[摘 要]介紹了數(shù)據(jù)備份策略與容災(zāi)技術(shù)，闡述容災(zāi)系統(tǒng)的指標(biāo)以及容災(zāi)等級(jí)。并通過基于異步復(fù)制機(jī)制實(shí)施了本地信息化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程容災(zāi)中心，實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)的高可用性。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證該方案具有可靠地的備份性能和數(shù)據(jù)有效性。

　　[關(guān)鍵詞]期刊投稿范文,備份,異地備份,容災(zāi)能力

　　引言

　　隨著運(yùn)營(yíng)商企業(yè)信息化進(jìn)程的不斷深化，管理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為支撐企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)行的重要平臺(tái)，同時(shí)業(yè)務(wù)的發(fā)展也對(duì)管理信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐能力和可靠運(yùn)行的要求越來越高。陜西移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的集中建設(shè)在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速響應(yīng)和控制運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，也帶來故障點(diǎn)集中的風(fēng)險(xiǎn)問題，如自然災(zāi)害、電網(wǎng)停電等不可控風(fēng)險(xiǎn)。因此，適時(shí)、合理的規(guī)劃和開展異地容災(zāi)建設(shè)，成為確保信息化系統(tǒng)高可用的重要手段。

　　1.備份及容災(zāi)

　　1.1 備份

　　常用的備份策略有3種：全量備份、增量備份和差量備份[1]。差分備份在備份的代價(jià)和效率對(duì)于前兩種備份策略進(jìn)行折衷，在上一次全量備份的基礎(chǔ)上，對(duì)所指定的數(shù)據(jù)集在上次全量備份后發(fā)生了改變的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，備份的數(shù)據(jù)量通常大于增量備份量，但小于數(shù)據(jù)總量。

　　1.2 容災(zāi)

　　容災(zāi)主要是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)因軟件或硬件故障時(shí)，仍然能夠保證系統(tǒng)工作的能力。容災(zāi)涉及到的內(nèi)容比較廣泛，對(duì)容災(zāi)的分類也可從不同層面上進(jìn)行。通常情況下，可從容災(zāi)抵御災(zāi)難的程度和容災(zāi)功能的有效范圍兩個(gè)角度對(duì)容災(zāi)進(jìn)行分類[2]。容災(zāi)系統(tǒng)根據(jù)具體的抵御災(zāi)難的能力，可分為數(shù)據(jù)容災(zāi)和應(yīng)用容災(zāi)兩類。

　　第一、數(shù)據(jù)容災(zāi)。它主要側(cè)重于對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)，通常需要在異地建立數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)一般是本地生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)復(fù)制，即指將本地系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行備份保存，不涉及具體應(yīng)用業(yè)務(wù)。

　　第二、應(yīng)用服務(wù)容災(zāi)。它是更高級(jí)別的容災(zāi)，建立能夠完全實(shí)現(xiàn)本地應(yīng)用功能的遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)。災(zāi)難發(fā)生前，該遠(yuǎn)程系統(tǒng)與本地進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，一旦發(fā)生災(zāi)難，遠(yuǎn)程系統(tǒng)會(huì)接管本地系統(tǒng)業(yè)務(wù)，繼續(xù)提供服務(wù)，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

　　從本質(zhì)上來講，二者是密不可分的。數(shù)據(jù)容災(zāi)是應(yīng)用容災(zāi)的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)的一致性，就不可能有應(yīng)用的連續(xù)性。應(yīng)用容災(zāi)又是數(shù)據(jù)容災(zāi)的延伸，不但保證災(zāi)難發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，還保證了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

　　2.容災(zāi)能力指標(biāo)

　　2.1 RPO與RTO

　　容災(zāi)系統(tǒng)優(yōu)劣的判斷通常用災(zāi)難后的數(shù)據(jù)丟失量和災(zāi)難后系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間來衡量。公認(rèn)的有兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)：RPO和RTO[4]。

　　RPO是指當(dāng)災(zāi)難發(fā)生的時(shí)刻到本地業(yè)務(wù)系統(tǒng)與容災(zāi)備份中心最近一次同步數(shù)據(jù)時(shí)刻的時(shí)間間隔，是以時(shí)間為單位以數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，說明了容災(zāi)系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。RTO是指災(zāi)難發(fā)生時(shí)刻與業(yè)務(wù)或容災(zāi)系統(tǒng)徹底恢復(fù)業(yè)務(wù)正常運(yùn)行的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，用來衡量業(yè)務(wù)服務(wù)的影響程度。

　　RPO針對(duì)的是數(shù)據(jù)丟失，RTO針對(duì)的是服務(wù)丟失，RPO與RTO越小，系統(tǒng)的可用性就越高， 但二者沒有必然的關(guān)聯(lián)。RPO和RTO的合理制定，需要以風(fēng)險(xiǎn)分析和業(yè)務(wù)影響分析為前提，同時(shí)結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求來完成。

　　2.2 容災(zāi)能力級(jí)別

　　根據(jù)數(shù)據(jù)中心對(duì)災(zāi)難恢復(fù)RPO與RTO要求的不同，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)， 數(shù)據(jù)中心的災(zāi)難恢復(fù)水平可以劃分為如下所示的七個(gè)等級(jí)[5](表1)。

　　顯然， 各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)方案、災(zāi)備響應(yīng)時(shí)間、投資管理的復(fù)雜性等方面有較大差別。在實(shí)際工程中需要根據(jù)備份恢復(fù)數(shù)據(jù)量、生產(chǎn)和災(zāi)備中心的距離、災(zāi)難時(shí)的恢復(fù)時(shí)效等進(jìn)行方案規(guī)劃。

　　3.同城與異地災(zāi)備

　　3.1 同城與異地災(zāi)備方式

　　從容災(zāi)功能的有效范圍來分可以分為同城災(zāi)備和異地災(zāi)備。同城災(zāi)備方案是在同城或相近區(qū)域內(nèi)建立兩個(gè)數(shù)據(jù)中心，一個(gè)為生產(chǎn)中心，負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)運(yùn)行; 另一個(gè)為災(zāi)難備份中心，負(fù)責(zé)在災(zāi)難發(fā)生后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行。該方案生產(chǎn)與災(zāi)備中心的距離較近，容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步鏡像，保證高效的數(shù)據(jù)完整性。同城災(zāi)難備份方案一般用于供電故障、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及人為操作等引起的災(zāi)難。

　　異地災(zāi)備一般是在兩個(gè)較遠(yuǎn)的(100公里以上)的城市分別建立生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的災(zāi)難備份。異地災(zāi)備能夠防范地震、水災(zāi)等不可抗風(fēng)險(xiǎn)。

　　同城災(zāi)備和異地災(zāi)備各有所長(zhǎng)。為達(dá)到最理想的防災(zāi)效果，在保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的前提下，可考慮采用同城和異地各建立一個(gè)災(zāi)備中心的解決方案。

　　3.2 數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)

　　在災(zāi)難備份系統(tǒng)的建立中，數(shù)據(jù)復(fù)制是其技術(shù)的核心。數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)主要是將生產(chǎn)中心的生產(chǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制成災(zāi)難備份數(shù)據(jù)，災(zāi)難備份數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)保持一致。目前，數(shù)據(jù)復(fù)制的主要方式有同步數(shù)據(jù)復(fù)制和異步數(shù)據(jù)復(fù)制兩種[3][6]：

　　3.2.1 同步數(shù)據(jù)復(fù)制

　　同步數(shù)據(jù)復(fù)制方式是在主機(jī)向本地磁盤寫數(shù)據(jù)的同時(shí)，將數(shù)據(jù)傳到備份中心的磁盤，在確認(rèn)遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步更新后，完成寫數(shù)據(jù)的操作。同步數(shù)據(jù)方式的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，災(zāi)難發(fā)生時(shí)備份數(shù)據(jù)能夠與生產(chǎn)數(shù)據(jù)保持一致，幾乎沒有數(shù)據(jù)丟失。其缺點(diǎn)是由于數(shù)據(jù)更新操作時(shí)間長(zhǎng)，影響應(yīng)用的性能[7]。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)在兩個(gè)站點(diǎn)之間傳輸，使得I/O時(shí)間受到兩個(gè)站點(diǎn)之間距離的影響，距離很難突破60公里。由于傳輸技術(shù)的限制，該方式對(duì)生產(chǎn)中心和備份中心之間的距離和通信質(zhì)量有嚴(yán)格要求，一般適用于近距離的同城備份。

　　3.2.2 異步數(shù)據(jù)復(fù)制

　　異步數(shù)據(jù)復(fù)制方式的主要原理是在主機(jī)系統(tǒng)向本地寫磁盤數(shù)據(jù)后，將本地生產(chǎn)數(shù)據(jù)以后臺(tái)的方式復(fù)制到異地。異步數(shù)據(jù)方式對(duì)數(shù)據(jù)的更新操作不必等本地卷和備份卷的數(shù)據(jù)都更新完畢后才算是更新完成，因此減少了更新操作的時(shí)間，同時(shí)對(duì)主機(jī)性能的影響較小。但是，由于不同步，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失。企業(yè)選擇復(fù)制模式應(yīng)該結(jié)合自身的容災(zāi)目標(biāo)和實(shí)際情況來考慮。 　　4.異地容災(zāi)系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)

　　4.1 方案概述

　　為了保證數(shù)據(jù)復(fù)制架構(gòu)的通用性和標(biāo)準(zhǔn)化，在綜合兼顧成本和效率的基礎(chǔ)上，陜西移動(dòng)管理信息系統(tǒng)實(shí)施建立了異地災(zāi)備中心，規(guī)劃并建成了陜西公司與集團(tuán)公司統(tǒng)一的數(shù)據(jù)復(fù)制平臺(tái)，同時(shí)進(jìn)行了災(zāi)備系統(tǒng)卷管理的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

　　4.2 邏輯卷改造

　　災(zāi)備中心項(xiàng)目的建設(shè)采用了基于主機(jī)卷復(fù)制的解決方案。VxVM首先對(duì)AIX操作系統(tǒng)進(jìn)行改造，在物理磁盤的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)由可變塊大小組成的條帶化的抽象層VM，把多個(gè)物理磁盤組成一個(gè)卷組(DG)，再從DG中劃分邏輯卷。邏輯卷提供與傳統(tǒng)物理磁盤提供的類似功能，在卷之上創(chuàng)建文件系統(tǒng)，改造后的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。由于VxVM是通過底層卷組操作，具有比操作系統(tǒng)以及文件系統(tǒng)層面更高的讀寫性能，同時(shí)由于邏輯卷可以在不停機(jī)的情況下進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高系統(tǒng)的可用性。

　　4.3 基于異步復(fù)制的容災(zāi)實(shí)現(xiàn)

　　容災(zāi)備份的機(jī)制是同時(shí)打開省公司的生產(chǎn)卷和災(zāi)備中心對(duì)應(yīng)的備份卷，當(dāng)陜西本地應(yīng)用系統(tǒng)有I/O操作或是數(shù)據(jù)塊變化時(shí)，將此I/O或數(shù)據(jù)塊的變化以實(shí)時(shí)異步的方式在災(zāi)備中心對(duì)應(yīng)的備份卷上發(fā)起請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)在不影響本地系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上兩邊數(shù)據(jù)的異步復(fù)制。

　　在災(zāi)難恢復(fù)方面，接管平臺(tái)實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)的集群管理，實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)管理集群系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)網(wǎng)元的運(yùn)行狀況。當(dāng)本地發(fā)生無法恢復(fù)的嚴(yán)重故障或?yàn)?zāi)難而導(dǎo)致的業(yè)務(wù)中斷，接管平臺(tái)監(jiān)測(cè)到本地應(yīng)用退服，可根據(jù)策略自動(dòng)或手工快速地從遠(yuǎn)端接管平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)的接管，恢復(fù)正常應(yīng)用。異地容災(zāi)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

　　4.2 應(yīng)用效果

　　根據(jù)管理信息系統(tǒng)核心應(yīng)用OA以及ERP的數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)備份以及應(yīng)用系統(tǒng)接管的要求，對(duì)高可用性指標(biāo)進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)控與運(yùn)維，改進(jìn)包括規(guī)劃執(zhí)行等環(huán)節(jié)的管理體系。從建成后的應(yīng)用驗(yàn)證結(jié)果，災(zāi)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)四到五級(jí)的系統(tǒng)容災(zāi)能力，提高管理信息系統(tǒng)整體安全性，滿足內(nèi)控和外部監(jiān)管的需要，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行能力。

　　5.結(jié)束語

　　隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)的變革，信息系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)和功能、數(shù)據(jù)和配置信息處于不斷地變化中，必須建立持續(xù)的監(jiān)控、改進(jìn)流程和規(guī)范的管理方法，才能保持并持續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)的高可用水平。

　　信息系統(tǒng)的容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期、全面、持續(xù)完善的工作，企業(yè)應(yīng)結(jié)合組織的整體規(guī)劃目標(biāo)，依靠可靠的技術(shù)手段和完善的管理體系。通過制定、實(shí)施和不斷改進(jìn)信息系統(tǒng)高可用性建設(shè)計(jì)劃，提升信息系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量，確保業(yè)務(wù)的持續(xù)運(yùn)行。