自從有了信息技術以來，信息系統面臨的各種災難和故障就從來沒有停止過。隨著信息技術的不斷發展，企業正常業務的開展對信息系統的依賴性越來越高。如何保障業務數據的安全性和信息系統的可靠性已經成為企業面臨的嚴峻問題。
災難是一種具有破壞性的突發事件，如圖1所示，本文所關注的是災難對單位的正常運營和社會的正常秩序造成的影響。其中最明顯的影響是信息服務的中斷和延遲。信息系統停頓的時間越長，單位的信息化程度越高，損失就越大。
信息系統的容災，即對災難的抵抗和防御，目的就是提高信息系統抵御災難和重大事故的能力，減少災難打擊和重大事故對企業造成的損失，保證信息系統所支持的關鍵業務功能在災難發生后能及時恢復和繼續運作。
圖1 信息系統災難分布
1.通用容災技術框架
1.1企業信息系統容災的級別
信息系統的容災可以分為三個級別：
(1)數據級容災：只考慮將生產站點的數據如何復制到遠程站點。
(2)應用級容災：災難發生時，不僅要保證數據在容災中心可用，而且還要保證容災端的存儲設備、服務器設備、網絡設備等系統處于可用或者待命的狀態。
(3)業務級容災：不光要保證容災端的應用系統可以提供服務，而且還要保證范疇之外的例如人員、部門、物資、財力都要可用，這是最高層次的容災。
1.2容災技術模型
從技術角度看，企業IT平臺一般可以劃分為“接人平臺、應用平臺、數據平臺”三部分，容災技術平臺建設主要著眼于這三部分的保護，如圖2所示。
圖2 容災技術模型示意圖
(1)接人平臺冗余和切換
關鍵在于實現相同訪問能力的網絡設備，并在網絡配置上確保能快速、方便地將網絡訪問從生產中心切換到容災中心。
(2)業務處理能力的冗余
主要表現為對業務處理能力的冗余和復用，其中包括操作系統、應用系統、數據庫、中間件等層面的復制及切換的能力。
(3)數據存儲平臺的保護
主要表現為對系統存儲層面的保護。它是比應用平臺更為底層的數據級保護。
在容災系統建設中，數據存儲平臺的保護是實現企業災難恢復的核心。保證數據的安全永遠是第一位的。
2.不同容災技術分析
2.1容災技術方案概述
對所有的容災技術平臺建設而言，容災方案的技術核心是實現遠程數據復制，并能夠在災難發生時在遠端利用復制數據提供企業業務運營支撐服務，因此數據復制技術是構建容災技術平臺的核心。不同數據復制技術的分類如圖3所示。
圖3 數據復制分類
根據所采用數據遠程復制技術位于的不同層面，又可以分為以下三類容災方案:
(1)基于存儲層面的容災方案:利用存儲系統的遠程數據復制功能建設容災系統。
(2)基于主機層面的容災方案:利用主機廠家提供的相關功能軟件或第三方的主機軟件實現遠程的數據復制，建設容災系統。
(3)基于應用層的容災方案:如利用應用軟件Oracle數據庫的本身的遠程數據復制技術建設容災系統。
2.2基于存儲數據復制技術的容災系統
采用基于存儲的容災方案的技術核心是利用存儲陣列自身復制技術實現數據的遠程拷貝，從而實現生產數據的災難保護。
基于存儲的容災方案示意圖如圖4所示。
圖4 基于存儲友制技術的容災方案示意圖
該方案的必要前提是：
(1)通常必須采用同一廠家的存儲平臺，存在一定的設備上的限制。
(2)采用同步方式可能對生產系統性能產生影響，對通信鏈路要求較高。
(3)采用異步方式存在數據丟失的風險，通常在遠距離通信鏈路帶寬有限的情況下實施。
盡管有以上限制，此方案也具有顯著優點：
(1)獨立于主機平臺和應用，對各種應用都適用，而且完全不消耗主機的資源。
(2)由于在最底層實現，實施起來受應用、主機環境等相關技術的影響最小，非常適合于復雜的環境。
(3)采用同步方式可以完全不丟失數據，在同城容災或園區內容災方案中不會對生產主機的性能產生顯著影響。
(4)采用異步方式雖然存在一定的數據丟失的風險，但沒有距離限制，可以實現遠距離保護。
由于以上優點，基于存儲災難保護方案是目前采用最多的災難保護方案。典型的基于存儲的容災技術有EMC公司的MirrorView,SAN Copy, IBM公司的PPPC技術等。
2.3基于主機數據復制技術的容災系統
采用基于主機的容災方案的示意圖如圖5所示。
圖5 基于主機的容災方案示意圖
該方案的核心是通過主機上的數據管理軟件實現數據的復制，從而提供了容災的能力。
實現遠程數據復制的數據管理軟件有很多產品，如Sun公司的Availability Suite軟件和Veritas Volume Replicator(VVR)等。
該容災方案有以下優點：
(1)只對服務器平臺和主機軟件有要求，完全不依賴于底層存儲平臺。
(2)基于IP網絡，沒有距離限制。
同時，該方案有以下局限：
(1)由于依靠主機的處理能力，因而對生產主機性能會產生一定甚至較大的影響。
(2)利用主機數據復制軟件的方案比較復雜，尤其是和數據庫應用結合的時候，給生產系統的穩定性、可靠性、性能可能帶來顯著影響。
(3)如果有多種應用需要保護，將無法有統一的技術方案。
(4)管理復雜，需要大量的人工干預過程，容易發生錯誤。
目前，企業采用基于主機的數據復制技術建設容災方案相對比較少，比較適合單一系統在vo規模不大的情況下使用。
2.4基于應用的數據復制建設容災系統
基于應用之間的數據復制技術也有很多種，以下以Oracle公司的Oracle Data Guard技術進行分析。
Data Guard的基本原理是在與主系統完全一致的平臺上建立后備數據庫，在主系統正常工作的同時將歸檔日志(Archived Log)不斷地傳送到后備系統，并且在后備數據庫系統上連續進行恢復(fteco-ver)操作，以保持后備系統與主系統的一致。當主系統發生故障時，后備數據庫可以接管主數據庫。架構如圖6所示。
圖6 采用Oracle Data Guard的容災方案
該容災方案有以下優點：
(1)完全不依賴于其它軟件和底層存儲平臺。
(2)可以實現一對多的數據復制，提供多重保護。
(3)后備數據庫可以在很短的時間內提升到生產狀態。
(4)基于IP網絡，沒有距離限制。
此方案的局限在于：
(1)該技術會利用主機的資源，會對生產數據庫系統的性能產生一定影響。
(2)并不是一種通用的數據庫保護方案，只能對Oracle數據庫數據提供保護。
(3)對運維水平特別是數據庫管理人員的要求高，管理復雜。
3.三種容災技術的比較
通過以上分析可以看出，基于存儲的容災技術是通用性最高，也是適合大規模布署的容災方式。基于主機的數據復制技術建設容災方案相對比較少，通常適合單一應用或系統在I/O規模不大的情況下局部使用。基于應用的容災架構由于通用性低，并且對主機會有一定的影響，一般是作為關鍵應用的單點保護。容災技術比較如表1所示。
表1 容災技術比較
4.容災設計案例
4.1需求分析
由于容災有很多層次，而對應業務系統的容災手段并不是選擇越高就越能達到要求，層次越高，所付出的成本成指數增長，要選擇具有最高性價比，執行符合需求的整體解決方案。通過各系統詳細的容災需求的調研，得到以下業務系統的容災需求，如表2所示。
表2 信息系統業務容災分析表
從表2可以看出，不同的業務系統依據它們的重要性和實時性的不同，需要達到的容災級別也是不同的，OA系統、科研系統、生產系統是關系企業業務開展的關鍵業務系統，擬設計達到應用級別的容災，而郵件系統、質量系統、和其它系統擬建設達到數據級容災的要求。
4.2建設方案
考慮到更好的通用性以及可管理性，決定主要以基于存儲數據復制技術方案為基礎進行規劃，以應用級容災和數據級容災相結合的方式進行一期的容災建設。
所采用的容災技術包括：
(1)EMC存儲復制技術。
( 2 ) Networker備份技術。
( 3 ) SureSave虛擬磁帶庫復制技術。
( 4 ) Acronis Backup And Recovery裸機備份及恢復技術。
此外在本地高可用性解決方案采用了：
(1)IBM AIX小型機集群技術。
(2 ) VMWARE虛擬機集群技術。
實際建設方案如圖7所示。
圖7 某單位建設方案
方案說明：
(1)關鍵業務系統運行平臺為小型機集群和虛擬機集群，通過光纖交換機連接至后臺的EMCCX480存儲和VNX5500存儲，同時在容災中心也有一套存儲設備與之構成鏡像復制的關系，采用的策略為同步復制策略。同時配備備用服務器，構成完整的應用級容災的基礎環境。
(2)其它業務系統主要通過Networker備份技術備份至虛擬磁帶庫，同時在容災中心也有一套虛擬磁帶庫與之構成復制關系，保證了數據級別的容災需求。
(3)此外，為了縮短RTO，還實施了Acronis公司的Backup And Recovery裸機備份系統，為業務系統的服務器提供操作系統級別的保護，可以在短時間內重建系統環境。
5.結束語
事實證明，各類災難的到來通常是突發性、偶然性的，但只要能夠進行行之有效的災難恢復工作，就可以將損失降到最小。
本文僅從技術架構方面對信息系統的容災進行了探討。但是，容災系統(中心)的建設是一個系統性工程，涉及到大量的資源投人和建設維護。需要大量人力、物力、財力的投人。
只有深人廣泛地了解和掌握容災技術和最新發展，同時吸取國內外同行在這方面的成功經驗，才能設計出科學、適配的容災解決整體方案，為企業數據安全性帶來真正的保障。
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本文標題：企業信息系統容災技術架構分析與應用
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