带，作为一个磁带池（术语：
VolumePool）,在自动备份时，备份系统回自动将该数据库备份到这个磁带池中。
3.3.3备份策略的定义
制定备份策略需要了解的信息
在什么时间（备份时间，如下午6:
00）、
将什么数据（备份内容，如SQLserver主数据库数据）、
以什么方式（备份方式，如全备份或增量备份）、
通过哪组磁带驱动器（备份通道，如：
磁带驱动器）、
在我们对每一组数据、数据库都根据需要定义好备份策略后，系统就会自动的按照我们定义的时间、方式、将需要备份的数据备份到我们指定的带库中去。
而备份的方式可以分为三种：
全备份、增量备份、累计增量备份。
全备份
每次备份定义的所有数据，优点是恢复快，缺点是备份数据量大，数据多时可能做一次全备份需很长时间
增量备份
备份自上一次备份以来更新的所有数据，其优点是每次备份的数据量少，缺点是恢复时需要全备份及多份增量备份
差分备份
备份自上一次全备份以来更新的所有数据。
备份策略的制定
我们可以结合三种备份方式，灵活应用。
目前总的数据量不大，操作系统的数据量不大。
根据数据源的数据类型（核心数据和操作系统数据）和数据保存时间的要求，我们把虚拟磁带介质也分为四大部分：
第一部分
数据库虚拟磁带备份
根据实际的数据量大小配置虚拟磁带的个数
数据库的每周的完全备份和差别备份
第二部分
文件虚拟磁带备份
根据实际的数据量大小配置虚拟磁带介质
负责操作系统的每周的完全备份和差别备份
3.3.4备份窗口选择
所谓备份窗口，是指每次备份的间隔时间，这主要取决于每次备份间隔能够容忍丢失的数据量、每次备份的数据量和备份的速度。
理论上，备份的间隔越短越好，但每次备份总需一定的时间，而且备份总会或多或少地影响系统的正常处理性能。
因而，对一些关键数据，可预先定义备份窗口大小，再根据备份数据量计算所需的备份速度，若备份速度不能满足要求，则可考虑使用更快速的带库或增加带库上的驱动器数据。
其计算流程为：
1．确定备份数据量及数据压缩比
2．根据控制器类型推算出单驱动器的备份速度
3．确定必需的备份窗口（备份占用的时间）
4．计算出单驱动器所需备份时间
5．确定所需的驱动器数目
3.3.5数据备份和恢复过程
数据的备份
对客户的信息系统，我们会在所有服务器上部署相应的NBU软件模块。
这样，在定义好备份系统资源和策略后，在指定的时间，备份系统就会自动的将各服务器上的数据（包括网络共享文件夹）从服务器上、采用指定的方式备份到指定的磁带中。
在备份结束后，系统会报告备份的状况，然后，系统管理员就会在VEIRTAS管理界面上清楚地看到已经备份的数据的描述。
在VERITAS上对备份介质上的数据的管理采用的是简单易懂的目录结构。
系统管理员通过恢复项目可以非常方便的察看已经备份的数据的情况，包括：
这个数据是什么时候对哪个数据库的备份，采用的是哪一种备份方式（全备份/差别备份/增量备份/）。
一个完整的备份包括一条或几条备份项目，一般包括一个全备份项目、一个差别备份项目、几个增量备份项目。
备份系统对数据库的备份采用的是在线备份，通过VERITAS的databaseAgent、AdvancedOpenFileOption、我们可以在不停止系统运行的情况下，对SQLServer数据库数据、oracle服务器、文件进行备份，包括全备份、差别备份或者增量备份，这种备份方式，保证了系统的7x24小时的运行。
数据的恢复
当发生数据损坏时，我们需要从磁带库恢复数据。
有了VERITAS备份软件，数据的恢复是非常快速和简单的。
通过SYMANTECNBU管理界面，系统管理员只需要选定相应的数据备份项目（备份管理目录下的相应的项目名，对应某个时间点备份的某个数据库的数据，并有说明），进行恢复（Restore）即可。
选择备份项目时，如前所述，首先选定最近一次全备份进行恢复，然后选定最近一次差别备份，最后选定这次累计增量备份以后的所有增量备份项目，依时间顺序进行恢复即可。
3.3.6系统拓扑图
3.4.7备份方案说明
备份方式：
通过以太网络集中备份信息中心服务器中的所有数据，做到数据的集中备份和统一管理。
在上面示意图中，备份软件安装在备份服务器上，同时NBU的NOW组件（做报表分析、日志服务器用）也安装在此服务器上，每台需要备份的应用服务器安装NBU的客户端软件并且激活相应的license。
磁盘阵列直接连接到备份服务器上，由备份服务器直接管理磁盘阵列，作为备份中心，该服务器将提供磁带库机械手的控制和整个系统备份策略的制定和集中管理。
其余的服务器作为数据库与文件服务器，配置MediaServer以及myssql、Oracle、Sql等数据库的备份模块，服务器上的备份数据流从以太网经由以太网交换机，直接传送给磁盘阵列。
3.3.8备份作业设置
作业设置
制定sql/mysql备份作业为全备份/差别备份，采用的备份介质为sql/mysql磁带备份，在周一到周五对sql/mysql数据库进行备份，备份开始时间为晚上20：
00，sql磁带备份的数据保存时间为三个月（暂定），三个月后再备份的数据会覆盖最老的数据；制定oracle备份作业为全备份/差别备份，采用的备份介质为oracle磁带备份，在周一到周五对oracle数据库进行备份，备份开始时间为晚上21：
00，oracle磁带备份的数据保存时间为三个月（暂定），三个月后再备份的数据会覆盖最老的数据；制定PC服务器的操作系统的全备份为每半个月做一次，采用的备份介质为操作系统磁带备份，备份开始时间为每周的周五，开始时间为23：
00；制定sql、oracle备份作业为全备份，采用的备份介质为SQL/oracle/mysql磁带备份，在每年的固定一天对sql数据库、oracle进行备份，备份开始时间为晚上00：
00，sql、oracle磁带备份的数据保存时间为1年，1年过后后再备份的数据会覆盖最老的数据sql/oracle磁带数据。
SQL、oracle、mysql核心数据的备份策略
数据量大时，如果每天作全备份，效率会很低。
而差别备份的优点是备份的数据量小，但是备份速度快，占用的存储介质空间少，为了在恢复数据时的方便和快捷我们采用完全备份的方式。
在每星期一做全备份，周二到周五做差别备份，需要数据恢复时只需要指定周一的全备和当天的数据备份介质集就可以了，只进行两次恢复作业就可以得到你想要的数据。
*Sql/oracle的数据恢复作业
当Sql/oracle数据库系统的数据部分出现人为或以外的丢失或损毁时，用最新日备份磁带Sql数据库系统的数据部分倒回系统，覆盖旧的Sql/oracle数据库系统的数据部分即可恢复。
但是如果备份策略加入差别备份或者增量备份的话，数据的恢复工作就会变的很复杂了：
比如每个月作一次全备份（如每月初），然后每星期日作一次累计增量备份，其它时间，每天作一次增量备份。
恢复时，先恢复月初的全备份，再恢复上周日的累计增量备份，在依次恢复以后每一天的增量备份，如星期一、星期二...，直到出事前一天的数据。
（最多恢复8份数据，相对的如果不采用累计增量备份方式，恢复时最多可能需要恢复31份数据，恢复速度和复杂程度都会不理想）。
第四章产品介绍
4.1IBMSystemStorageTS3100磁带库
1）概述
要点：
Ø可支持新的IBMLTO™Ultrium™4和LTOUltrium3磁带驱动器，可以提高容量和性能，包括4Gbps光纤通道、低电压差动（LVD）SCSI和3GbpsSAS连接
Ø可支持使用标准条码阅读器在有序或随机存取模式下以具有成本效益的方式备份、保存和恢复以及归档存储
Ø可为中型网络磁带存储环境提供出色的容量、性能和可靠性，采用2U外形，具有24个数据盒插槽和一个专用邮件插槽
Ø可通过标准Web界面对库进行远程管理，为存储操作提供了灵活性和更好的管理控制
ØUltrium4具有24个数据盒插槽，本机数据容量可达19.2TB（如果使用2:
1压缩，可达38.4TB），使用LTOUltrium4磁带驱动器，本机数据传输速率为120MBps
ØUltrium3具有24个数据盒插槽，本机物理数据容量可达9.6TB（如果使用2:
1压缩，可达19.2TB），使用LTOUltrium3磁带驱动器，本机数据传输速率可达80MBps
IBMSystemStorage™TS3100TapeLibraryExpressModel及其存储管理应用程序是为了满足容量、性能、数据保护、可靠性、可用性、可购性和应用等方面的要求而设计的。
它的设计采用了LTOUltrium磁带技术，是一个功能丰富的入门级磁带存储解决方案。
IBMTS3100ExpressModel是出色的大容量或高性能磁带备份解决方案（可以随机存取，也可以有序存取）。
TS3100还是IBMSystemp™、IBMRS/6000®、IBMSystemi™、IBMAS/400®、IBMSystemx™和其他开放系统实现磁带自动化的理想选择。
IBMTS3100TapeLibraryExpress非常适于中小型环境用来解决备份、保存和恢复以及归档数据存储的需要。
借助一个Ultrium4或Ultrium3磁带驱动器和24个磁带盒容量，IBMTS3100Model可以利用LTO技术，以符合成本效益的方式满足不断提高的存储要求。
TS3100磁带库配置了两个可移动磁带盒仓，一个位于左侧，一个位于右侧。
而且，左侧的磁带盒仓包括一个邮件插槽，有助于在导入/导出媒体时实现持续的库操作。
条码阅读器是一个标准库组件，支持库在有序或随机存取模式下运行。
TS3100还具有远程管理功能，可通过Web界面实现磁带库的远程管理。
新一代IBMUltrium4驱动器的吞吐量是第三代LTOUltrium磁带驱动器的两倍以上，最高可达第一代驱动器吞吐量的十倍。
IBMLTOUltrium4磁带驱动器最快可支持120MBps的本机数据传输速率。
此外，由于使用了新的IBMTotalStorage®LTOUltrium800GB数据盒，IBMUltrium4磁带驱动器使磁带盒的物理容量翻了一番，最高可达800GB本机物理容量（如果使用2:
1压缩，可达1.6TB），使IBMTS3100磁带库的容量可以达到38.4TB（如果使用2:
1压缩）或19.2TB（本机）。
IBMUltrium4磁带驱动器可读写第三代LTOUltrium数据盒，还能以更快的数据传输速率读取LTOUltrium2数据盒。
使用IBMLOT4的4GbpsFC或3GbpsSAS磁带驱动器时，新的Ultrium4技术有助于支持数据加密。
随着存储需要的增加，您可以在这些存储投资的基础上迁移到利用新的IBMUltrium4磁带驱动器技术、具有更高容量和性能的自动化库。
IBMTS3100TapeLibraryExpress为Ultrium4驱动器提供了LVDSCSI、本机切换、4Gbps光纤通道和3GbpsSAS接口（为Ultrium3驱动器提供了LVDSCSI和4GbpsFC），还可以连接到各种开放的系统服务器上。
它通过独立的基础配置提供有序或随机库存取，具有行业标准的19英寸机架安装盒。
IBMTS3100还有一个液晶显示屏，还带有电源、驱动器和活动、错误状态和消息信息指示灯。
IBMSystemStorage™TS3100TapeLibraryExpressModel
常见特性
Ø可支持新的IBMLTOUltrium4和LTOUltrium3磁带驱动器，可以提高容量和性能，包括4Gbps光纤通道、低电压差动（LVD）SCSI和3GbpsSAS连接
Ø可为中型网络磁带存储环境提供出色的容量、性能和可靠性，采用2U外形，具有22个数据盒插槽和一个专用邮件插槽
Ø可支持使用标准条码阅读器在有序或随机存取模式下以具有成本效益的方式备份、保存和恢复以及归档存储
Ø可通过标准Web界面对库进行远程管理，为存储操作提供了灵活性和更好的管理控制
硬件概要
ØLVDSCSI驱动器、本机切换光纤4Gbps光纤通道驱动器或3GbpsSAS驱动器（仅用于LTO4）
ØUltrium4本机数据容量可达19.2TB（如果使用2:
1压缩，可达38.4TB），Ultrium3具有24个数据盒插槽，本机数据物理容量可达9.6TB（如果使用2:
1压缩，可达19.2TB）
Ø使用LTOUltrium4磁带驱动器，本机数据传输速率为120MBps（使用LTOUltrium3磁带驱动器，本机数据传输速率可达80MBps）
Ø独立或机架安装选项
2）特性与优点
特性
优势
IBMLTOUltrium3磁带驱动器
可提供更高的容量和性能
支持4-Gbps光纤通道和LVDSCSI连接
可使用标准条码阅读器进行有序或随机存取
可提供具有成本效益的功能
高效的备份、保存、恢复和归档存储功能
采用2U外形，具有22个数据盒插槽
可为中型网络磁带存储环境提供出色的容量、性能和可靠性
可通过Web界面对库进行远程管理
可为存储操作提供灵活性和更好的管理控制
Ultrium3本机数据物理容量最高可达8.8TB（如果使用2:
1压缩，可达17.6TB）
可为存储操作提供灵活性和更好的管理控制
80MBps本机数据传输速率
支持高性能，可以满足您的业务需要
3）规格
驱动器选件
Ultrium4：
LVDSCSI－FC（8143）；4Gbps光纤通道－FC（8144）；3GbpsSAS－FC（8145）
Ultrium3：
LVDSCSI－FC（8043）；4Gbps光纤通道－FC（8044）
可用型号
3573L2U
3573L3S（ExpressModel，PN）包括IBMLTOUltrium3LVDUltra160连接，SCSI磁带驱动器，机架安装盒
3573F3S（ExpressModel，PN）包括IBMLTOUltrium3的4Gbps光纤通道磁带驱动器，机架安装盒
3573L4S（高容量，PN）包括IBMLTOUltrium4LVDUltra160连接，SCSI磁带驱动器
3573F4S（高容量，PN）包括IBMLTOUltrium4的4Gbps光纤通道磁带驱动器
3573S4S（高容量，PN）包括IBMLTOUltrium4的3GbpsSAS磁带驱动器
可选功能代码
机架安装
7002
右侧磁带盒仓
8106
磁带驱动器类型
SIBMLTOUltrium4或IBMLTOUltrium3
驱动器数量
1
磁带盒数量
24
邮件插槽数量
1
物理容量
使用LTO4每磁带盒最高可达1.6TB（压缩）；本机为800GB
使用LTO3每磁带盒最高可达800GB（压缩）；本机为400GB
每磁带库最高可达38.4TB（压缩）；本机为19.6TB
每磁带库最高可达19.2TB（压缩）；本机为9.6TB
数据传输速率
使用LTOUltrium4，本机数据传输速率可达120MBps
使用LTOUltrium3，本机数据传输速率可达80MBps
尺寸（宽x高x深）
独立式
17.6英寸（447.5毫米）x3.84英寸（97.6毫米）x31.9英寸（810毫米）
机架安装
17.6英寸（447.5毫米）x3.44英寸（87.6毫米）x29.13英寸（740毫米）
重量
33磅（15公斤）
工作环境
温度
54到95华氏度，12到35摄氏度
相对湿度
20%-80%相对湿度（非冷凝）
功率
100V交流电压时为1.3amps；240V交流电压时为0.7amps
连接和系统支持
TS3100提供LVDUltra160、4Gbps光纤通道和3GbpsSAS（仅用于LTO4）接口，可连接到IBMSystemp、IBMSystemi、IBMSystemx、RS/6000SP™、AS/400和IBMNetfinity®系统以及非IBM服务器、工作站和个人计算机上
操作系统支持
为IBMAIX®、IBMOS/400®、IBMi5/OS®、Windows®2000、WindowsServer®2003、SunSolaris、HP-UX、RedHat和UnitedLinux®提供本机设备驱动程序支持。
4.2VERITASNetBackup
VERITASNetBackup企业级数据备份管理软件
VERITASNetBackup软件是一个功能强大的企业级数据备份管理软件，它为UNIX、Windows和Netware混合环境提供了完整的数据保护机制，具有保护企业中从工作组到企业级服务器的所有的数据的能力。
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