基于運(yùn)營(yíng)商備份系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的研究

姚嚴(yán)峰

摘要：本文對(duì)運(yùn)營(yíng)商備份系統(tǒng)過(guò)程建設(shè)工程中涉及的技術(shù)、管理問(wèn)題進(jìn)行研究分析，力圖為備份系統(tǒng)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：運(yùn)營(yíng)商；備份系統(tǒng)；技術(shù)實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP309.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）04-0044-02

隨著業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量迅速增長(zhǎng)，電信運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的依賴性也越來(lái)越強(qiáng)，保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性也越來(lái)越重要，備份系統(tǒng)作為生產(chǎn)系統(tǒng)的最后一道防線，備份能力與備份質(zhì)量必須隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展不斷提高。

1 背景

某電信運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)備份系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，有力支撐了資源池等業(yè)務(wù)平臺(tái)的操作系統(tǒng)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及應(yīng)用數(shù)據(jù)的全面保護(hù)。隨著業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量的快速增長(zhǎng)，業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的依賴性也不斷增強(qiáng)，保證數(shù)據(jù)的安全變得越來(lái)越重要，備份系統(tǒng)作為其他生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)，備份能力和備份質(zhì)量必須不斷進(jìn)行提升。

2 備份系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

某運(yùn)營(yíng)商為滿足某業(yè)務(wù)部門的業(yè)務(wù)需求，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)1套物理帶庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)容滿足A節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)表、云詳單等備份需求，新增2臺(tái)備份一體機(jī)進(jìn)行核心數(shù)據(jù)庫(kù)的快速備份和恢復(fù)驗(yàn)證，新增1套備份監(jiān)控軟件，對(duì)備份作業(yè)、備份任務(wù)異常、備份數(shù)據(jù)量異常、帶庫(kù)使用狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控。滿足BOSS和CRM、管理信息化、互聯(lián)網(wǎng)電渠等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的快速備份和恢復(fù)驗(yàn)證的需求。

3 備份系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案

3.1 備份系統(tǒng)建設(shè)方案

某運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)oracle數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)集中部署于A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心，本期新增的備份系統(tǒng)須滿足單個(gè)數(shù)據(jù)中心100TB有效數(shù)據(jù)的備份數(shù)據(jù)量并容量擴(kuò)展能力。本期新增萬(wàn)兆以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)備份，在A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)各新增1對(duì)（2臺(tái)）萬(wàn)兆以太網(wǎng)交換機(jī)，將現(xiàn)網(wǎng)oracle數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)接入新建萬(wàn)兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，新增備份系統(tǒng)接入現(xiàn)有備份SAN網(wǎng)絡(luò)與本期新建的萬(wàn)兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，本期新增的備份系統(tǒng)通過(guò)萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)對(duì)雙中心oracle數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和存儲(chǔ)，并通過(guò)現(xiàn)有備份SAN網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)庫(kù)的兩個(gè)備份集轉(zhuǎn)存至現(xiàn)網(wǎng)虛擬帶庫(kù)。

3.2 備份系統(tǒng)技術(shù)方案

3.2.1 技術(shù)架構(gòu)及兼容性要求

（1）系統(tǒng)必須具備橫向擴(kuò)展性，如存儲(chǔ)及計(jì)算節(jié)點(diǎn)的橫向擴(kuò)展。（2）備份系統(tǒng)作為后端存儲(chǔ)介質(zhì)必須兼容Veritas NBU備份軟件。（3）備份系統(tǒng)對(duì)外提供一個(gè)IP地址或邏輯定義地址以及API進(jìn)行服務(wù)，除TCP/IP交換機(jī)或光纖交換機(jī)外，無(wú)需采購(gòu)其它設(shè)備。

3.2.2 備份性能要求

（1）備份速度：不低于13TB/小時(shí)（oracle數(shù)據(jù)庫(kù)備份總量近130TB，每天進(jìn)行一次全量備份，根據(jù)需求必須在10小時(shí)以內(nèi)完成全量備份，即工程實(shí)施完成后能夠保證在10個(gè)小時(shí)以內(nèi)完成oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的全量備份）。（2）恢復(fù)速度：不低于1.2TB/小時(shí)（現(xiàn)網(wǎng)最大的備份數(shù)據(jù)規(guī)模為portb數(shù)據(jù)庫(kù)11.13TB，根據(jù)需求必須在10小時(shí)以內(nèi)完成數(shù)據(jù)恢復(fù)，即工程實(shí)施完成后滿足10個(gè)小時(shí)以內(nèi)完成現(xiàn)網(wǎng)最大規(guī)模備份數(shù)據(jù)的恢復(fù)）。

3.2.3 設(shè)備配置要求

（1）系統(tǒng)內(nèi)部必須采用SAS/NL-SAS接口磁盤作為存儲(chǔ)備份的物理介質(zhì)。（2）系統(tǒng)提供至少4*10GE以太網(wǎng)接口（支持至少可擴(kuò)展8個(gè)端口）、2*GE以太網(wǎng)光接口（支持至少可擴(kuò)展4個(gè)端口，以太網(wǎng)光接口均含多模光模塊）和2*GE以太網(wǎng)電接口，提供至少4*8Gb/s光纖通道接口（可擴(kuò)展至10端口，光纖通道接口均含光模塊），用于對(duì)外數(shù)據(jù)傳輸接口。（3）系統(tǒng)內(nèi)部連接網(wǎng)絡(luò)必須采用萬(wàn)兆TCP/IP網(wǎng)絡(luò)或者Infiniband交換網(wǎng)絡(luò)。（4）提供IPMI遠(yuǎn)程管理接口，便于進(jìn)行設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)。

3.2.4 備份功能要求

（1）實(shí)現(xiàn)LAN備份和LAN-Free備份方式。LAN-Free備份既支持傳統(tǒng)物理環(huán)境包括主流UNIX/Linux/Windows平臺(tái)，也支持虛擬化環(huán)境包括Vmware和Hyper-V，可以支持采用備份系統(tǒng)內(nèi)磁盤、磁帶庫(kù)、及VTL等各種備份設(shè)備實(shí)現(xiàn)LAN-Free備份。（2）為縮短備份時(shí)間，節(jié)省存儲(chǔ)空間，系統(tǒng)必須支持重復(fù)數(shù)據(jù)刪除及數(shù)據(jù)壓縮功能，根據(jù)所備份對(duì)象的類型進(jìn)行智能消重，同時(shí)支持并可自由選擇備份客戶端和/或備份系統(tǒng)端消重，備份數(shù)據(jù)自動(dòng)壓縮提升備份空間利用率。（3）內(nèi)置系統(tǒng)管理軟件，支持意外掉電后的迅速恢復(fù)及存儲(chǔ)容量無(wú)縫擴(kuò)展。（4）內(nèi)置主機(jī)加固和入侵防護(hù)功能、以及操作審計(jì)功能，杜絕各種威脅和人為違規(guī)操作導(dǎo)致備份系統(tǒng)故障。（5）支持對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)在線的全備份、增量備份和日志備份，實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)，包括Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、部分表空間、部分?jǐn)?shù)據(jù)文件、FRA區(qū)、以及歸檔日志，實(shí)現(xiàn)對(duì)Oracle單表的備份和恢復(fù)。（6）對(duì)備份數(shù)據(jù)能夠多副本分級(jí)管理，至少支持保存3個(gè)備份副本，可同時(shí)備份多個(gè)數(shù)據(jù)副本保存到不同的備份設(shè)備上（并行多副本），也可以先備份到某一設(shè)備再?gòu)?fù)制到其他設(shè)備（串行多副本）。（7）支持oracle數(shù)據(jù)庫(kù)備份即所得功能，即備份的oracle數(shù)據(jù)庫(kù)可以直接啟動(dòng)而無(wú)需恢復(fù)；支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)增量合成，即第一次備份后，以后全部的數(shù)據(jù)庫(kù)只需要增量備份，但每次增量備份都會(huì)合成一個(gè)全量數(shù)據(jù)庫(kù)備份。（8）支持oracle數(shù)據(jù)庫(kù)多副本（根據(jù)全量備份的內(nèi)容合成不同的備份集進(jìn)行版本管理）的備份即所得功能，即備份的oracle數(shù)據(jù)庫(kù)副本都支持直接在該設(shè)備無(wú)需恢復(fù)直接啟動(dòng)備份數(shù)據(jù)庫(kù)。（9）備份內(nèi)容支持通過(guò)NBU轉(zhuǎn)存到其他帶庫(kù)，備份系統(tǒng)廠家需提供相應(yīng)的官方支持文檔。

3.2.5 可擴(kuò)展性要求

（1）重刪壓縮前（壓縮比按照4：1）備份容量可擴(kuò)展至不小于800TB。（2）實(shí)時(shí)在線動(dòng)態(tài)擴(kuò)容：可以通過(guò)增加磁盤容量、服務(wù)節(jié)點(diǎn)的方式實(shí)時(shí)對(duì)存儲(chǔ)容量進(jìn)行擴(kuò)充，動(dòng)態(tài)擴(kuò)容期間服務(wù)不中斷。（3）單節(jié)點(diǎn)支持實(shí)時(shí)在線磁盤的熱插拔，新增資源可以立即被系統(tǒng)識(shí)別、管理和數(shù)據(jù)讀寫，而不需要重啟節(jié)點(diǎn)。（4）節(jié)點(diǎn)在線動(dòng)態(tài)擴(kuò)展硬盤后，無(wú)需人工遷移數(shù)據(jù)，自動(dòng)均勻平衡數(shù)據(jù)到新增存儲(chǔ)磁盤。

3.2.6 可靠性要求

（1）系統(tǒng)高可用性達(dá)到99.99%。服務(wù)故障恢復(fù)時(shí)間或切換時(shí)間在5分鐘以內(nèi)。（2）系統(tǒng)設(shè)備的內(nèi)部備份計(jì)算節(jié)點(diǎn)、內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、電源、風(fēng)扇全系列部件均有冗余， 無(wú)任何單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。（3）系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)單點(diǎn)故障時(shí)不能引起業(yè)務(wù)中斷。在故障排除后，節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)能夠平滑的重新接入系統(tǒng)，重新提供服務(wù)。（4）備份設(shè)備具備遠(yuǎn)程復(fù)制到其他同構(gòu)備份設(shè)備的能力。（5）系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)一套管理系統(tǒng)管理備份設(shè)備機(jī)頭、存儲(chǔ)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)等組件，提供靈活全面的故障告警規(guī)則設(shè)置，實(shí)時(shí)進(jìn)行故障告警，故障發(fā)生時(shí)能夠快速地進(jìn)行分析、診斷并可自動(dòng)上報(bào)。（6）對(duì)系統(tǒng)級(jí)的異常情況，能夠提供手段進(jìn)行詳情追溯和故障恢復(fù)。（7）系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程如出現(xiàn)機(jī)房異常掉電等情況下，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。（8）系統(tǒng)可根據(jù)不同冗余策略設(shè)置容忍多個(gè)節(jié)點(diǎn)故障。（9）數(shù)據(jù)要求有糾錯(cuò)碼等保護(hù)機(jī)制，要求數(shù)據(jù)可靠性達(dá)到99.999%。（10）支持設(shè)置用戶數(shù)據(jù)糾錯(cuò)碼比例、向用戶提供不同級(jí)別的數(shù)據(jù)可靠性保護(hù)策略。（11）系統(tǒng)發(fā)生單節(jié)點(diǎn)或單節(jié)點(diǎn)硬盤故障恢復(fù)后，需確保任何數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)的一致性。

4 結(jié)語(yǔ)

某電信運(yùn)營(yíng)商根據(jù)業(yè)務(wù)需求改造備份系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)一套備份系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)，備份系統(tǒng)不僅需要考慮備份速度、備份質(zhì)量、可靠性，增量備份等基礎(chǔ)性能指標(biāo)，也需要考慮對(duì)現(xiàn)網(wǎng)使用的各種不同數(shù)據(jù)庫(kù)及新的備份技術(shù)（如Veritas NBU備份軟件）兼容性的問(wèn)題，為備份系統(tǒng)未來(lái)的擴(kuò)展及升級(jí)打好基礎(chǔ)。