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淺析高校備份容災一體化系統設計
信息化建設快速發(fā)展，最新的趨勢表明，高校的信息化建設已經(jīng)跨越IT基礎設施建設階段，以下是小編搜集整理的高校備份容災一體化系統設計探究的論文范文，歡迎閱讀借鑒。
引言
隨著(zhù)數字化時(shí)代的到來(lái)，高校電子資源的積累和廣大師生、教職員工對網(wǎng)絡(luò )信息需求已與日俱，整個(gè)校園的網(wǎng)絡(luò )架構已經(jīng)越來(lái)越復雜，但同時(shí)隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )復雜度的增加，數據面臨的危險也與日俱增，有系統崩潰，物理?yè)p壞，病毒侵襲，操作失誤，人為刪除，自然災害等等不一而足。
對于高校來(lái)說(shuō)，學(xué)校擁有幾千臺PC,近百多臺物理服務(wù)器，一百多臺虛擬服務(wù)器，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的數據量已經(jīng)超過(guò)了兩位數TB,網(wǎng)絡(luò )結構相當復雜，故對于這樣一個(gè)復雜的網(wǎng)絡(luò )，數據的安全性已經(jīng)變得愈加重要。數據的丟失，系統故障等意外情況的發(fā)生不僅會(huì )影響到學(xué)生的正常生活，而且還會(huì )給學(xué)校正常工作的開(kāi)展產(chǎn)生巨大的影響，保證數據正常運行才能使學(xué)校的工作開(kāi)展處于穩定狀態(tài)。由此要求數據的穩定性和安全性達到一個(gè)更高的水平，并且希望數據具備一定的容災能力。
在維護好數據安全性的同時(shí)，也需要加強全校師生的安全意識，這是應對現代網(wǎng)絡(luò )信息時(shí)代的挑戰，目前已經(jīng)有很多高校把如何保障信息安全納入教學(xué)內容，而大連理工大學(xué)也不例外，也希望從根本出發(fā)，通過(guò)加強個(gè)人安全意識，從而帶動(dòng)整個(gè)高校乃至整個(gè)社會(huì )的數據安全意識。
如何確保全面教育信息化數據的安全、穩定、可靠，成為構建高校IDC數據中心的一個(gè)重要課題。
1高校備份容災一體化系統總體要求
信息化建設快速發(fā)展，最新的趨勢表明，高校的信息化建設已經(jīng)跨越IT基礎設施建設階段，在經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)流程的IT應用系統建設后，開(kāi)始走向IT建設的運維有效性階段，IT系統的運行維護已經(jīng)成為數據信息部門(mén)的核心工作之一。
為了保證業(yè)務(wù)的安全和有效運行，典型的高校環(huán)境里，信息中心門(mén)的安全運維活動(dòng)涉及到兩個(gè)方面，即：數據保護(dataprotection)和業(yè)務(wù)連續(businesscontinuity)。據最新的中國信息化發(fā)展趨勢調查報告顯示：數據保護、業(yè)務(wù)連續性已經(jīng)成為信息技術(shù)主管們最大挑戰之一。
1.1應用容災
1.1.1零丟失的數據保護
傳統的數據保護解決方案只能對某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數據進(jìn)行備份和恢復，一體化災備系統采用CDP技術(shù)幫助用戶(hù)實(shí)現實(shí)時(shí)保護，從生產(chǎn)服務(wù)器到CDP日志卷到容災服務(wù)器，不必局限于傳統方案的備份策略，從而擁有更小的RPO.
1.1.2不停頓的業(yè)務(wù)系統
一體化災備系統提供的災難恢復功能包括容災服務(wù)器系統的部署、故障檢測、系統接管和數據恢復等，獨特的容災服務(wù)器模式保證災難發(fā)生后可迅速接管業(yè)務(wù)系統，幫助用戶(hù)實(shí)現更小的RTO,提供更連續的業(yè)務(wù)保障。
1.1.3性能優(yōu)越的遠程容災
通過(guò)采用級聯(lián)復制模型在本地和異地分別部署容災站點(diǎn)來(lái)實(shí)現數據及應用的遠程容災，避免了對生產(chǎn)服務(wù)器的性能產(chǎn)生影響;基于重復數據刪除技術(shù)能夠克服遠程容災對帶寬要求較高的問(wèn)題，精簡(jiǎn)數據傳輸量，減少數據傳輸時(shí)間，極大提高了數據傳輸效率，實(shí)現了數據及應用的遠程容災和多重保障。
1.1.4可驗證的應用容災方案
支持兩種災難恢復演習模式：實(shí)戰演習和模擬演習，用于驗證容災方案的有效性。實(shí)戰演習通過(guò)生產(chǎn)服務(wù)器的參與，驗證整套應用容災方案的可用性;模擬演習只需容災服務(wù)器的參與，對生產(chǎn)服務(wù)器及實(shí)時(shí)復制不會(huì )產(chǎn)生任何影響，可驗證容災服務(wù)器的可用性。
1.1.5更有保障的雙機應用容災
針對雙機環(huán)境中存在的存儲單點(diǎn)故障及數據邏輯錯誤等風(fēng)險，可通過(guò)部署備份存儲柜為雙機系統提供數據和應用的全面保護，可在原有雙機系統的基礎上實(shí)現雙機雙柜效果或在已有的雙機雙柜的基礎上提供多重保障，確保數據安全及應用的連續性。
1.2數據備份(超越傳統的備份容災一體化設備)
1.2.1全方位保護的平臺和應用
平臺支持最廣泛家族產(chǎn)品，可滿(mǎn)足大中型組織機構異構環(huán)境的復雜需求，包括從Windows到Linux到Unix平臺，SQLServer、Oracle、ExchangeServer、SharePoint、Domino、DB2、ActiveDirectory、MySQL、Sybase等各種數據庫,VMware、Xen、KVM及WindowsHyper-V等各種虛擬化平臺的備份，可實(shí)現從操作系統到應用程序及文件系統的全方位保護。
1.2.2雙重保障的D2D2R遠程數據容災
D2D2R遠程數據容災通過(guò)將備份數據從本地同步到異地容災中心，輕松實(shí)現數據異地容災，獲得最佳數據保護效果。
1.2.3更智能的數據周期管理
基于D2D2T的階段備份(StagedBackup)，將近線(xiàn)保存的備份數據自動(dòng)遷移或復制到磁帶設備，輕松實(shí)現周期性的近線(xiàn)備份和離線(xiàn)備份。
1.2.4更統一的存儲架構
軟硬件一體的網(wǎng)絡(luò )存儲設備，集成諸多功能滿(mǎn)足不同應用，它通過(guò)All-in-One-Web集成管理所有功能，支持數據集中備份、應用系統容災、虛擬化服務(wù)器整合、NAS共享存儲和SAN集中存儲五大功能，并集DAS、NAS、IPSAN和FCSAN等眾多存儲架構為一體。
1.2.5全面整合的服務(wù)器應用資源
內置的VMwareServer虛擬化平臺是經(jīng)VM-ware公司驗證的托管虛擬化平臺，可運行Win-dows和Linux操作系統，集成在愛(ài)數備份存儲柜中后，可同時(shí)運行多個(gè)虛擬機以實(shí)現服務(wù)器整合，從而大幅度提高組織架構中資源和應用程序的運行效率和可用性。
1.2.6全面優(yōu)化的備份性能
備份和恢復性能專(zhuān)門(mén)優(yōu)化的方案，解決了備份時(shí)間太久、恢復時(shí)間過(guò)長(cháng)的困擾。集成的性能加速技術(shù)應用大容量緩存機制和順序化訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)設備技術(shù)后，整體備份和恢復系統性能可提升30%以上，即使采用SATA磁盤(pán)也可媲美SAS磁盤(pán)性能。
1.2.7更綠色的一體化設備
采用更多綠色節能技術(shù)，包括帶來(lái)更少設備部署數量的虛擬化服務(wù)器整合，CPU變頻和磁盤(pán)休眠等可實(shí)現節能模式自動(dòng)切換，支持基于性能加速技術(shù)的大容量低能耗SATA盤(pán)作為存儲介質(zhì)，可從容實(shí)現離線(xiàn)備份方案的D2D2T階段備份，整體能耗遠遠低于傳統非一體化方案。
1.2.8更集成的一體化方案
單一設備集數據備份、應用容災、虛擬化和存儲功能于一體，可為用戶(hù)提供數據保護、應用容災、服務(wù)器整合和集中存儲等一系列解決方案，創(chuàng )新的集成不僅帶來(lái)顯著(zhù)的管理優(yōu)勢和更低的成本，更可獲得針對應用所特有的集成優(yōu)化，從而收獲最佳投資回報率(ROI)。
1.2.9更低總體擁有成本
與傳統的4S備份解決方案相比，一體化的備份存儲設備，大大降低初始化成本;一體化產(chǎn)品的全程維護大大減少維護時(shí)間和成本;基于虛擬化技術(shù)的服務(wù)器整合可顯著(zhù)降低基礎架構費用;綠色節能技術(shù)進(jìn)一步降低電力消耗成本和冷卻成本。
1.2.10更高的投資回報率
備份容災存儲一體化的創(chuàng )新產(chǎn)品和方案完整替代傳統4S方案，帶來(lái)功能、管理、維護和整體解決方案的一站式全新體驗;虛擬化容災首創(chuàng )產(chǎn)品內嵌虛擬化技術(shù)，內嵌虛擬化平臺容災站點(diǎn)實(shí)現更輕松更低成本的容災部署方案，全面降低容災門(mén)檻;雙機應用容災方案實(shí)現雙機雙柜效果同時(shí)，更可對用戶(hù)現有的雙機雙柜環(huán)境實(shí)現全面容災，有效避免單點(diǎn)故障，提升業(yè)務(wù)持續性能力;可從VX800直接升級的VX1200實(shí)現硬件全面升級，同樣的成本，用戶(hù)擁有更高的容災能力。
2技術(shù)關(guān)鍵與解決方案
2.1技術(shù)關(guān)鍵
在容災系統的設計中，有兩個(gè)重要的參數指標，用于衡量業(yè)務(wù)應達到什么樣的安全等級，通過(guò)這兩個(gè)指標，我們可以更好地地理解高校數據安全保護需求：
RTO(業(yè)務(wù)停機時(shí)間)：業(yè)務(wù)運行過(guò)程中，由于自然、人為或程序等不確定因素導致業(yè)務(wù)運行障礙時(shí)，需要花費多久的時(shí)間來(lái)恢復對外服務(wù)。
RPO(數據丟失量)：業(yè)務(wù)出現了停頓，在業(yè)務(wù)系統重新上線(xiàn)之后，數據的丟失量。
在高校校信息化系統中，我們按照業(yè)務(wù)的重要程度，與RPO/RTO的參數將整來(lái)信息化平臺的系統進(jìn)行了重要性的劃分，包含了：核心業(yè)務(wù)、重要業(yè)務(wù)及一般業(yè)務(wù)。每個(gè)安全等級所要求的保護技術(shù)不相同，且需要得到的保護手段與恢復的要求也不相同。
2.2解決方案
按照對高校IDC數據中心數據庫和業(yè)務(wù)系統的分析，以及未來(lái)學(xué)校的信息化建設思路，考慮到整個(gè)系統安全架構，設計出高校數據中心一化備份容災的規劃方案，拓撲圖如下：
根據現有業(yè)務(wù)系統的安全要求，采用分級安全業(yè)務(wù)系統的設計：
介于現在高校都有多個(gè)校區，且多個(gè)校區之間都通過(guò)高速校園進(jìn)行連接。新建校區的信息中心IDC數據機房作為以后主數據中心，現在的校區信息中心作為容災數據中心，整體規劃圖如所示。
(1)新校舍區機房所有的應用系統需要得到兩個(gè)方面的支持第一、就是服務(wù)器系統，第二就是存儲系統，對于服務(wù)器系統方面為了保持業(yè)務(wù)系統在遇到任何災難性事件時(shí)，業(yè)務(wù)系統盡可能的不停止運行，可采用虛擬化的高可用、熱遷移或物理機的高可用來(lái)完成，另一個(gè)方面就是存儲系統的持續運行性也非常關(guān)鍵，因為所有的業(yè)務(wù)系統的數據都是存放在存儲系統上，所有存儲系統的安全、穩定直接影響到所有的應用系統，因此在方案中我們考慮在新校區采用本地雙存儲鏡像的方式，當一臺存儲設備因故障停機后，不會(huì )影響到應用系統的持續運行。
(2)在新校區布署一臺PX1200的備份存儲柜，可以將本地所有的數據(包括操作系統、文件、數據庫)備份到本地的PX1200備份存儲柜上，當本地的某個(gè)應用系統的數據出現故障后，可以在很短的時(shí)候內通過(guò)本地的備份將數據恢復，所有數據的變化都會(huì )定時(shí)或實(shí)時(shí)的將數據傳送到本地的PX1200存儲設備上進(jìn)行備份，確保能夠將數據丟失降到最低。
(3)新校區的PX1200可以采用異步的方式把所有備份的數據傳送到異地機房，另一臺PX1200就放在異地機房，當生產(chǎn)數據中心出現大的災難事故時(shí)，可以通過(guò)遠災的數據中心來(lái)作恢復。
2.3特性及優(yōu)勢
此方案旨在確保關(guān)鍵應用系統的高可用性和數據丟失量的最小化，即實(shí)現RPO和RTO都接近于零的目標。此方案通過(guò)在愛(ài)數備份存儲柜內置的虛擬化平臺上建立容災服務(wù)器，對生產(chǎn)服務(wù)器的操作系統、文件和數據庫分別提供不同的容災措施，并借助愛(ài)數備份存儲柜全面備份的能力，結合系統災備等功能，實(shí)現完整的系統高可用和災難恢復。整個(gè)方案的特點(diǎn)如下：
通過(guò)本方案，應用系統可達到RPO和RTO都接近于零的目標;采用虛擬化技術(shù)，不需要額外購買(mǎi)容災服務(wù)器設備，減少方案的總體投入成本;涉及到操作系統、文件、數據庫保護，整個(gè)方案建設成本較高，但保護更全面。
3系統特點(diǎn)
3.1保證存儲級高可用的存儲虛擬化鏡像
可以實(shí)現基于存儲端的Unix平臺及各種復雜環(huán)境的數據備份，通過(guò)對用戶(hù)現有的存儲資源進(jìn)行存儲虛擬化鏡像操作，實(shí)現存儲級高可用的數據備份，針對業(yè)務(wù)高持續性的保護需求，還可在異地進(jìn)行容災站點(diǎn)的部署，有效實(shí)現對本地存儲的數據和業(yè)務(wù)的雙重保障，基于存儲虛擬化的存儲資源池進(jìn)一步簡(jiǎn)化IT資源的利用和管理，在實(shí)施簡(jiǎn)易性、容量、速度和功能上取得更出色的平衡。
3.2高效的存儲資源整合
充分考慮到對用戶(hù)已有存儲整合與未來(lái)存儲擴展的需求，量身打造了一套資源整合與優(yōu)化方案，用以消除存儲設備之間的相關(guān)性，達到資源的高效整合，同時(shí)基于集中式的管理模式，可實(shí)現對不同品牌存儲設備及不同存儲接口的無(wú)縫兼容，可隨意擴充的存儲空間和通過(guò)精簡(jiǎn)配置服務(wù)及虛擬存儲池實(shí)現的彈性資源分配，為用戶(hù)帶來(lái)最大的應用價(jià)值。
3.3靈活的存儲高可用
基于存儲虛擬化技術(shù)，愛(ài)數存儲容災網(wǎng)關(guān)GX2000通過(guò)實(shí)時(shí)同步鏡像，實(shí)現存儲端的多節點(diǎn)容災，整體解決了傳統單一存儲設備帶來(lái)的風(fēng)險，有效避免單點(diǎn)故障;與應用主機的多路徑管理結合，在存儲出現故障時(shí)能夠自動(dòng)切換，為應用系統提供100%的存儲服務(wù)，保障業(yè)務(wù)的連續性;統一的管理界面支持對N+1存儲集群架構的靈活管理，在實(shí)現存儲高可用的同時(shí)為用戶(hù)創(chuàng )造更多的體驗價(jià)值。
4結束語(yǔ)
現各大高校引入校園數據中心的理念，目前已基本實(shí)現了應用系統的集中運行和統一管理，有效實(shí)現了資源整合，減少了學(xué)校在信息系統運行環(huán)境、維護人員等方面的重復投資。當前的校園網(wǎng)的應用以及滲透到教學(xué)、科研、生活等各個(gè)方面，但同時(shí)校園數據中心建設面臨諸多挑戰，系統性能、安全性、可靠性、擴展性等都迫切需要進(jìn)行整合與優(yōu)化。
高校IDC數據中心隨著(zhù)眾多信息系統的建設及使用面臨諸多安全問(wèn)題，這些系統產(chǎn)生越來(lái)越多的數據，其重要程度也越來(lái)越高，一旦發(fā)生任何事故，都可能對高校的工作帶來(lái)極大的損失及影響。為此高校相關(guān)領(lǐng)導要高度重視數據安全，并且采取了諸如手動(dòng)復制、使用系統腳本備份等許多措施來(lái)防范數據丟失的風(fēng)險。整個(gè)數字校園數據易造成業(yè)務(wù)中斷、系統癱瘓，嚴重情況下將會(huì )引起重要數據丟失，損失無(wú)法彌補。加強對高校IDC數據中心中重要信息資源的安全性研究，迅速恢復崩潰系統的容災備份就變得非常重要。
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