电力企业数据备份系统架构与建设.pdf

研窒与 DOI ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 9 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 4 0 2 6 电力企业数据备份系统架构与建设 林伟胜 ，许卓伟 ( 广东电网有限责任公司 汕头供电局，广东汕头 5 1 5 0 0 0 ) 摘要：随着电力企业信息化的发展，电力企业建立起各项支撑 日 常管理的信息系统，包括办公自动化，电力营销管理系统等。 信息系统运行过程中生成了大量重要的企业数据。这些数据形式多样 ，而且分散存储在多套主机与存储系统 ，备份管理复杂， 因此 ，建立科学完善的数据备份架构对于企业信息系统的稳定运行非常重要。以汕头供电局在数据备份架构建设方面为例，介 绍如何集成T S M、S A N 、V T L ，E R M等技术建设数据备份环境以保障企业数据安全，同时实现集中管理与提高效率。 关键词：数据备份系统；虚拟带库；异地灾备 中图分 类号 ：T P 3 0 9 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 0 0 99 4 9 2( 2 0 1 5)0 40 0 9 70 3 Ar c h i t e c t u r e a n d Es t a b l i s h me n t o f Da t a Ba c k u p S y s t e m i n P o we r Gr i d Co mp a n y L I N We i s h e n g XU Z h u o we i ( G u a n g d o n g P o w e r G r i d C o ，L t d ，S h a n t o u P o w e r S u p p l y B u r e a u ，S h a n t o u 5 1 5 0 0 0 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Wi t h t h e d e v e l o p me n t p o we r g rid c o mp a n y i n f o r ma t i o n， v a r i o u s i nfo rm a t i o n ma n a g e me n t s y s t e m e s t a b l i s h e d t o s u p p o r t d a i l y e n t e r p r i s e ma n a g e me n t ， s u c h a s o f fi c e a u t o ma t i o n s y s t e m e l e c t ric p o we r ma r k e t i n g s y s t e m I n f o r ma t i o n s y s t e m ha s g e n e r a t e d l a r g e a mo u n t o f i mp o r t a n t d a t a i n wo r k i n g p r o c e s s T h e s e d a t a a r e v a r i o u s i n f o r ms ， d i s t rib u t e d s t o r a g e i n t h e mu l t i s e t o f h o s t a n d s t o r a g e s y s t e ms ， d a t a b a c k u p b e c o mi n g c o mp l e x Th e r e f o r e， t h e e s t a b l i s h me n t o f d a t a b a c k u p a r c h i t e c t u r e i s v e r y i mp o rta n t f o r t h e s t a b l e o f e n t e r p ri s e i nf o r ma t i o n s y s t e ms Th i s p a p e r t a k e s the d a t a b a c k u p a r c h i t e c t u r e o f S b a nt o u p o we r s u p p l y b u r e a u a s a n e x a mp l e，i n t r o d u c e s h o w t o i nt e g r a t e t he s o f t ware and h a r d wa r e t e c h n o l o g y o fb a c k u p s y s t e ms t o p r o t e c t t h e e n t e r p ris e d a t a s e c u rit y s u c h a s T S M， S AN，VT L，ERM e t c At t h e s a me t i me，r e a l i z i n g t h e c e n t r a li z e d ma n a g e me n t a n d b e t t e r e ffic i e n c y o f d a t a ba c k u p s y s t e m Ke y wo r ds ：d a t a b a c k u p s y s t e m；v i rtu al t a p e l i b r a ry；r e mo t e d i s a s t e r r e c o v e r y 0引言 在现今的大数据时代，数据是一个企业最宝 贵的资源。但是数据安全问题却难以得到保证， 软件 自身缺陷 、人 为操作 失误 、电脑病毒 破坏 、 硬件损毁 、黑客攻击 、 自然灾难 等诸 多不确定 因 素都有可能造成计算机 中数据的丢失 的原 因。因 此 ，各个行业领域对数据的保护尤为关心 。 汕头供电局经过多年的建设形成多套主营业 务系统、有几十台套的服务器主机、需要备份的 数据 有操作 系统 、数 据库 、中间件 、邮件数据 、 虚拟机等各类数据，数据分布在不同类型的设备 上 ，有小型机、微机服务器。随着系统的建设复 杂化和数据量增多 ，数据的安全对于企业 的运转 也越来越显得重要 ，对数据备份系统 的架构设计 收稿 日期 ：2 0 1 5 0 3 3 1 和管理提出了复杂的要求。 1 企业应用系统数据备份需求 汕头供电局随着信息系统逐步完善， 业务数据 量成倍增加 ，应用数据的存储变得越来越重要 ，整 个企业信息化建设对存储系统有更高的建设需求 ， 对数据中心可靠性要求也日渐提高，备份需求随之 突显出来 ，需要应对数据丢失、误操作、存储损 坏、自 然灾害等造成重要数据损坏时的恢复问题。 备份系统需要解决的难题主要有以下几点川 。 ( 1 )备份节点多 ，要连接备份的服务器节点数 量众多，涉及的有几十台套的多类型服务器主机。 ( 2 )备份数据量大，类型多。例如主营业务 系统要保 留多个用于追溯恢复的版本 ，频率高。 类型覆盖了I B M小型机操作系统备份 、数据库、 、 研 究与开发 中间件、虚拟化服务器数据等 。 ( 3 )要求备份任务管理 自动化并合理地安排 调度策略，设备高效利用 ，要求快速备份，必要 时能够短时间恢复到指定设备；需要对核心系统 的数据提供远程保护数据，提供系统容灾数据备 份、异地灾备恢复环境 。 解决这些 问题急需要设计软件兼容性好 、硬 件扩展性强的备份系统解决方案，合理的备份方 式与策略等等，将零散的备份资源集中，节约资 源，提高管理效率。 2 备份系统架构建设及实现技术 2 1 备份系统的基本框架 备份系统的建设从软件建设方面、硬件方 面，还有备份管理配置方面进行考虑。 软件平台方面由于供电局已建设的应用系统 有多品牌 的基础环境 ，备份软件在客户端要兼容 已有 的 Wi n d o w s 、L i n u x 、A I X、H P - U X，O S 4 0 0 等 操 作 系 统 ，在 数 据 库 方 面 考 虑 兼 容 O r a c l e 、 S Q L s e r v e r 等数据库系统。核心备份系统选用了 I B M的T S M备份软件 ，它具有高性能 ，灵活高效 的解决方案。 硬件方面的设计，使用的设备兼容已建设的 I P网络与存储网络环境，数据备份尽量不影响业 务系统 ，重要系统使用了L A N f r e e 的备份方式 。 在数据备份存储这块使用高效率硬件 ，v T L 虚拟 磁带库作为数据备份的一级存储池 ，而慢速的磁 带库设备作为二级存储池 ，在有限资源条件下发 挥前者速度快、后者容量大、经济的优点。 备份的策略方面，统一进行策略规划和调度 规划 ，根据不 同业务 系统 的使 用高峰期 、数据 备份 量 和时长 ，错 开各策 略 的 启动时间 ，尽量将业务分 散在 全天各 系统空 闲的时 候 。 比如 营销 系统 晚上 的 实时访问量不大 ，备份策 略 即 安 排 在 该 时 间 段 执 行 ，而计量系统前置数据 库在 白天有空 闲时间段 ， 则在该时间段安排 日志备 份 ，另外也要 考虑一 二级 数据备份池 的迁移调度 ， 设置合理的磁带回收水位 线 ，及时回收资源 。 部署后的系统拓朴结构如图 1 所示。 I D C机房 内的服务器通过备份系统管理 ，业 务系统服务器使用 L A N f r e e 方式实现快速备份与 恢复，备份数据存储使用了V T L 虚拟磁带库技 术，另外核心系统还直接通过存储复制技术在远 程数据备份机房实现容灾备份 。 2 2 备份 系统的实现技术 I B M T S M ( T i v o l i S t o r a g e Ma n a g e r ) 数 据 备份 系 统，是企业级跨平台网络备份、恢复及存储管理 软件。T S M客户端软件负责 向T S M服务器提供需 要备份的数据，或向T S M服务器索取已备份数据 及归档数据以便恢复数据。T S M服务器负责管理备 份数据 、备份策略及管理连接在其上的存储系统。 小型机操作系统备份 ，I B M小型机操作系统 备份和恢复可以通过网络来进行 ，由于主营业务 系统基本都是安装 A I X系统 的 I B M小型机 ，即可 以通过其 N I M功能进行操作 系统 的备份 ，由一台 I B M工作站定期将各小型机的操作系统做 m k s y s b 镜象 集 中存 放 ，再使用 备份客 户端进 行压缩 备 份。实现操作系统的定期备份，系统的恢复也实 现集 中管理。 V T L ( V i r t u a l T a p e L i b r a r y ) ，虚拟磁带库技术仿 真物理磁带库的驱动器并且在磁盘上存储备份映 像 。V T L 支持使用现有 的磁带备份软件识别为磁 带库类型并进行连接操作，管理方便。虚拟磁带 库使用物理磁盘驱动器 ，它的读写速度比磁带库 快得多 ，同时还具有数据压缩功能 。虚拟磁带库 上的数据可以快速恢复到系统中，因此选用其作 磁带库 磁盘阵列 磁盘阵列 图1 数据备份架构拓朴 林伟胜 等：电力企业数据备份系统架构与建设 研究与 为备份系统的一级存储池，超过一定水位数据再 迁移到二级池，即磁带库中。 L A N fr e e 备份是指通过光纤通道备份，通常的 备份可以通过I P 网络进行备份数据传送，这样在 业务高峰 的时候有可能会影 响系统性能 ，而 T S M 备份系统允许使用S A N网络进行调度备份 ，即客 户端通过其本机的存储光纤接 口直接 向备份设备 复制数据，由于光纤存储接 口速度高，而且备份 数据不再经 由备份系统主机转存到带库 ，所 以 L A N f r e e 备份效率更高，供电局各主营业务系统备 份采用光纤存储网络备份，部分没有光纤存储接 口的系统采取L A N网络备份方式。 其他备份设置方面 ，核心业务系统的O r a c l e 数据库均开启 日志归档模式，即对数据库的每笔 变更 都在存储在 日志 中，通过执行 R MA N工具经 由数据库客户端转存，且多套数据库的备份与恢 复管理集中使用同一个备份管理 C a t a l o g 数据库。 另外 ，还通过虚拟化服务器平 台的T S M备份组 件，实现了服务器虚拟机的整机备份。对于营销 系统 ，还使用了存储级别的数据镜像，如在I B M D S 5 1 0 0 存储系统启用了远程异步数据复制 E R M ( E n h a n c e d R e m o t e M i r r o r )功能 ，将多个主营业务 系统数据远程实时地复制到2 0 k mg b 的数据备份 机房 ，一旦发生灾害事件，企业的核心数据将得 以保全。 3 备份系统的效果及系统管理 3 1 备份系统的应用效果 汕头供 电局备份 系统每天要应对近4 O 个客户 端节点，发起近3 0 个大数据量的备份任务，每天 接近 1 5 T 的数据备份 ，备份存储 的数据总量近 4 5 T 。由于使用了L A N f r e e 技术， 性能较在L A N 环 境下速度提高多倍 ，比如电力营销系统的异机恢 复，从 I B M p 5 7 0 小型机数据库备份出来的数据全 库恢复到另外的p 5 7 O 小型机上，近 1 2 T 整数据库 数据 网络恢复需要近 2 0 个小时 ，而 L A N f r e e 的恢 复只需要 5 个小时。而使用E R M的数据远程复 制，也解决了数据容灾备份的问题 ，异地灾备系 统的快速启用3 个小时内就可以完成。 3 2备份系统的管理 数据备份系统的建设不仅仅需只是软硬件设 备的构建，对数据系统的管理也十分重要。因此 制定科学、系统和合理的管理方法以及备份策略 对备份系统实现备份功能，恢复数据有着重要的 意义 。 ( 1 )统一策略规划与 日常检查 系统管理人员应从数据量的大小 ，数据的重 要性和恢复的角度考虑 ，结合实际资源使用状 况，制订数据分组备份策略和存储介质池对应策 略，任务应错开业务高峰 ，并定期开展策略清理 和资源调整 ，定期开展运行状态检查 ，保证备份 系统高效稳定运行。 ( 2 )定期开展数据恢复与系统灾备演练 数据备份都是为发生系统灾难做准备的，备 份系统架构的优劣不仅在于它 的备份速度 ，更重 要 的是通过数据恢复测试备份系统里面的数据的 有效性。汕头局定期开展主营业务系统数据恢复 和启用备用应用系统进行测试，检验数据备份是否 安全可靠，另外也定期开展远程灾备数据的恢复演 练，模拟核心业务系统硬件整体损坏情况下的灾备 数据的启用 ，通过实践验证灾备数据的有效性。 4总结 汕头供 电局数据备份架构基于统一的存储 区 域网络 ，采用 当前流行 的备份软硬件平 台，集成 多品牌存储产品，覆盖从操作系统到数据库的各 类型数据备份 ，利用存储设备镜像技术实现了远 程的数据备份 ，实现了高效且安全的数据备份系 统架构，简化管理。同时通过加强维护管理，定 期开展数据恢复以验证系统有障性，从而保障了 企业信息系统的数据安全。 参考文献： 1 于洋 计算机数据存储备份探讨 J 制造业 自动 化 2 0 1 1( 1 6 ) ：1 3 4 1 3 6 2 李伟 基于S AN架构的数据存储和备份 系统 J 电 脑知识与技术 ，2 0 1 0 ，6 ( 2 0 ) ：5 4 0 6 5 4 0 7 3 吕广平 计算机磁盘阵列及异地容灾备份 系统分析 J 科技传播，2 0 1 2( 7 ) ：1 6 1 1 6 2 4 王帆飞 国土资源空问数据存储备份 系统的设计与实 现 J 计算机与现代化 ，2 0 1 2( 3 ) ：1 9 0 1 9 3 5 吕小婷 ，施艳 ，张振芳 存储局域 网 ( S AN )在地质 调查数据存储 中的应用 J 地质通报，2 0 1 2( 9 ) ： 1 5 3 1 -1 5 3 6 6 申新鹏，曾雷杰，赵晓 磁盘阵列上虚拟磁盘的管理 J 现代电子技术，2 0 1 0 ，3 3( 2 0 ) ：1 4 4 1 4 6 。 7 孙晓南，余婕 网络存储与数据备份 M 北京：清 华大学出版社，2 0 1 0 8 刘洪发 ，唐宏 ，贾卓生 网络存储与 灾难恢复技 术 M 北京：电子工业出版社，2 0 0 8 第一作者简介： 林伟胜，男，1 9 7 8 年生，广东汕头人 ， 大 学本科 ，高级工程师。研究领域 ：电力信息化。 ( 编辑 ： 向飞)