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日立电梯

数据备份和灾难恢复系统设计方案

方案设计：

广州天锐计算机科技有限公司

日期：

2008年3月10日

目录

一、项目概述 3

二、系统需求分析 4

2.1数据备份的作用和意义 4

2.2备份需求分析 6

三、系统设计方案 7

3.1数据备份系统的基本架构 7

3.1.1备份系统基础架构概述 7

3.2备份系统网络结构设计 8

3.2控制备份的软件 10

3.2.1备份管理软件的选择 10

3.2.2VERITASNetBackup备份架构 11

3.2.3VERITASNetBackup主要功能优点 14

3.3控制备份的硬件 17

3.4备份策略设计 19

3.4.1备份策略的分类和决定因素 19

3.4.2数据库备份方式 20

四、方案总结 21

一、项目概述

日立电梯经过多年的信息化建设，已建成几大核心信息系统（ERP系统、财务系统、文件服务器等），这些系统支撑起整个公司生产、采购、销售以及财务等工作的正常运营，其中的数据安全至关重要。

目前针对这些重要的数据还没有一套自动的数据备份系统保证其安全，一旦系统及其数据因不可预测事件而损坏或丢失，将很难恢复，或者有些数据即使可以恢复，也会耽误很长时间，因此造成的损失可能无法估量。

为此日立电梯提出建设一套自动的数据备份系统，当出现上述问题时，关键业务系统数据可以通过备份系统很快得到恢复，尽量减少不必要的损失。

天锐公司将会根据日立电梯网络的实际需求制定一套完整的数据备份和灾难恢复方案。

我们在选择备份系统时，既要做到满足系统容量不断增加的需求，又需要所用的备份软件能够支持多平台系统。

要做到这些，就要充分使用网络数据存储管理系统，它是在分布式网络环境下，通过专业的数据存储管理软件，结合相应的硬件和存储设备，对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、数据分级存储及灾难恢复等。

一个完整的企业数据备份与恢复解决方案就意味着：

保护、性能与完美的集成，一条龙式的服务，包括产品、服务与支持。

通过对日立电梯的实际需求分析，以及对软、硬件产品的综合考察，对各种备份方案的深入分析而提出的，我们力图向贵公司提供完备、智能化、易管理的数据备份环境，简洁、可靠的灾难恢复机制，从而为贵公司数据保护系统的建设尽绵薄之力。

二、系统需求分析

2.1数据备份的作用和意义

1.建立企业数据备份与恢复系统是非常必要的

随着计算机的普及和信息技术的进步，特别是计算机网络的飞速发展，信息安全的重要性日趋明显，但是，作为信息安全的一个重要内容－数据备份的重要性往往被人们所忽略。

只要发生数据传输、数据存储和数据交换，就有可能产生数据故障。

这时，如果没有采取数据备份和数据恢复手段与措施，就会导致数据的丢失。

有时造成的损失是无法估量的。

企业业务系统存储的数据包括账务数据、客户数据、交易流水、系统日志以及其他应用系统数据，具有很强的实时性要求，数据的重要性是毋庸置疑的，一旦系统出现故障或其它的原因引起的故障致使数据丢失，将直接导致企业业务工作无法进行，从而给系统造成不应有的损失。

因此，如何进行备份，出现故障如何恢复数据，是企业业务系统必须考虑的问题。

2.企业数据备份与恢复系统是不可替代的

有人认为，企业业务系统中的数据库软硬件有容错和自动恢复功能，服务器主机也做了双机热备份，因此不需要用磁带设备和备份软件每天做备份了。

其实这种观点的错误在于，对备份概念的理解存在偏差。

双机热备份的目的在于保证系统数据和服务的"在线性"，即当系统发生部分硬件故障时，仍然能够正常地向网络系统提供数据和服务，以使系统不致停顿。

而磁带备份技术的目的与此并不相同，备份是"将在线数据转移成离线数据的过程"，其目的在于应付系统数据中的逻辑错误和对历史数据的长期保存，以达到在系统遭遇非正常情况引起的完全崩溃后的灾难恢复。

备份的任务与意义就在于，当灾难发生后，通过数据备份快速、简单、可靠地恢复一个立即可用的系统。

所以，在各种容错技术非常丰富的今天，企业的数据备份和恢复系统仍然是不可替代的。

3.建立企业数据备份与恢复系统的价值

企业需要存储海量的信息，更需要保证信息系统的永不停顿以及系统的安全。

其中，通过RAID方案或者其他容错系统，可以避免因驱动器错误对数据产生的影响，但却无法保护误删除文件、自然灾难等带来的无法弥补的损失；同时，在系统遭受到前所未有的重创时，怎样才能在最短的时间内恢复系统运行以便重新开始服务。

一个坚如磐石、并具有快速可靠的资料恢复能力的企业数据备份与恢复系统却能作到这一切。

4.建立完整的企业数据备份与恢复系统

备份的方法主要可以分为硬件级和软件级备份。

·硬件级的备份是指用多余的硬件来保证系统的连续运行，比如硬盘双工、双机容错等，但这种方式无法防止逻辑上的错误，如人为误操作、病毒、数据错误等。

据有关资料统计，计算机系统中80％以上的错误属于人为误操作。

当逻辑错误发生时，硬件备份只会将错误复制一遍，无法真正保护数据，硬件备份的作用实际上是保证系统在出现故障时能够连续运行，因此称为硬件容错更为恰当。

·软件级的备份是指将数据保存到其他介质上，当系统出错时可以将系统恢复到备份时的状态，这种方法可以完全防止逻辑错误，历史数据只要保存时间足够长，就能够恢复。

理想的备份系统是在软件备份的基础上再加上硬件容错系统，使网络更加安全可靠。

2.2备份需求分析

ORACLE

IBM-AIX

ORACLE

200GB

ORACLE

IBM-AIX

ORACLE

500GB

DOMINOAPP

IBM-AIX

DOMINO

50GB

DOMINOMAIL

IBM-AIX

DOMINO

200GB

FilesServer

IBM-AIX

200GB

表：

系统配置调查表

日立电梯的业务系统有以下几个特点：

1.整个数据中心的数据量较大（现有数据将近1.2T，将来数据将会达到2T以上），因此需要通过备份管理软件进行快速和自动的数据备份和管理；

2.支持IBM-AIX、Windows跨平台的集中数据备份管理和灾难恢复；

3.支持AIX平台下Oracle数据库联机热备份、逻辑备份，以及支持频繁的数据库日志文件备份；

4.要求备份管理软件对各种磁带库和磁带机进行管理，还要有全面的备份介质管理功能；

5.要求可以实现快速的系统灾难恢复功能，保障业务系统的正常运行；

6.提供备份解决方案的公司在国内和华南地区拥有良好的技术支持力量，能协助贵公司处理方案设计、方案实施和日常使用中遇到的问题。

综上所述，贵公司要求备份管理具有跨平台统一性、开放性、高效性、易用性、可维护性和可扩展性，并且要根据不同的网络应用服务设置和数据存储容量设计相对应的备份策略。

三、系统设计方案

3.1数据备份系统的基本架构

3.1.1备份系统基础架构概述

一个理想的网络数据备份是在软件数据备份的基础上加上硬件级物理容错系统，并且能够自动地跨越整个网络系统平台。

因此，网路数据备份实际上包含了整个网络系统的一套备份体系。

一个好的数据备份系统应该具备以下一些基本要素：

·保护性：

全面保护企业的数据，在灾难发生时能快速可靠地进行数据恢复。

·可管理性：

这是备份种一个重要的因素。

因为可管理性与备份的可靠性紧密相关。

最佳的可管理性就是自动化备份方案。

这不仅增加了数据的安全性与可靠性，而且在数据恢复时减少了遗忘十分繁琐的工作步骤，节约了大量的人力和时间。

·可扩展性：

经常困扰系统管理员的一个问题就是在备份过程中因介质容量不足而更换介质。

因为这会降低备份数据的可靠性与完整性。

因此，建立完善的网络数据备份系统必须考虑以下的内容：

·计算机网络数据备份的自动化，以减少系统管理员的工作量；

·使数据备份工作制度化；

·介质的有效管理，防止读写操作的错误。

自动的清洗轮换，提高介质安全性和使用寿命；

·以备份服务器形成备份中心，对各种平台的应用系统及其他信息数据进行集中的备份，系统管理员可以在任意一台工作站上管理、监督、配置备份系统，实现分布处理，集中管理懂得特点；

·维护人员可以容易地恢复损坏的整个文件系统和各类数据；

·备份系统还应考虑网络带宽对备份性能的影响，备份服务器的平台选择及安全性，备份系统容量的适度冗余，备份系统良好的扩展性等因素；

3.2备份系统网络结构设计

图：

备份系统设计图

一般来说，网络备份是指磁带机或磁带库等备份存储设备直接连在执行备份的服务器上，此服务器控制将要备份的数据传送到备份存储设备上。

由于此服务器可以直接控制数据备份介质，因此称为备份服务器或介质服务器。

通过一台备份服务器集中备份网络中所有客户客户XXA设备的数据，做到数据的集中备份和统一管理。

除了备份服务器外的所有服务器上通过安装其上的备份软件代理和选件将文件数据、数据库数据、系统状态数据从网络交给备份服务器，并由备份服务器软件统一写入备份介质磁带上。

所以，我们选择了网络备份的方式进行数据备份。

网络备份适用于数据量不是很大的备份需求，它的特点是结构简单、投资少和易于维护等特点。

当系统中的数据不断增长而网络成为瓶颈时，使用完整的LANFree备份方案是最好的选择。

针对日立电梯现有的网络架构，我们建议目前的备份系统采用网络备份的结构，但日后可以平滑升级到LANFree的架构。

备份系统将采用NetBackupEnterpriseServer6.5，指定其中一台服务器作为主服务器，管理所有的备份服务器，同时，其余服务器部署为NetBackup的介质服务器。

该系统完成后，可以实现联机备份、快速灾难恢复、介质管理、设备共享和动态设置备份策略等功能，同时还大大减少了系统管理员的工作量，提高了备份效率，缩短了备份时间，使数据备份工作形成制度化、科学化，完全满足了贵公司的备份需求。

1.增加一台独立服务器作为备份管理服务器，安装NetBackup的MasterServer，负责管理整个网络的备份管理。

增加专用备份服务器的优势在于：

–专用备份服务器对提高备份效率更为有利，管理起来也更为方便；

–备份时不占用应用服务器系统资源，不会影响总行业务系统的运行；

–可以将备份服务器与业务主机分离开来，甚至可放在不同的房间，这样便于管理，也提高了磁带的安全性；

2.每台服务器还安装相应的NetBackup的数据库代理，实现在线的数据库数据备份。

3.2控制备份的软件

3.2.1备份管理软件的选择

好的备份硬件是完成备份任务的基础，而备份软件则关系到是否能够将备份硬件的优良特性完全发挥出来，在软件选择上更是非常的重要，在选择备份管理软件的时候，应该考虑以下几点：

·软件质量的保证程度；

·软件对系统性能的影响；

·软件的可扩充性；

·软件的运行费用；

通常，数据备份的核心是数据库的备份，目前市场主流的数据库系统，例如Oracle，MSSQL、Sybase等都有自己的数据库备份工具，但它们不能实现自动备份，而且只能将数据备份到磁带机或者硬盘上，不能驱动磁带库等自动加载设备。

显然利用数据库本身的备份工具远远达不到客户的要求，必须采用具有自动加载功能的磁带库硬件产品与数据库在线备份功能软件。

VERITASNetBackupServer软件是一种经济高效的异构备份和恢复解决方案，适用于中型企业、工作组和远程办公室。

为降低管理和硬件成本，中型企业目前可以充分利用NetBackup的企业级强大功能，如高性能合成备份、基于磁盘的数据保护、自动灾难恢复、台式机和笔记本电脑保护。

通过把备份、恢复和存储操作作为一种服务来提供，NetBackupServer可以将中型企业的数据保护提升为一种效用计算模式。

·优化中型环境的备份和恢复

·领先数据库的不间断备份

·借助可扩展体系结构实现无缝增长

3.2.2VERITASNetBackup备份架构

VERITASNetBackup采用独一无二的四级层次结构，集中管理，灵活适应多种应用结构。

图：

VERITASNetbackup四层备份架构

·第一级由NetBackup主服务器（MasterServer）组成，NetBackup主服务器的作用相当于“大脑”，管理制定全网（包括全部备份服务器和客户机）的备份策略和跟踪客户端的备份，能够管理一台或多台磁带库，实现多个客户端的数据备份。

NetBackup主服务器是集中管理的核心。

·第二级由介质服务器（MediaServer）组成，介质服务器可以直接连接和管理磁带库或与主服务器（MasterServer）或者其他介质服务器共享一个磁带库。

介质服务器与主服务器的不同在于全网的备份策略和控制通路均由主服务器集中管理，而介质服务器仅提供数据通路。

如果拥有诸如数据仓库的海量数据，介质服务器可以进行大量的本地备份，同时对其他客户机进行备份。

介质服务器能够和主服务器或者其他介质服务器共享磁带库，这一点也是VERITASNBU的独特之处。

·第三级是客户端。

客户端负责按照备份服务器的要求，在指定的时间将需要备份的数据传送到备份服务器。

·然而对于需要集中管理多个NetBackup服务器分布式环境的情况，VERITAS提供第四级产品GlobalDataManager集中管理和控制企业存储的整个领域。

系统管理员和数据库管理员可以单控制台集中管理整个企业的数据备份任务。

企业这次存储项目，我们建议先采用2Tier的备份架构来实现网络的集中备份管理。

图：

NetBackupServer（onemaster/mediaserver）备份架构

1.NetbackupMasterServer（NBU主服务器）

l备份主服务器统一管理备份策略，包括每一台服务器的每一种数据多长时间备份一次，是全备份还是增量/累积增量备份，采用哪种磁带机，哪个磁带池存放数据等。

备份主服务器根据备份策略，及时唤醒相应的备份作业，启动备份进程。

当某个服务器发出恢复请求时，备份主服务器检查备份自身的数据库，命令相应的介质服务器从响应的磁带中进行恢复。

为了数据安全，NetBackup可以同时将一个数据写入多个磁带中，避免磁带故障带来的数据丢失。

2.NetbackupClientAgent（NBU客户端代理）

如果网络上有其他服务器将通过网络方式完成数据备份。

在这些服务器（Unix、Windows）上安装NetBackupClient,由备份主服务器上的NetBackupMasterServer管理其数据备份，并负责将其要备份的数据传送到磁带库中。

3.NetbackupDatabaseAgent（NBU数据库代理）

NetBackup采用对应数据库的代理程序，完成应用服务器上的数据库的在线备份。

例如NetBackupforOracle将与Oracle的BackupServer接口，备份或恢复Oracle的数据。

NetBackup支持Oracle、Sybase、Informix、SQLServer等数据库的在线数据备份。

3.2.3VERITASNetBackup主要功能优点

1.创新的数据保护技术

作为企业级备份和恢复的公认领先产品，VERITASNetBackup软件设计用来为各种复杂的IBM-AIX、Windows、Linux和NetWare环境提供完整的数据保护。

只管的图形化用户界面可帮助企业管理所有备份和恢复功能。

维护部署在企业中协调一致的备份策略。

VERITASNetBackup软件可提供数据库和应用感知（DatabaseandApplicationAware）的智能备份和恢复解决方案，适用于Oracle、IBMDB2、MSSQL、Exchange、SharePointPortal、SAPR/3、Sybase、Informix、LotusDomino。

借助VERITASNetBackup的基于磁盘的数据保护功能，用户能快速、即时地恢复数据，并提高备份性能，降低网络开销。

先进的NetBackup软件功能使企业能执行各种介质管理功能，包括磁带复制、磁带库以及驱动器共享等。

另外，NetBackup软件还能对所有备份和恢复操作进行实施和历史分析。

2.产品突出特性

·硬盘缓冲－借助NetBackup软件，管理员能灵活地先将备份数据以缓存的形式保存到磁盘上。

此时磁盘作为备份的中转站，随后再将数据一到最终的磁盘或磁带上。

与传统的从磁带恢复数据相比，它可以显著缩短数据恢复时间。

·无限的可扩展性－凭借集中管理和控制功能，高性能技术和灵活的多层架构，NetBackup软件能适应现代化数据中心日益增长的需求。

·独立于平台－帮助用户保护当前所有的通用计算平台，包括各种主流IBM-AIX版本、Windows、NetWare和其他平台。

基于策略的集中式管理－Netbackup软件的中央控制台通过直观的图形化界面，提供单点管理式备份，管理员能更高效地管理更多服务器。

该软件能使企业备份操作实现自动化，使多台服务器的数以千计的用户同时收益，并能帮助用户整合所有存储设备的管理。

·无与伦比的性能－通过多路复用（multiplexing）的方式，将多达32个不同的数据留集中到一个磁带驱动器上，以发挥磁带设备的最大额定吞吐能力。

同时还支持并发数据流，能根据需要向多台磁带机发送多个数据流。

·利用最新的存储硬件－NetBackup软件支持各家领先供应商提供的座钟磁带库。

磁带驱动器和存储区域网络（SAN）连接技术。

它可在SCSI或者SAN上动态共享磁带驱动器，或者使用可选的NetBackupforNDMPAgent，帮助用户保护目前应用广泛的NAS设备。

NetBackup企业支持NDMP协议，可控制和启动支持NDMP协议的NAS系统的备份和恢复工作。

3.基于磁盘备份及合成备份的技术创新

优势

磁盘缓存

·综合磁盘系统和磁带系统的优势，最大化备份效率

磁盘对磁盘拷贝

·“On-the-fly”方式的数据复制

高级客户端

·缩短备份窗口/减少备份影响/加快恢复速度

合成备份

·增强恢复性能

介质装置跟踪

·增强的Valut功能

桌面/笔记本电脑选件

·延伸到桌面

4.可扩展的架构

在开放系统中，许多产品都能执行备份和恢复功能。

然而，能处理现金数据中心的海量数据的产品则很少。

以往数据中心曾是大型机一统天下，现在则是以大型IBM-AIX、Windows服务器以及集群为基础。

企业在此之上构建并运行和管理关键业务应用。

VERITASNetBackup独有的核心三层架构，结合先进的介质管理功能，以及卓越的高性能，可以满足最大规模数据中心的需求。

5.实施灵活性

NetBackup策略和作业日程安排非常简便，通过软件附带的诸多向导，还可以进一步简化这些操作。

通过图形化界面，管理员可以定义基于频率或记忆日历的自动备份，或同时基于两者的备份。

备份可以每天、每周、每月甚至每小时进行。

用户可以设定备份窗口，避免在特定时间运行备份。

另外，管理员还可以给备份策略定义一个描述性名称（长策略名），以简化追踪和报告。

6.支持企业的存储区域网络

VERITASNetBackup的共享存储选件（SharedStorageOption）可以帮助企业在存储区域网（SAN）中共享存储设备。

它是目前市场上最好的高级动态驱动器共享解决方案之一。

共享存储选件是一种领先的异构平台动态驱动器共享解决方案。

利用了SAN连接技术。

利用共享存储选件，多台VERITASNetBackup服务器之间可以共享磁带驱动器，以便各个介质服务器都可以进备份和恢复。

磁带驱动器可以通过交换机或集线器等硬件连接。

借助共享存储选件，企业能更加充分地利用外围设备投资。

因为单个驱动器不再需要绑定在某个专门的服务器上，而且能够更加合理地使用硬件资源。

7.灾难恢复

除了从主备份执行完全或者部分恢复外，NetBackup软件还可用于完整地恢复异地应用或异地服务器。

在创建原始备份的同时，VERITASNetBackup软件的“InlineCopy”功能可以自动创建原始备份的多个副本，存储在不同的磁带上

3.3控制备份的硬件

DellPowerVaultTL2000磁带库为磁带自动加载机技术为有数据保护需求的机构，提供简易和价位经济的磁带自动化解决方案。

1.自动化数据保护

定期、按规则备份，是综合性灾难恢复策略的关键部分。

PowerVaultTMTL2000磁带库功能强大，能够帮助企业自动执行备份处理，减少人工干预需求和发生人为错误的风险。

它TM采用光学磁带盒定位技术，可精确操作带盒和盘点库存，有助改进备份的整体可靠性。

2.简化操作

通过邮件插槽，可以单个导入或导出磁带，或者通过二个磁带仓之一，一次性导入或导出十二个磁带。

磁带库利用条形码扫描技术，记录磁带介质的位置，因此您可以确信正确存储了重要数据，一旦灾难袭来可以立即进行恢复。

3.直观管理

磁带库自带、用户友好的LCD界面，允许您方便地监控、管理、配置和维护库。

即使您不在磁带库所在的地点，也能够远程管理所有功能，包括系统状态和日志、故障诊断与驱动器操作，以及配置和库存管理。

4.磁带的价值

低成本的磁带具有经过长期应用历史验证的可靠性，这使其在今后仍将成为备份与存档的一个选择。

它的便携性让您很容易把它带到异地，存储起来。

另外，LTO-4andLTO-3磁带技术支持WORM（一次写入，多次读取）功能，帮助您按照法规监管要求，作无法覆写的永久数据存储。

5.大容量-小空间

PowerVaultTL2000外形超级小巧，却可内藏惊人信息量。

它在2U机架空间内，支持多达24个磁带，原始容量可达19.2TB（使用一台UltriumLTO-4-120磁带机）-非常适合数据量呈爆炸性增长的小型办公环境。

3.4备份策略设计

选择了存储备份软件，确定了存储备份技术（包括存储备份硬件及存储备份介质）后，就需要确定数据备份的策略。

备份策略是指确定需要备份的内容、备份时间以及备份方式。

3.4.1备份策略的分类和决定因素

常见的备份策略有完全备份、增量备份、差分备份以及这3种备份策略的组合。

如果考虑采用磁带进行备份，则磁带又具有磁带轮换策略。

这是根据不同的使用情况进行划分，可以根据一般原则和实际需要来确定备份策略。

描述

FullBackup

完全备份

完全备份就是每次对系统进行完全的备份。

当数据发生数据丢失的灾难时。

完全备份所需要的时间最长和消耗的磁带最多，但恢复时间最短和操作最方便。

IncrementalBackup

增量备份

增量备份就是备份上一次全备份或者增量备份系统发生改变的数据。

这种备份策略的优点时节省了磁带空间，缩短了备份时间。

但是它的缺点在于当灾难发生时，数据的恢复比较麻烦而且可靠性比较差。

其中任何一盘磁带出现问题都会影响之后的磁带恢复。

DifferentialBackup

差量备份

差量备份就是备份上一次全备份后到系统发生改变过的文件。

它的优点是无