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Legato+VTL
数据备份方案建议书
上海众成志力信息技术有限公司
2007年9月
目录
1.概述3
1.1.数据备份系统3
1.2.企业级用户对数据备份系统的要求3
2.备份方案概述5
2.1.系统拓扑图5
2.2.系统规划5
2.2.1.备份软件5
2.2.2.备份硬件6
2.3.备份策略8
2.4.恢复策略9
3.备份方案特色11
3.1.备份架构可扩展性11
3.2.最大客户投资保护12
概述
1.1.数据备份系统
网络数据备份管理系统是指在分布式网络环境下，通过专业的数据备份管理软件，结合相应的硬件，来对全网络的数据备份进行集中管理，从而实现自动化的备份、文件归档、数据分级存储以及灾难恢复等。
近几年来，企业网络系统的规划和设计越来越重视数据备份管理系统的建设。
备份技术多种多样，从根本上可以分为三种：
1）LAN备份；
传统备份需要在每台主机上安装磁带机备份本机系统，采用LAN备份策略，在数据量不是很大时候，可采用集中备份。
一台中央备份服务器将会安装在 LAN 中，然后将应用服务器和工作站配置为备份服务器的客户端。
中央备份服务器接受运行在客户机上的备份代理程序的请求，将数据通过 LAN 传递到它所管理的、与其连接的本地磁带机资源上。
这一方式提供了一种集中的、易于管理的备份方案，并通过在网络中共享磁带机资源提高了效率。
2）LAN-Free备份；
由于数据通过LAN传播，当需要备份的数据量较大，备份时间窗口紧张时，网络容易发生堵塞。
在SAN环境下，可采用存储网络的LAN-Free备份，需要备份的服务器通过SAN连接到磁带机上，在LAN-Free备份客户端软件的触发下，读取需要备份的数据，通过SAN备份到共享的磁带机。
这种独立网络不仅可以使 LAN 流量得以转移，而且它的运转所需的 CPU 资源低于 LAN 方式，这是因为光纤通道连接不需要经过服务器的 TCP/IP 栈，而且某些层的错误检查可以由光纤通道内部的硬件完成。
在许多解决方案中需要一台主机来管理共享的存储设备以及用于查找和恢复数据的备份数据库。
3）Server-Less备份。
LAN-Free备份对需要占用备份主机的CPU资源，如果备份过程能够在SAN内部完成，而大量数据流无需流过服务器，则可以极大降低备份操作对生产系统的影响。
SAN Server-Less备份就是这样的技术。
1.2.企业级用户对数据备份系统的要求
根据我公司多年来与中国的企业级用户的交流，我们总结出以下几点备份系统设计的基本要求：
1、为了不增加业务系统的运行压力，避免数据备份与生产竞争系统资源，数据备份工作必须在系统运行的最闲时进行。
在业务系统正常运行情况下，每天留给所有备份任务的最长备份时间窗口不超过8小时，最好能实现“零时间窗口”的备份。
2、备份系统建设最重要作用是数据丢失后的恢复，但数据恢复的时间长短直接影响业务系统运行情况，也直接反映了备份系统的可用性。
集中备份系统建设要求，最大容量（如10TB）数据库物理备份恢复要求在24小时内完成。
3、备份系统作为数据保护最后一道防线，在数据恢复时要求用于恢复的备份数据是百分之百可用。
4、备份需要占用业务系统的资源开销。
但应充分利用业务系统结构上的技术优势，使设计出来的备份系统结构能够减少业务系统资源的开销，备份系统各资源模块更加均衡，无明显的资源瓶颈。
5、备份数据必须有异地存放的副本，并要求减少人为干预，大部分工作必须由备份系统自动完成。
特别是如何平衡本地保存备份数据与异地备份数据的关系，需要异地存放的介质如何从备份系统中取出，如何快速准确地取回异地存放的备份数据用于恢复，如何回收异地过期备份数据的介质等问题的解决是备份数据异地存放的关键。
使备份数据异地存放成为可行的数据容灾方案。
6、备份系统是业务系统正常运行的保障系统，但经常看到实施后的备份系统不但没有起到业务系统运行的保障作用，反而由于备份系统自身经常性的发生故障而严重影响业务系统的正常运行。
因此在备份方案和实施过程中，必须要有对各方面资源配置熟悉的专家进行指导各方面参数的配置，避免在备份系统运行过程中造成资源冲突影响业务系统的正常运行。
7、备份系统建设的目的是为了系统的数据恢复需求，这就要求按配置的备份方案和策略进行备份的数据最终能够完全用于恢复。
这就要求备份方案的实施必须建立在同等环境和系统配置下的备份恢复测试。
8、所有提供的备份功能模块都能真正成为备份系统的关键，对系统运行保障提供有益的帮助和补充。
不要因为某些环节处理不当或方案设计考虑不周全而使得有些功能模块成为“废品”甚至“累赘”，确保所设计的方案在投资上最优化。
2.备份方案概述
2.1.系统拓扑图
图1：
备份系统拓扑图
2.2.系统规划
如上图所示，配置一台PC服务器作为备份服务器。
服务器安装windows操作系统，安装EMCNetWorker备份管理软件。
在备份服务器上设置备份策略，进行定时的自动备份。
本次推荐使用的虚拟磁带库通过LVDSCSI接口连接在备份服务器上，需要备份的服务器通过千兆以太网实现系统文件、数据文件、SQL数据库的在线数据备份。
备份服务器通过SCSI实现对虚拟磁带库的链路连接。
备份服务器上安装NetWorkerServer备份服务器管理软件，实现对整个备份系统的管理。
备份服务器上同时要安装磁带库管理模块，实现磁带库自动操作和数据的透明备份。
其它需要备份的服务器上均安装备份客户机软件，实现数据跨网络备份；在数据库服务器上安装数据库在线备份模块，实现数据库数据在线备份。
2.2.1.备份软件
备份软件市场上有很多备份软件，有的只能完成部分功能，有的缺少数据库在线支持，有的仅支持单一平台、缺乏必要的可扩展性。
尤其是目前备份技术日新月异的今天，我们选择的软件厂商有没有技术力量更新产品呢？
这是我们很关注的问题。
EMC公司是美国著名存储公司，它的旗舰产品EMCLegatoNetWorker是为跨越异构平台的服务器和客户端而设计的、企业级的数据保护解决方案，并提供了灵活的升级能力、可管理性和可用性。
通过增加模块，可实现分级存储管理、归档、SNMP事件管理和集成化的数据备份和恢复。
本方案选择EMCLegatoNetWorker作为用户信息系统的备份软件。
EMCLegatoNetWorker为所有的系统、数据库、以及正在运行关键业务应用的企业级服务器提供快速、可靠和完全的数据备份和恢复。
EMCLegatoNetWorker是模块化组织结构，根据用户的实际需要来选配相应的产品模块，同时EMCLegatoNetWorker也是Client/Server结构，其备份任务支持客户端发起（Client-initiatedBackup）和备份服务器端发起（Server-initiatedBackup）备份任务。
EMCLegatoNetWorker备份流程如下图所示：
图2：
EMCLegatoNetWorker备份流程图例
2.2.2.备份硬件
随着企业业务发展，业务数据量也在不断攀升，各企业对备份系统性能的要求在逐步提高，不但要求备份设备有足够的容量，还要求有较高的存取速度、高可靠性等。
传统的数据备份设备一直以磁带库为主，尽管磁带存储技术发展很快，但在速度、可靠性等方面依然逊色于磁盘存储设备。
尤其随着ATA/SATA大容量磁盘的出现，在中低容量备份存储的应用场合，使ATA/SATA磁盘阵列总体存储的成本大幅下降，已经接近甚至低于同容量磁带库的成本。
因此，以ATA/SATA磁盘阵列作为备份存储介质的方案被广泛采纳。
而虚拟磁带库就是将磁盘阵列模拟成磁带库的存储设备。
虚拟磁带库既实现了高数据传输率和高可靠性，又体现了磁带库的结构特点，达到了与存储备份管理软件最大的兼容性。
虚拟磁带库是通过存储虚拟化技术将现有的磁盘存储系统虚拟成传统的磁带库系统（包含磁带库机械手臂、磁带驱动器），为数据备份系统提供高可靠、高性能、低成本的解决方案。
作为传统磁带库的一个有益的补充方案，虚拟磁带库使用基于磁盘技术的数据备份/恢复系统，整合了磁盘所具备的快速访问、数据传输以及RAID的优势，同时利用仿真技术可以整合多种磁带格式及磁带库类型，在此基础上延续了磁带原本的稳定、可写入大数据块的特点，使得虚拟磁带库很快成为了存储备份领域的一项主流技术。
SureSave虚拟磁带库是目前市场上虚拟磁带库产品中的佼佼者，自从2003年引入国内市场，在各行各业得到了广泛应用。
S/F系列SureSave虚拟磁带库采用高集成度设计结构，其基本单元不但包含了基于ARM结构的嵌入式虚拟磁带库管理器，还包含了可最多装配16个SATA磁盘的存储单元，二者以无线缆结构连接，既方便了用户使用、维护，也提高了设备总体可靠性。
由于采用芯片级硬件RAID实现，一体化管理，并嵌入了如硬件级压缩、数据加密、自动归档等智能化功能，使该系列产品在性能和易用性方面表现出卓越特性。
1、荣获2006年DOCTOR存储评测中国首选品牌，众志和达被评为中国存储创新企业；
2、专业化的嵌入式VTL控制板，非一般的PC架构主板；
3、自主知识产权，非OEMVTL内核软件；
4、配置容量2TB（5块500GBSATA硬盘）；
5、采用高可靠性一体化集成设计，虚拟磁带库管理器和基本存储单元采用无线缆背版式连接，统一界面管理，具备16个磁盘槽位；每台设备支持超过255个并行备份/恢复任务；
6、可同时提供存储卷服务和NAS文件共享服务；
7、备份设备支持RAID5，RAID1，RAID0等RAID级别，提高数据可靠性；
8、本次配置1个FC光纤主机接口，可扩展到4个主机接口，提供后端归档设备接口，而且这些端口都可支持SCSI、FC、ISCSI三种接口；
9、支持EMCLegatoNetWorker,CABrightStor,CAARCserve2000,EMCNetWorker,VeritasNetBackup等备份管理软件；
10、提供中文GUI管理工具、配置和管理备份设备，符合国人的阅读习惯。
2.3.备份策略
定义备份策略，涉及到以下内容：
1.在什么时间（备份时间，如下午6:
00）、
2.将什么数据（备份内容，如数据库数据）、
3.以什么方式（备份方式，如全备份或增量备份）、
4.通过哪组磁带驱动器（备份通道，如：
去不磁带驱动器）、
5.备份到哪一个磁带组（备份目的地，如：
VolumePoolfor服务器文件）
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。
1.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
2.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
3.差分备份：
备份自上一次全备份以来更新的所有数据。
Legato支持非常灵活的备份策略，它支持11级的备份级别，数据备份策略可由用户系统管理人员考虑系统情况结合我们的技术专家的丰富经验制定。
结合备份策略，并且从便于管理和恢复的角度考虑，制订数据分组和存储介质池对应策略，将数据分门别类放在不同编号的磁带组上，并建立不同的存取权限。
建议建立：
数据库介质：
专门放置数据库信息。
文件介质：
除数据库以外的文件。
系统日志介质：
备份系统本身及配置等的备份，做到快速恢复系统。
数据备份策略的设置将直接影响数据的恢复、数据的安全及可靠。
而数据备份的的时间表设置、数据联机浏览策略的设置和特定的应用密切相关。
NetWorker为用户提供了良好的界面用于实现备份策略的设置，用户可根据实际需要自行设置符合自身需求的备份策略。
操作系统及应用系统备份策略
操作系统数据的安全是所有应用正常进行的前提和保障。
操作系统数据一经配置生成在一段时间内数据变化不会大，操作系统的备份及恢复只有在操作系统有改动及系统被破坏时才会进行，因此，对于操作系统及应用系统的备份我们建议采用每月全备份的方式。
在其余的时间我们采用增量和差分备份相结合的方式。
这样每日的备份量不会太大，对系统资源和磁带的消耗也很小。
为安全起见全备份在磁带中保留两到三个版本，意即此类数据保留两到三个月。
业务数据（文件类型）备份策略
应用系统中很重要的业务数据，其重要程度不言而喻。
根据系统实际情况，考虑数据的安全性及可靠性，我们把这部分备份分为两种：
A：
日常备份
备份当前月的每天业务数据。
通过每天增量备份，确保当前月工作库中所有的数据库表的数据安全性和数据结构的完整性，将由因硬盘损坏等原因造成的损失降至最低。
所备份数据保留一个月。
B：
月归档备份
归档备份当前月的数据。
在每月末进行，全备份整月数据。
作为日后查询的数据归档。
根据要求保留相应时间。
数据库数据的备份策略
数据库系统数据可以说是应用系统中最重要的，因此也要对其更为注重。
建议进行每周的整个数据库全备份。
这个备份是做数据库灾难恢复的基础。
另外，在每天做数据库的增量备份（即日志备份），以实现数据库的时间点恢复。
另外，对于不同应用的表空间，还可设定独立的备份策略以加强其安全与恢复的能力。
数据库数据的保存时间设定原则为：
可以将在线数据保留几个版本以保证安全性，一般情况下仅有最新的版本需要恢复。
对于需要归档的数据，比如上一月的应用数据要从生产数据库中清除，建议采用一单独的表空间，先将历史数据倒入此表空间备份后，再进行删除。
此备份根据要求的保存时间进行保存。
但要实现这个功能，需要数据库实施时做好配置以及应用系统开发出相应的功能实现数据的提取和清除。
再由NetWorker将此表空间备份出来。
2.4.恢复策略
数据备份的唯一目的就是备份数据的恢复。
因为它关系到系统在经历灾难后能否迅速恢复。
灾难恢复操作通常可以分为两类。
第一类是全系统恢复，第二类是个别数据恢复，再一种值得一提的是重定向恢复。
一般来说，恢复操作比备份操作更容易出问题。
备份只是将信息从磁盘上拷贝出来，而恢复则要在目标系统上创建文件。
在创建数据文件时有许多别的东西有可能会出错，这包括超出了磁盘容量，权限问题和文件覆盖错误等，NetWorker备份系统能有效防止这些错误的发生，保证恢复的可靠性。
◆全系统数据恢复
全系统数据恢复一般是指应用在服务器发生意外灾难导致数据全部丢失、系统崩溃或是有计划的系统升级、系统重组等，在全系统数据恢复时，我们首先考虑利用磁盘复制的数据，进行快速的数据恢复；对于磁带存储备份系统，恢复办法如下：
1.当应用服务器系统瘫痪而需要恢复时（非备份服务器）：
2.从本地或异地获得灾难备份磁带；
3.安装应用服务器操作系统并配置网络；
4.安装LegatoNetWorker客户端软件；
5.启动恢复界面，从备份服务器的索引表浏览该服务器系统全备份信息，触动恢复功能，备份管理软件在备份服务器端自动驱动存储设备，加载相应的存储媒体，将该应用服务器的全部数据恢复；
6.检查数据差值，录入孤立丢失数据；
7.批准系统运行，完成事故报告。
当备份服务器系统瘫痪而需要恢复时：
1.当硬件设备更换、连接完成后，按以下步骤恢复服务器：
2.从本地或异地获得灾难备份磁带；
3.启动备份系统的恢复功能，恢复最近一次的全备份数据；
4.完成事故报告。
当整个计算机系统损坏而需要重建业务时：
1.当硬件设备更换、连接完成后，用异地保存的“克隆”带按以下步骤恢复系统数据：
2.将“克隆”带装入存储设备；
3.按第二种情况恢复NetWorker备份服务器系统；
4.按第一种情况恢复各业务系统数据。
◆个别数据恢复
在实际使用中，个别数据恢复可能要比全系统恢复常见得多，利用备份系统的恢复功能，我们很容易恢复受损的个别数据。
只需浏览备份数据库或目录，找到该文件，触动恢复功能，软件将自动驱动存储设备，加载相应的存储媒体，然后恢复指定文件。
通常我们需要恢复存在磁带上的文件的最后一个版本，但我们还可以恢复文件的一个比较老的版本，比如一些设计单位需要经常用到一些老的设计方案，就需将旧的文件重新恢复。
◆重定向恢复
重定向恢复是将备份的文件恢复到另一个不同的位置或系统上去，而不是进行备份操作时它们当时所在的位置。
重定向恢复可以是整个系统恢复也可以是个别文件恢复。
重定向恢复时需要慎重考虑，要确保系统或文件恢复后的可用性。
为了防备数据丢失，我们需要做好详细的灾难恢复计划，同时还要定期进行灾难演练。
每过一段时间，应进行一次灾难演习。
可以利用淘汰的机器或多余的硬盘进行灾难模拟，以熟练灾难恢复的操作过程，并检验所生成的灾难恢复软盘和灾难恢复备份是否可靠。
一个完整的灾难备份及恢复方案，包括：
备份硬件、备份软件、备份制度和灾难恢复计划四个部分。
选择了先进的备份硬件后和软件后，我们决不能仅仅居于备份软件的选择，因为只有优秀的备份软件虽然发挥硬件的先进功能，保证快速、有效的数据备份和恢复。
还需要根据企业自身情况制定日常备份制度和灾难恢复措施，并由管理人员切实执行备份制度，否则系统安全将仅仅是纸上谈兵。
3.备份方案特色
3.1.备份架构可扩展性
本方案的图示中清楚地表明在备份中心原有网络的基础上选择一台Windows主机作为备份服务器。
从用户投资角度来看，这种备份结构最切实可行，且结构简单、目的明确，充分满足了用户当今的备份需求，并保证了今后一个良好的扩展性，在需要的时候平滑的迁移到LegatoSAN+ServerlessSolution，由于Legato模块化的设计，使得这种过渡是相当简单易行的，在本次方案中所选用光纤盘阵，也为可能到来的升级工作做好了准备，今后只需要增加支持SAN的光纤HUB，在各个备份客户端增加光纤模块，并添加相应的NetWorker模块即可，而无需重新安装整套系统，这一点也充分体现了本方案对用户投资保护的考虑。
更值得一提的是目前在全球，Serverless这种先进的备份方式只有Legato拥有真正实施成功的案例！
LegatoNetWorker提供高性能数据保护解决方案，具有无限可扩展性，能够满足使用Windows、Linux和UNIX环境的大型企业的需要。
其成熟的备份性能能够显著减少备份窗口，同时其易于使用的图形用户界面允许管理员集中监控和管理整个企业一致的备份策略。
NetWorker提供了当今大型数据库以及LAN+SAN上的文件系统备份所需的性能、可扩展性及可靠性。
3.2.最大客户投资保护
增加最少的硬件的方式下实现备份，本方案推荐在备份中心使用虚拟磁带库作为备份设备，将来可以考虑在异地机房使用物理磁带库作为归档设备，这种方式的好处相当明显：
享受完整的NetWorker的功能
Serverandclientplatformsupport,scheduling,advancedindexing,parallelism,full/incremental,storagenodes…andmore
更快恢复数据
以磁盘的速度恢复数据，减少宕机损失
不必牺牲恢复性能即可获得并行流带来的好处
数据为“近线”;无磁带加/卸载的延迟
更快备份数据
磁盘速度备份
就象增加磁带机一样定义多个“filetypedevices”，提高备份速度
消除磁带加/卸载的延迟
自动高速克隆（若还有归档物理磁带库的情况下）
以磁带机峰值速度拷贝磁带!
数据顺序写入可使恢复更快
自动高速搬移
基于策略方式将数据拷贝至磁带（从磁盘删除）
数据顺序写入可使恢复更快
降低磁带存储TCO
减少磁带和带机磨损
在写小量数据时无起停时间
在磁带上保存全备，在磁盘保存增量，最大化使用率!
在用户今后的各种升级方面，Legato尽可能地为用户着想，从备份服务器来看，如果将来用户所使用的备份服务器平台更换了（Window->UNIX、UNIX->Windows），Legato只需升级相应的许可证；而Legato公司产品与其他公司产品不同的是当备份服务器档次、类型的升级（低端服务器->高端服务器），Legato无须做任何改变，Legato的许可证计算与服务器档次、类型无关。
从客户端改变来看，Legato所需的更改更小，因为LegatoNetWorker本身就含有十个Client接入许可证，且这些许可证的使用是相当灵活的，既可用于Windows平台Client的连入也可用于Unix平台Client的连入，当用户的客户端超过10个时，只需简单的添加ClientConnectionLicense即可。
从今后备份结构的升级来看，由于Legato模块化的设计，使得今后由LAN+SAN备份向SAN备份的过渡相当简单易行，在硬件环境成熟的情况下，只需添加相应的NetWorker模块即可，而无需重新购买整套系统。
综上所述，Legato的解决方案无论是现在还是将来都提供了很好的用户投资保护。
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