数据存储和备份的设计与实现

贺兴峰 汤帅 丁博

（中国船舶集团有限公司第七一二研究所 湖北省武汉市 430000）

1 引言

在信息技术突飞猛进的今天，人们在享受信息技术发展带来的便利的同时也越来越关注数据的分类存储。原有的数据存储模式和管理理念已经无法迎合人们的需求，需要提升数据存储的安全优化和创新。OA办公、云计算、大数据等技术的出现，直接体现了当代数据的价值和作用，在给各行各业带来极大便利的同时，也对数据的分类存储提出了更加严格的标准。在数据中心的建设中，存储构架环节一直是关注的重中之中，从客观的角度来说，存储应该有稳定的运行环境和合理构架方案，能够尽可能的从物理层次上保障数据的安全,同时辅助相应的备份软件。假如存储设备突然发生故障，而我们恰恰没有应对手段时，整个信息系统将面临的瘫痪，甚至数据丢失，造成极大损失，为此本文，结合工作经验和相关资料，给出了一套实用和安全性较高的存储构架方案。

2 存储方案设计原则

存储设备在数据中心的建设中起着至关重要的作用，其性能的优劣和质量的好坏，对信息系统的安全和稳定影响重大。所以要在建设初期，就要对存储系统平台的构架和选型上给予充分的考虑，详细的调研应用系统对存储空间、io读写等方面的需求。

在选择存储设备时，需要充分考虑公司的实际情况，可以从以下特性去考虑：

2.1 可靠性

存储设备在结构上及硬件组成上要冗余设计，避免单点故障，确保整个系统的运行安全，存储设备应具有不同的RAID保护级别、支持热插拔、控制器可在线冗余替换等。存储设备提供完善的磁盘错误检测机制，提供全局磁盘故障检测，当磁盘真正出现故障之前能够及时准确的将数据提前复制到热备盘中，保障底层数据的安全。

2.2 先进性

通过客观比较多家存储厂商，确定一个具有先进构架的存储设备，由于数据中心提供的服务多种多样，要能达到同时对各类信息数据的实时处理，避免对未来业务扩展和系统升级出现不兼容的情况。

2.3 高性能性

采用SAN存储的构架方式，保证系统的高性能，系统要具备良好的开放性，能够对不同的厂家产品进行互连互通，支持多种集群系统，具有简单易维护的图形化管理界面，能够对磁盘阵列进行管理维护。

2.4 开放性

存储系统须按照SNIA制定网络存储系统体系构架，当面对各种类型操作系统的服务器时，能够对多种操作系统的兼容也就成为存储系统的首要条件。

2.5 可扩展性

存储系统可通过扩展模块提高系统的存储容量，支持在线扩容。

3 存储系统设计方案

3.1 关键技术

（1）存储双活。存储双活代表两台存储可以同时被前台数据写入，两台存储设备可以通过FC链路进行数据同步镜像，当一台存储出现故障时，主机可以直接访问另一个存储上的数据，保障前端主机对业务的连续性访问。

（2）异地容灾。通俗一点理解可以为股市常说的不将鸡蛋放到一个篮子里，通过硬件上的冗余在除本地机房以外的地方构建容灾中心。

（3）数据备份。防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，将数据从服务器本地硬盘或者存储阵列中复制到另外的存储介质中。

（4）SAN构架。存储区域网络(Storage Area Network)是高性能的网络，其主要目的是使存储设备与计算机系统连接并通信，一个SAN包括通信基础设施，提供物理连接，以及管理、组织存储系统的资源，提供数据传输的安全性和可靠性。SAN提供数据块的I/O服务，而不是文件访问服务。SAN通常是指使用FC协议的FC SAN和使用iSCSI协议的IP SAN，目的是提供高速、低延迟的数据访通道。

（5）NAS网络存储，网络连接式存储（Network Attached Storage）是基于标准网络协议对Windows、Linux等不同操作系统提供了文件共享和数据备份服务。NAS本身就是一套相互独立又相互关联的网络服务器，具有灵活、高可扩展、成本低、安全等特点。

3.2 存储系统方案设计

企业的信息化建设离不开数据存储，目前在企业中的存在的数据基本上分为两种：结构化数据和非结构化数据，考虑到数据类型的不同，以及信息系统业务不同，完全有必要构架和规划多种不同用途的存储，来满足日常工作的需求。具体的设计架构图如图1所示。

图1

存储A和存储B用于存放应用系统中使用数据库软件如oracle、mysql等所产生的结构化数据，通过存储控制器对数据实现LUN区双活，实现了其中一台统一存储设备在宕机或者故障时，另一套存储能够正常工作，不会影响当前应用系统的正常运行，也不会出现数据丢失。但是该构架方式是镜像的存储方式，故当出现误操作或者误删除时，两台存储设备都会出现进行相应的响应，故采用该构架时，要对业务的重要等级进行梳理，针对特别重要的业务数据制定分钟级的快照策略，确保业务数据在出现异常情况下能够以最小化原则回退到特定的时间点，将损失降低到最低。在这套设计方案中，又设计了备份一体机，通过备份一体机，设置相应的备份策略，对核心业务所在的服务器的操作系统、数据库、特定的文件进行定时备份，通过在线式数据备份，大大提高了业务数据的稳定性。在设计的规划中，建议备份一体机放置在异地备份机房，实现数据的异地容灾。目前市面的备份一体机设备功能日益强大，除了早期的EMC Avamar、赛门铁克等，国产的备份一体机也异军突起，在传统的数据保护方式上，开始逐渐向物理的、虚拟的和云计算环境提供数据保护，将数据保护的使用范围进行了拓展，使得备份一体机的应用场景日益多样化，满足企业针对业务数据的多种需求。

对于大部分企业和公司来说文本、图形、影音等非结构化数据的数据量普遍偏大，这些非结构化数据根据企业对外提供业务的不同，价值也高低不一，但是不可否认这些非结构化数据对企业重要性日益凸显，各行业对非结构化数据的存储容量和稳定性提出了更高的要求。这里设计选用了一套大容量的NAS存储设备，企业和公司可以将非结构化数据统一存储在NAS中，NAS利用多台存储服务器分担存储负荷，通过标准的网络协议对外提供文件共享服务，NAS的使用不仅提高了系统的可靠性、可用性和存储效率，还易于扩展，将通用硬件引入的不稳定因素降到了最低。

4 结束语

应用系统的建设不单单是网络系统、服务器系统、存储系统、软件系统简单的堆积和连接，而是通过梳理企业内部业务数据，对不同类型的数据进行分析和归类，在结合硬件平台来进行设计，才能让整个信息系统的数据传输达到较为合理的方式，最终提高整个业务系统的运行效率和安全可靠性。