數據是信息系統各種應用的基礎和紐帶，海量數據的安全存儲和操作的高效快捷已經成為了大中型信息系統對數據管理的普遍要求。
在信息系統的建設過程中多數單位已經存在一定的數據存儲和備份系統，由于缺乏系統整合和技術創新，隨著信息化工作的深入和IT服務需求的不斷增加，在實際的工作過程中若干問題逐漸開始浮現，影響了信息系統對企事業單位業務工作的支持和促進作用，存在的問題主要涉及幾個方面。
（1）數據管理相互隔絕，信息系統的應用存在多個服務器和存儲設備，數據存儲各自獨立，不能集中管理。
（2）數據存儲空間不足，為了應對數據膨脹和應用程序對存儲空間的要求，不斷購買服務器和硬盤來增加空間，沒有長期和根本的數據存儲解決方案。
（3）數據備份手段單一，沒有專業的備份系統，備份數據通過局域網共享文件方式進行，占用大量網絡資源，并且人工操作環節過多，費時費力效率低下。
（4）數據安全級別較低，黑客入侵、病毒感染、密碼泄露等安全問題時有發生，數據存儲和物理實體完全對應，服務器和存儲設備出現故障時缺乏安全的故障切換應急機制。
為了解決上述問題，本文設計了基于存儲區域網絡的海量數據災備系統，充分利用先進的信息技術和應用架構為海量數據管理提供切實可行的解決方案。
1.系統設計
1.1 系統功能分析
基于存儲區域網絡的海量數據災備系統在功能上要實現遠程鏡像、數據同步、故障切換等功能，即在不同的地理位置上部署近端本地系統和遠端備份系統，兩者通過光纖存儲網絡和計算機IP網絡為單位提供數據通信、應用切換和負載均衡等企業級IT信息服務。
備份系統對本地系統進行數據一致性監聽，當本地系統數據發生變化時，與備份系統進行數據同步備份；當本地系統應用服務出現故障或者服務器宕機時，備份系統根據“心跳線”監聽發現之后將本地系統的相關服務接管到備份系統上直至本地系統正常工作后再將服務移植給本地系統。
1.2 系統框架設計
存儲區域網絡從系統框架上可以分為兩種，一種基于光纖通道的存儲網絡SAN，另一種基于TCP/IP協議的存儲網絡IP_SAN。SAN框架的災備系統出現較早，技術相對成熟，數據傳輸效率高，建設成本投入較大。
IP_SAN框架是近年來在高速千兆以太網迅速發展和普及的背景下產生的，系統搭建簡單，建設成本較低，由于可以在現有的計算機網絡中進行部署，在開放性、擴展性、安全性和兼容性等方面具有優勢，得到了眾多存儲設備廠家的支持和推廣，已經成為了當前海量數據災備系統設計方案的主流。由于服務器設備更新換代速度較慢而且資產相對昂貴，所以原有的光纖存儲系統SAN得以保留和利用，與當前的IP_SAN混合使用。
2.關鍵技術
2.1 光纖通道存儲訪問技術
基于光纖通道的存儲區域網絡在組成上由應用服務器、備份服務器、光纖通道卡、光纖存儲交換機和帶光纖接口的磁盤陣列柜等組成，是傳統意義上的SAN網絡。對于基于光纖通道訪問存儲設備，首先要進行正確的設備連接，即構成一個全光纖接口和光纖線路的光通道存儲網絡；其次要對光纖通道卡和光纖接口的磁盤陣列柜安裝相應設備驅動程序進行設備初始化，保證各個設備被操作正確識別和運行；再次要安裝存儲管理軟件根據信息系統實際需要對存儲設備進行虛擬化和邏輯卷劃分，即將物理上分散的磁盤在邏輯上作為一個整體數據存儲空間；最后要進行災備系統設置，設置應用系統關鍵數據的備份方式和恢復策略。
2.2 IP網絡存儲訪問技術
相對于傳統SAN技術的復雜性而言，基于IP網絡訪問存儲設備相對簡單，其操作風格和符合常規的網絡應用系統使用習慣。IP_SAN網絡訪問主要有三種標準協議，分別是iSCSI（SCSI over TCP/IP）、iFCP（Internet FC）和FCIP（FC over IP），這些協議分別應對純TCP/IP網絡環境和含有光纖傳輸協議的混合網絡環境。
iSCSI是以太網上進行高速數據傳輸的標準協議，得到了多數存儲設備廠家的支持和推廣，可以在TCP/IP網絡中傳輸SCSI協議定義的命令和數據，iSCSI使得存儲區域網絡在架構上不再依賴光纖通道。基于IP網絡訪問存儲設備的工作流程和基于光纖通道訪問存儲設備的流程相似，需要設備連接、驅動安裝、存儲劃分和災備系統參數設置和方案實施等步驟。在計算機網絡中應用iSCSI協議搭建海量數據災備系統有多種技術實現方式。
（1）以太網網卡驅動方式不需要iSCSI卡。
（2）iSCSI協議和iSCSI卡驅動方式需要iSCSI卡。
（3）SCSI協議和iSCSI控制器驅動方式需要iSCSI控制器。
這三種技術選擇依據主要取決于IP_SAN磁盤存儲陣列柜的型號和接口類型，為了實現高速IP_SAN并且發揮出iSCSI協議的優勢，可以應用iSCSI卡來實現災備系統搭建。
2.3 數據容災備份技術
容災備份系統也稱為災難恢復系統，其作用是在服務器遭受自然災害或者其它不可抗拒因素導致的設備損壞或者意外時能夠快速的對系統進行恢復，保證服務器持續不斷的提供應用服務。數據容災備份技術實現的前提是在異地建立一個數據備份系統，該備份系統通過自動或者被動的監控方式獲得活動服務器的運行狀態信息，在災難出現時迅速接管服務，數據災備系統的評價包括恢復點對象RPO（Recovery Point Object）的數量和恢復時間對象RTO（Recovery Time Object）的長短。
數據容災備份的方法主要有雙機熱備份、磁盤陣列冗余、遠程存儲快照鏡像等。在容災等級上，可以根據單位信息系統關鍵業務數據實際需要選擇數據級災備或者應用級災備，前者保證數據不丟失，后者確保應用不中斷。
此外容災備份還可以通過離線或者在線方式進行，分為管理員手工備份、系統自動備份、LAN備份、LAN-Free備份和Server-Free備份等，不同的解決方案有不同的容災備份技術，在性能表現、操作步驟、系統兼容和擴容升級等方面各有不同，在數據容災備份略上可以根據實際應用情況選擇。
2.4 海量數據管理技術
大中型企事業單位信息系統的關鍵業務應用說產生和參與系統服務的數據往往是TB甚至更高級別的容量，對這些海量數據進行有效管理可以減輕服務器運行壓力并提高系統服務的可靠性。存儲區域網絡中各種應用所產生的數據在數量級上達到了海量級別，在存儲機制上采取了邏輯統一、物理分散的策略，即對存儲數據進行統一調度，對存儲介質進行統一管理，將海量數據分塊存儲在信息系統存儲列表對應的存儲介質中。
對于海量數據管理而言，需要采用集群或者分布式應用系統實施負載均衡和高性能計算，提高對海量數據分析和處理的效率。就技術角度而言，需要對單位海量數據災備系統進行管理配置，通過網絡分組設置管理節點、存儲節點和應用節點，根據實際數據傳輸和存儲需要由管理節點按照優化的任務調度策略對數據處理進行分配和平衡，采用多線程或者并行計算來提高效率縮短服務準備就緒時間。
3.結束語
社會發展對信息系統提出了更多的應用需求，這些應用需求又促進了信息技術的不斷進步。存儲區域網絡為大中型信息系統數據存儲和容災備份提供了行之有效的解決方案，存儲區域網絡自身也在技術應用和架構部署等方面不斷朝著低成本、高性能、易擴展和小型化變化。數據是企業IT服務的基礎和關鍵，建立快速有效的數據災備系統可以為企事業單位關鍵信息服務業務提供安全和性能保障。
當前企事業信息系統中存儲的數據已經逐漸步入海量級別，基于存儲區域網絡的海量數據災備系統在實際運行過程中已經表現出了優秀的性能和關鍵的作用，具有廣泛的應用前景和巨大的存儲潛力，企事業信息中心和IT運維部門應該對其加以重視，使其為本單位的信息系統服務發揮出更大的價值。
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