1、 存储及备份系统解决方案技术建议书华为技术有限公司成都市西科隆科技有限公司2016 年 7 月目录1 整体概述 .31.1 项目背景 .31.2 使用备份系统的原因 .31.3 备份系统的组成部分 .42 客户环境分析 .42.1 客户现网架构 .52.2 本地数据中心业务现状 .52.3 方案关键需求点 .63 备份解决方案设计 .63.1 总体设计原则 .63.1.1 可恢复性 .63.1.2 平衡系统负载 .63.1.3 稳定性 .63.1.4 兼容性 .63.1.5 自动化 .73.1.6 可扩展 .73.1.7 易操作 .73.1.8 实时性 .73.1.9 安全性 .73.2 备份
2、架构的选择 .73.3 备份软件的选择 .83.4 备份介质的选择 .84 华为集中存储、备份解决方案 .104.1 整体方案设计 .104.2 规划备份系统 .104.2.1 定制备份策略 .104.2.2 计算备份容量 .104.2.3 定制重删配置 .114.2.4 备份存储容量 .114.2.5 定制复制策略 .114.2.6 备份方案确定 .124.3 本地集中存储 .125 方案组件介绍（根据实际使用组件选择保留内容） .135.1 CommVault Simpana .135.1.1 软件架构特点 .135.1.2 软件功能介绍 .145.2 RH2288H V3.165.3 O
3、ceanStor 5300 V3 .166.方案配置清单 .18推荐配置清单 .187 附录 .19xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 3 of 201 整体概述1.1 项目背景xxxxxx 厂是一个快速发展且具有强大竞争力的工厂。伴随着各种商业信息和数据的指数性增长，及 IT 行业不断增加的需求，对于 xxxxxx 厂来说，建立一套安全稳定的存储及备份系统，并可以短时间恢复目标数据已是迫在眉睫。目前 xxxxxx 厂已经意识到搭建一个企业级的存储系统对其生产数据的备份、恢复及其业务的持续运行所起到的重要作用，并且正致力于解决企业当前存储系统结构的短板。但是目前要在高可用计算环境下搭
4、建集中式的备份系统存在很多的挑战。举例如下：1、 备份窗口缩短：随着数据量的快速增长和企业对于数据 7X24 小时可用的要求，可用于备份的时间急剧缩短。2、 备份系统的高 TCO：企业往往希望在有限的预算下，找到性价比最高的方法来提升企业数据备份和恢复的表现，实现对短期和长期数据的保存。3、 分布式的数据中心：远程站点被当作备份孤岛，缺乏集中式的管理、策略和可视化。有限的在线 IT 资源、WAN 带宽不足以及磁带硬件的低自动化和易失效，都导致数据备份不足，数据恢复无法有效完成。4、 管理过程需简化：在异构的生产和备份系统环境下，希望尽量简化人员操作和管理资源。5、 虚拟机备份：虚拟机备份时大量
5、的拷贝数据会占用很多的带宽和存储资源；且由于虚拟机承担的生产任务越来越重要，备份导致虚拟机停工将不可接受。1.2 使用备份系统的原因 高性能集中式的备份系统满足当前 xxxxxx 厂的额外高性能需求，保证生产数据的持续可获取和遵从性，同时减少对生产系统造成的影响。通过集中化的方式分析和优化数据传送过程的性能瓶颈，可以更好的利用备份存储介质，也因此使恢复更高效。 高可用性和稳定性增强备份系统的可靠性和稳定性，也有助于通过平台来加强服务，确保生产系统使用的高速和可靠，满足生产数据所要求的 RTO/RPO。 数据容灾数据中心和子站点的多份备份数据降低数据丢失的风险。可建立一个数据备份中心和一个容灾中
6、心的策略可以将数据备份到本地，并备份到作为容灾中心的一个远程站点，达到数据容灾的目的。 易管理在真正的统一平台下更容易实现复杂异构环境下的数据保护。基于图形界面的管理让管理员能更好的管理备份系统，并降低管理难度及资源消耗。在统一平台下，整个系统都由一个单独平台来控制，因而对备份系统进行全局的配置也变得简单。统一的报xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 4 of 20告也大大简化，它可以提供自动警报、标准读出、高定制化搜索功能和其它服务，比如：各种趋势、容量分析及基本卷次序。 安全性集中式备份解决方案利用权限分级的用户认证、数据加密和网络安全接入等方法来确保系统和网络安全。在多站点和各级
7、别的存储中都提供数据安全管理，包括基本数据、近线数据、磁带和云。 以生产业务为依据的备份策略根据生产业务的各类应用、数据类型、有效时间窗口和生产系统的数据量，定制备份与恢复策略，因此能更好的适用于生产环境。1.3 备份系统的组成部分 备份软件一套出色的备份软件在统一的平台，将加速、自动化操作、容灾和一致化策略集中到单一的控制平台，同时省略了不少多余的处理过程，从而提高操作速度、降低存储开销、简化管理操作。这样也有助于备份系统的安全性、有效性、稳定性和可扩展性。 备份服务器备份服务器在备份系统中一个管理节点，通过部署备份软件、配置备份策略等操作，将数据从业务服务器中备份到存储介质中。 备份存储介
8、质备份存储介质是数据的载体，它可以划分成两个重要类型：物理的和虚拟的。存储介质必须非常可靠，否则介质上承载的数据便会丢失。2 客户环境分析本次设计的备份组件需要在 xxxxxx 厂的数据机房布置。目前本地站点都涵盖了各类应用系统，如数据库、内部 OA、FTP、WEB 等主要信息系统，主要操作系统类型为windows，数据库有 Oracle 和 My SQL，将来数据库还会有一定增长。xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 5 of 202.1 客户现网架构o r a c l e本 地 数 据 中 心M y S Q L W E B业务网络G EF CO AW A NF T P 图 1 客户
9、网络架构现状目前所有业务数据均存储在对应服务器本地硬盘，唯一的数据保护措施只有硬盘 RAID，一旦 RAID 失效，将面临数据丢失的灾难，所以急需建立数据备份体系。希望将本地各个应用的生产数据通过备份服务器备份到本地存储中。后期还通过设计业务系统集群和存储高可靠等系统。本地站点的数据量和具体配置如下。2.2 本地数据中心业务现状编号信息系统名称服务器数量是否有双机或集群 操作系统服务器型号、配置数据容量数据库类型1 某业务系统 1 台 否 Windows server2008 2T Oracle2 OA 系统 1 台 否 Windows server2003 2T My SQL 3 EHR 系
10、统 1 台 否 Windows server2003 2T My SQL 4 WEB 1 台 否 Windows server2008 2T My SQL 5 论坛 1 台 否 Windows server2003 2T My SQL 6 其他应用 5 台 否 Windows server2008 10T My SQL xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 6 of 202.3 方案关键需求点根据 xxxxxx 厂本次对备份设计的需求，所设计的方案应达成以下目标：1) 将业务系统的备份系统进行整合，统一进行数据备份，统一管理。2) 要能对各种数据实现快速、可靠的备份及恢复，并能很好地支
11、持断点续传功能；3) 备份系统必须具备良好的可扩充性，并且支持在不变更系统架构的情况下无缝升级、增加备份客户端；备份平台需很好地支撑数据及业务增长要求；4) 在备份窗口内完成所有预定的备份作业，减少对生产业务的影响；5) 备份系统具备良好的备份及恢复验证机制，成功率高；6) 将来可灵活扩展本地高可用、异地备份等方案；华为公司提出的备份方案和架构不仅能够实现本地数据中心的备份需求，而且还可以更灵活的适应企业未来对备份环境的升级。3 备份解决方案设计3.1 总体设计原则3.1.1 可恢复性数据备份的目的是恢复数据。如果一个集中式的备份系统无法完成备份功能，或者无法保证系统数据能在合理的时间内恢复，
12、这个备份系统是毫无意义的。容灾系统可以协助完成关键生产数据的保护，因此容灾系统的设计必须考虑稳定性和可靠性，并保证关键数据能够持续稳定的传输到非本地的容灾中心。当业务系统发生故障时，容灾中心的数据就可以用以恢复业务系统。3.1.2 平衡系统负载设计方案时应对备份系统和容灾中心的各部分进行性能评估，以避免性能瓶颈的出现。数据备份、恢复和查找的负载应尽量均分到各个网络适配器、交换机、磁带驱动等等。若仅注重局部性能而忽视了系统整体性能的平衡，那么整个备份系统不会达到高性能。3.1.3 稳定性备份产品的主要目的是为生产系统提供一种数据保护的方法，所以其稳定性和可靠性是衡量产品的最重要方面之一。首先，备
13、份软件应该与操作系统 100%完全兼容；其次，针对意外故障应该能够快速高效的进行数据恢复。3.1.4 兼容性在一个复杂的计算机网络环境中，通常存在多种操作系统（例如：UNIX、 NetWare、Windows NT 和 VMS） ，多种应用（例如：ERP 、数据库和其他可用软件）。所以选择的备份软件必须能够支持多种操作系统和典型应用。xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 7 of 203.1.5 自动化许多系统都会根据实际情况来确定何时进行备份，以及备份操作的时间窗口。为减少网络负担，备份应该选择夜间进行；系统管理员可能会由于深夜疲劳而频繁出错，这就会导致备份出现一些潜在故障；因此，时
14、间表确定的自动备份系统必须在该方案中可用。在自动备份期间，若出现意外情况日志功能必须支持自动发出报警，DR 操作也同样必须自动进行。3.1.6 可扩展备份系统和容灾系统应具备易扩展和易升级的特性，这样才能满足客户日益增长的数据备份需求，同时又可以保护和充分利用现有投资的投入。3.1.7 易操作数据备份应用于不同领域，进行数据备份的操作人员也处于不同的层次。这就需要一个直观的、操作简单的图形化用户界面，缩短操作人员的学习时间，减轻操作人员的工作压力，使备份工作得以轻松地设置和完成。容灾系统的设计也应具备易管理，易维护，易操作和易配置的特点，同时容灾系统的故障应该易于监测。3.1.8 实时性一些关
15、键业务需要 24 小时不间断运行，在备份的时候，有一些文件可能仍然处于被使用的状态。那么在进行备份的时候，要采取措施，实时地查看文件大小、进行事务跟踪，以保证正确地备份系统中的所有文件。3.1.9 安全性备份系统和容灾系统备份了业务系统的关键数据。因此，备份系统和容灾系统的设计必须确保数据传送和存储的安全性。容灾方案也必须遵守相关国家和国际的安全标准，以确保系统可公开和各容灾方案的相互协作。3.2 备份架构的选择对数据的保护，有多种方法，包括备份、复制、快照和数据容灾等等。目前用得最多、最有效的手段是数据备份。而备份的方法也很多，有手工备份、自动备份、LAN-Base 备份、LAN-Free
16、备份等。不同的备份方法，其效果不同，主要表现在性能、自动化程度、对现有系统应用的影响程度、管理、可扩展性等方面。传统的 LAN 备份方式：传统的备份方式系统管理员将磁带机/库或虚拟带库连接在本地备份服务器上，只对本地网络内的数据进行系统备份。在这种方案中，磁带机/库或虚拟带库只由本地服务器进行备份操作，欲备份的数据全部通过网络传输到备份服务器，再经由备份服务器备份到磁带机/库或虚拟带库中。这种方式价格较低，且不需要改变原有的网络架构。SAN 备份：SAN 存储区域网基于高速光纤通道（Fibre Channel）技术，在服务器之间以及服务器和存储设备之间建立了高速的数据传输链路。在 SAN 内进
17、行大量数据的传输、复制、备份时不再占用宝贵的 LAN 资源，使得 LAN 的带宽得到极大的释放，服务器能以更高的效率为前端网络客户机提供服务。这种方式能充分发挥 SAN 高速数据流网络的优势，xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 8 of 20从而体现出高速磁带设备的性能；SAN 备份方式缺点是成本较高，且往往要改变现有的网络架构。NAS 系统是用一个装有优化的文件系统和瘦操作系统的专用数据存储服务器，提供跨平台的文件共享功能。NAS 产品与客户之间的通讯采用 NFS(Network File System)协议、CIFS(Common Internet File System)协议，
18、这些协议运行在 IP 之上。NAS 集成了系统、存储和网络技术，具有扩展性强、使用与管理简单、跨平台文件共享、性能优化等特点另外为了避免由于地震、水灾和火灾等造成数据丢失，实现用户对关键数据的容灾要求，我们建议采搭建数据异地容灾平台，将 xxxxxx 厂本地数据中心的备份数据通过 WAN 网络远程复制到异地灾备数据中心，达到异地灾备的目的。本次选择的备份方式为 LAN-Base 备份方式。3.3 备份软件的选择备份管理软件的选择对于整个系统的性能至关重要。备份软件要提供良好的备份恢复能力，简便的管理方法和技术领先性；不仅可以胜任目前的备份恢复管理，也提供良好的扩展性与前瞻技术能力。因此，备份软
19、件的选取主要参考以下几方面来选择：1、 备份软件是主流的、成熟的产品，有大量的成功案例；2、 备份软件支持能对文件系统、邮件系统、数据库、虚拟机系统、应用系统、台式机以及在线存储系统中的数据进行多项数据管理：数据备份和恢复、文件及邮件归档、在线存储设备快照管理、连续数据复制、内容搜索、数据分析、重复数据删除、备份/归档数据加密。3、 备份软件支持当前主流平台系统，包括企业当前使用的Windows、Linux、AIX、VMware ESX 等，而且对上述系统提供系统的裸机恢复支持；对 X86 平台的异机恢复都有很好的支持，可以将物理服务器恢复到不同品牌机型号的服务器中；将来还支持将物理机恢复到虚
20、拟机中。因此管理员可以很方便地对备份的系统以及生产数据，进行同机裸机或者异机裸机恢复，以快速恢复业务系统或者进行可用性恢复验证。4、 备份软件支持智能索引：支持数据对象、数据内容、数据分类等的索引，并采用分布式索引架构，满足大数据时代海量数据管理的需求；5、 备份软件支持统一管理备份设备、介质和备份/恢复任务、用户，针对客户端可统一定义和修改备份计划策略，存储策略和恢复计划策略等。6、 备份软件可以对多备份域进行集中管理，总部备份域定期收集所有备份域的索引记录，实现多中心统一数据查询、恢复和报告；7、 为了保证备份数据安全性，备份软件应支持多个级别的加密方式，包括：客户端加密，介质服务器端，网
21、络和介质服务器加密，仅网络加密（介质服务器端解密）、备份磁带加密以及仅备份拷贝加密等等，以满足不同级别的加密需求；8、 可提供全面的系统管理方法，包括：策略管理、安全管理、可用性管理、恢复管理、系统监控、报告以及工作流管理。本次备份软件选择 CommVault Simpana。xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 9 of 203.4 备份介质的选择目前市场上可以作为备份设备的有磁带库和磁盘阵列设备。下面从可靠性、性能、可扩展性、投资回报率几个方面来比较一下磁盘存储备份和物理带库备份。 可靠性物理磁带库完全由机械设备构成，磁带库的机械手、磁带驱动器和磁带均为非封闭的精密部件，它们的可靠
22、性远不像磁带库厂商宣传的那样高，平均无故障使用时间、平均无故障换带次数等关键指标并不能作为实际应用的参考基准，多个部件组合后整体系统的可用性将更低：磁带驱动器、磁带存储槽、机械臂系统、控制器、条码扫描系统、磁带入库和磁带出库装置等部件任何的单点故障均可能会导致整个磁带库运转异常，增加宕机时间，甚至影响整个应用系统的正常运转。同时磁带库不具备容错能力，很容易受灰尘、潮湿等环境因素的影响而导致故障。有相当大比例的使用中端以下（包括中端）磁带库的用户至少都经历过一次导致备份失败的磁带库故障。尤其令用户烦恼的是，磁带库修复必须由专业人员进行，而且维修响应时间长，造成日常运营混乱。用户因此而被迫购买多个
23、磁带驱动器，而驱动器恰恰是磁带库中的最主要的昂贵部件，这进一步加大了用户的总体拥有成本。磁盘存储设备没有磁带库设备的介质可靠性低、维护成本高等方面的困扰；同时，磁盘阵列采用RAID技术，因而基于磁盘存储的备份设备又具有极强的容错能力。 性能技术的发展远远落后于数据量的增长，由于其读写速率低下，因而它已经成为整个备份系统的瓶颈。另一方面，磁带加载所需要的时间，有时候比磁带读写需要的时间还要长，如果用户要恢复的数据在多盘磁带上，那么要进行一次完整的系统恢复将是漫长的过程，恢复性能将极其低下。随着业务的增长，每个系统能留给备份的时间越来越少，为了能够在更短的时间内完成更多数据量的备份，用户只能在磁带
24、库内安装更多的磁带机，这也意味着更高的支出，更高的故障率，当磁带技术更新的时候还意味着更大的投资浪费，更糟糕的是，由于磁带库库体设计的限制，能够增加的磁带机数量也是很有限的。磁盘阵列设计在性能上不存在磁带库具有的读写速率瓶颈，同时磁盘存储不存在物理磁带库加载磁带的过程。 可扩展性随着数据量不断增长，物理磁带库存储空间的扩展就显得极其有限。而如果一开始就采购比较大型的磁带库（如200槽以上） ，即使采用较低的初始配置，其价格仍然很高。另外磁带库支持的驱动器数目有限，其性能扩展也将受到很大限制。磁盘存储空间的扩展只需要增加更多的磁盘即可，十分方便简捷。 投资回报率一方面，物理磁带插槽很快就不够用，
25、另一方面，几乎绝大部分磁带库其磁带空间都无法充分利用（由于备份管理上的要求，很多磁带只写入了几十GB甚至几GB的数据，就由于保存周期和磁带分类管理等要求，而不能写入新的数据） ，这样，一台号称几十TB的磁带库，可能只能利用不到一半的空间就必须考虑扩容了。由于物理磁带库较为封闭，大部分配件的维修、更换必须由磁带库原厂商工程师完成，这使得实际故障排除时间难以控制，维修成本也很高。最终，用户会发现，用于数据保护的投资往往超出预期，而备份系统本身又极大地增xxxxxx 厂备份解决方案建议书 Page 10 of 20加了系统维护的工作量，最终的结果却依旧不能令人满意。使用 SAN 阵列作为备份介质，其
26、优势在于： 1 可以使用备份软件的重删功能，通过备份软件的源端重删功能，大大减少传输数据量，从而降低带宽需求，缩短备份窗口，节省备份设备空间。2 规避了磁带加载卸载对备份性能的影响，其持续读写性能达到或超过了中端磁带。3 磁盘阵列设备在用户环境中很常见，一般的系统管理员不需要过多的专业知识都可以自行维护，降低了维护成本。4 磁盘阵列成本较低，降低IT投入。本次选择备份介质为磁盘阵列。4 华为集中存储、备份解决方案4.1 整体方案设计本次建设主要解决数据安全问题，同时提升数据服务能力，建设内容包括：1、 建立一套本地备份体系；2、 构建统一外部存储系统；3、 建设异地容灾存储（可放在后期建设）。
27、4.2 规划备份系统4.2.1 定制备份策略下表描述 xxxxxx 厂企业网络的总体备份策略，该策略可根据操作人员的要求进行适当的修改。 以下表格示例表 1 成都中心备份系统的备份策略No. 备份对象 增量备份频率 增备保留期限 (天 ) 增备副本份数 全量备份频率 全备保留期限 (天 ) 全备副本份数1 虚拟机 每天 90 90 每月 90 32 文件 每天 90 90 每周 90 153 E-Mail 每天 365 365 每月 365 134 数据库 每天 90 90 每周 90 154.2.2 计算备份容量下表列出了所有生产数据容量。 其中红色部分需要详细计算和预估一下表 2 中心备份系统的备份容量
