省农信统一备份平台建设方案_Symantec_基于NBU5220一体机.doc
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1、XX农信统一备份平台建设方案赛门铁克软件(北京)有限公司目录一. 综述21.1 项目背景21.2 备份系统需求分析31.3 备份系统建设目标41.4 备份系统建设原则5二. 技术方案72.1 方案概述72.2 备份系统总体架构和说明72.2.1 统一备份平台的架构分析和实现92.2.2 Netbackup 5220备份一体机122.2.3 备份平台高可用性讨论122.3 未来生产中心与容灾中心数据传递132.4 数据备份方式142.4.1 备份方法选择原则142.4.2 普通文件备份152.4.3 数据库在线备份152.4.4 海量数据库备份152.4.5 海量小文件备份162.4.6 操作系
2、统保护162.4.7 虚拟化环境保护172.5 备份系统灾难恢复182.5.1 NBU Master Server182.5.2 NBU 5220182.5.3 应用主机192.6 备份系统监控和报表192.7 部署方式和配置要求192.7.1 生产中心192.7.2 容灾中心20三. 其他关键技术和功能213.1集中管理与监控213.2备份架构三层模型223.3直接磁盘备份及重复数据删除233.4NBU 5220一体化设备243.5SAN-Client技术253.6数据生命周期管理263.7集成备份数据远程复制能力26一. 综述1.1 项目背景XX农信现有业务基础数据: 截止2013年3月共
3、接入XX家县级行社,约XX个网点 存款规模突破XX亿,贷款规模约XX亿,排名XX金融市场第一 账户数量XX亿户,其中:活期账户约XX万户,定期存款账XX万户,贷款账户279万户 核心业务数据3T,历史数据10T。随着XX农信业务的不断拓展,对IT系统也提出了更高的要求。目前,XX农信正在进行核心业务系统的升级改造工作,其中也包括对备份系统的升级改造工作。通过建设新的集中备份平台,满足目前业务系统需要并兼顾考虑未来业务发展,通过统一规划、分步实施,实现业务数据的集中存储备份,保证业务数据管理的高效及安全,以及达到数据保护管理整体费用的最优化。1.2 备份系统需求分析如下表所示,是XX农信新一代I
4、T系统建设一期工程涉及的系统和主要硬件情况,包括有50余台UNIX小机,130余台PC服务器,涉及的数据类型包括有数据库、应用数据、操作系统和虚拟机环境,规划的总数据量约80TB。(此处设备清单省略)1.3 备份系统建设目标XX农信统一备份平台的建设将按照如下目标来设计:建立统一的集中备份架构:集中备份系统作为基础设施的一部分,建立统一标准的集中备份平台,使用集中统一的备份管理软件,实现数据保护的集中管理。同时结合备份技术的发展,采用先进的备份架构和备份技术,提高数据备份效率;建立统一的数据备份策略:根据应用系统的备份级别和备份数据对象的分类,制定数据备份策略的统一标准,采用统一的备份策略,实
5、现全面统一的数据保护范围,对数据和主机均采取有效的保护机制,减少备份对业务系统的影响;实现数据备份的完整性和全面性:基于数据备份总体策略,详细设计各个应用系统备份策略,实现应用系统在统一的数据备份架构平台上部署统一的数据保护策略,以达到建立完善的数据保护架构和数据保护策略的目的,实现数据备份的完整性和全面性。当XX农信统一备份平台建设完成后,将建立起与生产系统相对独立的备份系统平台,为各业务子系统的提供统一管理的备份和恢复服务,根据业务系统具体需求提供不同级别的备份性能,实现集中的重复数据删除、分层存放、远程容灾等能力,以及集中的数据演练等功能需求。1.4 备份系统建设原则XX农信统一备份平台
6、的建设将遵循以下原则:备份恢复性能n 可以采用D2D2T方式,提高备份和恢复的性能和效率,减少备份,恢复窗口。n 可以采用专用的备份SAN网络,避免业务系统和备份环境的互相干扰。n 采用重复数据删除技术,降低备份空间的需求。 n 采用直接磁盘去重技术,实现多数据流的并行备份,提升备份恢复效率。高可靠性:n 支持备份介质的冗余配置,防止介质失效造成的备份数据丢失。n 提供完善的索引保存恢复机制,确保备份系统的故障不会影响备份数据的安全。n 支持备份服务器、介质服务器和备份客户端的集群配置和自动切换功能,确保备份的成功率。n 能够提供介质服务器的负载均衡功能,确保备份数据链路的可靠性。易于实现备份
7、数据的远程复制,容灾n 通过IP网络,可以简便地实现备份数据自动复制至远端的备份域中。n 备份数据复制的同时,备份系统的Catalog日志也可以自动实现同步。n 方便地实现一对一,多对一或者一对多的数据复制方式。n 数据在复制期间采用重复数据删除能力,降低了复制带宽的需求。易管理与易维护n 直观有效的GUI集中管理界面,提供中文化的管理界面,方便备份系统的管理和维护。n 提供完善简单的策略配置管理,方便用户制定备份计划。n 能够提供丰富的报表,监控和分析备份系统和相关的存储资源。n 支持远程维护和管理。二. 技术方案2.1 方案概述对于XX农信统一备份系统平台的需求,结合我们众多成功案例经验,
8、建议采用赛门铁克的Netbackup(简称NBU)相关产品来实现本统一备份平台的具体建设。本技术方案的要点包括: 基于Netbackup的SAN-Client技术来实现与生产系统相对独立的备份系统架构,实现可扩展的统一备份平台,为生产系统提供统一的灵活的备份恢复服务。 混合采用LAN备份,LAN-Free备份和Server-Free备份方式,满足不同业务系统的备份需求。 采用D2D2T的备份方式。采用普通磁盘作为一级备份设备,结合Netbackup内置的重复数据删除功能,充分发挥磁盘设备的性能和特性,实现高效可靠的备份,减低存储成本;采用物理磁带库作为二级备份设备,实现备份数据的分层存储和长期
9、保存。 采用Netbackup5220一体化备份设备,通过优化的软硬件一体化设备提高备份效率,简化部署、管理和服务,降低总体成本。 实现对各种类型数据(数据库、文件系统、操作系统、虚拟化平台)的集中统一备份支持和管理。 未来可无缝的扩展到数据级容灾,实现备份数据的异地保存和恢复。2.2 备份系统总体架构和说明如下图所示,是本技术方案对XX农信统一备份平台的总体架构建议:注:架构图中最右边是对未来扩展到数据级容灾的规划,不包含在本次项目的建设中;本次项目建设只涉及左边生产中心部分1) 所有与提供备份服务相关的设备组合成一个与生产系统独立的备份系统,其中涉及的角色和设备包括有:a) NBU 主服务
10、器(Master Server):负责管理整个NBU备份环境,包括备份、存档和还原。主服务器负责备份作业的配置、调度和设备选择。通常,主服务器还包含 NBU目录库,其中记录着有关NBU 备份和配置的信息。在本方案中,采用两台服务器将NBU主服务器部署为HA环境,以提高备份系统的可靠性。b) NBU介质服务器(Media Server):负责管理备份系统中的存储设备,包括备份用的磁盘、VTL或磁带设备。介质服务器在主服务器的统一调度管理下,通过LAN或SAN从NBU客户端接收数据并写入备份设备中;或者将备份数据从一个备份设备拷贝/移动到另一个备份设备中。在本方案中,采用多台NBU5220备份一体
11、机来承担介质服务区的角色。通过多台介质服务器,可实现备份作业的负载均衡和故障切换功能,提高备份系统的性能、效率和可靠性。c) 备份存储设备:挂载在NBU介质服务器上用来存储备份数据的设备,可以是磁盘、VTL或物理磁带库。在本方案中,备份存储设备包括两部分:每台NBU5220备份一体机中内置的磁盘存储池和外接的物理带库。2) 每一个需要备份的生产业务系统主机都是NBU的客户端,在其上需要安装NBU的客户端软件。生产系统主机不需要连接到备份设备,只需要能够访问NBU介质服务器。备份时,业务主机上的NBU客户端软件从应用层(数据库、文件系统、OS)获得数据后,将数据传送给NBU介质服务器写入备份存储
12、设备完成备份。按照业务系统的重要程度和数据量可以混合采用三种备份模式:LAN备份、LAN-Free备份,以及Server-Free备份。其中,采用LAN备份的系统只需通过LAN网络与备份系统想连接;采用LAN-Free备份的系统需通过SAN网络与备份介质服务器相连。a) 一类系统都采用LAN-Free备份,部分数据量特别大的可考虑Server-Free备份b) 二类系统中部分数据量较大的采用LAN-Free备份,其余采用LAN备份c) 三类系统都采用LAN备份3) 备份数据流向:采用D2D2T的备份方式,正常情况下,多台NBU5220的内置磁盘存储组成一个大的磁盘存储池,物理磁带库作为另一个磁
13、带存储池,数据先备份到磁盘存储池,然后在复制到磁带存储池。可以根据备份作业和存储池为每一份备份数据设定不同的保存周期,并且NBU会自动管理该过程。4) 备份系统向容灾中心的扩展:未来,只需要在容灾中心也部署一套备份系统平台(包含NBU主服务器、介质服务器、磁盘存储池及物理带库),并在生产中心和容灾中心建立网络连接,即可无缝的实现从本地数据备份到数据异地保存,实现数据级容灾。2.2.1 统一备份平台的架构分析和实现在大型的数据中心中,最关键的数据通常是一些核心的数据库系统。这些系统往往数据量较大,同时对备份的性能、可靠性要求也更高。通常,我们需要对这些核心系统采用LAN-Free备份的方式来满足
14、其需求,对这些系统的备份也是整个备份系统中最为核心的部分。而在具体的LAN-Free技术实现上,也影响着整个备份系统的架构。目前来看,主要有两种技术实现: 基于共享设备模式的技术实现 基于SAN-Client模式的技术实现在本方案中,我们建议采用SAN-Client模式的技术实现,将备份系统实现为一个独立提供备份服务的统一平台。原因如下:2.2.1.1 传统备份架构:共享设备模式共享设备模式是一种较为传统的技术实现模式,其架构如下图所示:所有需要进行LAN-Free备份的业务主机与为LAN备份提供服务的备份服务器都需要连接到备份设备上(虚拟带库或物理带库),备份设备在这些服务器间共享。进行LA
15、N-Free备份的主机上需要安装备份软件的介质管理层来自己驱动备份设备,在备份时,通过与其他服务器的协调后获得设备控制权,然后自己将备份数据写入备份设备,自己管理备份数据。作为一种早期的LAN-Free备份技术,共享设备模式解决了LAN-Free的实现问题,但是随着数据中心规模的扩大和需求的提高,逐渐显现出诸多问题。首先,在这样模式下,备份系统只起到一个集中管理调度的作用,而不是作为一个平台来提供备份服务。生产系统与备份设备处于一种紧耦合的模式,备份设备控制分散到所有LAN-Free备份的生产服务器上,备份设备的变更或者备份策略的调整,都常常要求在生产系统上做相应的变更,不仅管理十分复杂,而且
16、存在停机风险。此外,由于在生产服务器上需要安装备份软件的介质管理层,对主机的资源占用较高,安装配置升级维护都比较复杂;备份设备在过多的服务器间共享会造成性能下降,扩展性受到限制;能够使用的备份设备也受到限制,只能使用虚拟带库或物理带库,无法使用普通磁盘,也就无法充分发挥出备份软件基于磁盘的一些功能优势;在性能和可靠性上,受限与主机与备份设备的直接绑定,也存在负载均衡和故障切换的问题。2.2.1.2 统一备份平台架构:SAN-Client模式作为对传统的共享设备模式的改进,SAN-Client模式下的备份系统架构如下图所示:SAN-Client技术的核心在于实现了备份客户端到备份介质服务器的SA
17、N传输功能。因此,在SAN-Client技术的架构下,得以将介质服务器完全的独立出来,备份环境扩展成为三层结构,其中备份管理服务器、备份介质服务器以及备份设备共同组成一个相对独立的备份平台层,为业务层提供数据备份和恢复服务:n 业务层只需要将数据发送给备份层(具体是介质服务器)n 备份层来完全管理备份数据,并且可以根据需要随时灵活调整在这样一个架构下,无论是LAN备份还是LAN-Free备份的主机上都只需要安装备份软件的客户端,其中LAN-Free备份主机需要通过SAN网络与介质服务器划分在同一个SAN ZONE中。备份时,业务主机只需要通过LAN/SAN网络将数据发送给介质服务器,然后由介质
18、服务器管理备份数据在备份平台中的存储、复制及迁移。这样的统一备份平台的好处在于: LAN-Free备份的业务主机在架构上不再承载介质服务器角色,无需对备份介质进行管理。仅作为SAN客户端存在,安装配置管理都简单许多。 由少量的专用介质服务器管理备份设备,通过介质服务器为业务主机提供IO通路。备份设备与业务主机物理隔离,备份设备的变更和备份策略的对业务主机完全透明,不再影响业务主机。 业务主机与介质服务器之间是一个松耦合关系,备份时可动态的选择介质服务器。这样,可以在介质服务器层面实现自动的备份复制均衡和故障切换,提高备份性能和可靠性。 只需部署少量的介质服务器,系统的可扩展性大大提高,同时管理
19、维护也更加简单 支持更多类型的备份设备,包括磁盘、虚拟带库和物理磁带库。能够充分的发挥出备份软件基于磁盘备份的功能和性能优势。2.2.2 Netbackup 5220备份一体机如2.2.1.2所述,在独立的备份层中,依然需要独立的备份服务器、备份存储设备以及相关的软硬件。传统的备份系统建设中,需要客户自行去采购这些软硬件,并进行集成和之后的维护,无论是采购、部署和维护都比较复杂。Symantec Netbackup 5220系列备份一体机将备份服务器和备份磁盘设备集成,并针对NBU进行调优和预配置,从而大大缩减备份系统部署周期及运维复杂性,提高备份系统的性能。NetBackup 5220设备简
20、化了Netbackup备份和恢复解决方案以及重复数据删除解决方案的部署,最适用于寻求即刻可用的解决方案以满足其快速发展的 IT 环境要求的客户。通过该硬件设备,可以为数据中心、远程办公室和虚拟环境提供存储经优化的高效数据保护。NetBackup5200 系列硬件设备基于 NetBackup最新版本软件,可对现有的 NetBackup 环境进行轻松扩展,同时可通过内置的重复数据删除选项提高备份效率,减少整体备份存储占用量。2.2.3 备份平台高可用性讨论1) NBU主服务器(Master Server)NBU主服务器是每个NBU备份系统的唯一管理者,如果主服务器发生故障,整个备份系统也将不可用。
21、因此,本方案建议在生产中心将NBU 主服务器安装在由2台主机组成的HA集群上,当主机故障发生的时候,NBU的主服务器程序会在这两台主机间进行自动切换,以防单台主机故障造成备份系统的不可用。2) NBU介质服务器和备份存储池NBU介质服务器承担着备份数据的IO路径,如果介质服务器故障,经由该介质服务器的备份作业将失败。备份存储池承担的备份数据的实际存储,如果备份设备损坏,备份到该设备的备份作业也将失败。因此,本方案针对介质服务器和备份存储池部分也进行了充分的可靠性设计,力图提供最高程度的备份系统可用性:在本方案,一共包含多台介质服务器(多台NBU5220,以及主服务器必要时也可以承担介质服务器功
22、能)和多个备份设备(NBU5220中的磁盘池,以及物理带库),形成了多条IO路径。利用NBU提供的介质服务器负载均衡故障切换功能以及存储单元组功能,可以自动的实现如下的高可用性: 正常情况下,生产中心某套业务系统的数据都会通过LAN或者SAN 备份到某台NBU5220上的磁盘池,然后通过NBU5220再复制到带库上; 当某台NBU5220故障时(整机故障、磁盘池满),所有备份作业都通过另一台完好的NBU5220进行备份,然后通过该NBU5220再复制到带库上; 即使所有NBU5220都发生故障,备份作业还可以通过主服务器直接备份到物理磁带库中,保证备份作业的完成。 NBU5220自身的各个物理
23、部件都是冗余的,系统盘采用RAID 1,数据卷采用RAID 6。由NBU5220自身故障而造成数据丢失的概率非常低。2.3 未来生产中心与容灾中心数据传递生产中心到容灾中心的数据传递有几种方式:1) 数据通过TCP/IP传递通过生产中心与容灾中心之间通过NBU的AIR(Auto Image Replication)功能进行数据传递。因为该功能传递的是两个中心中磁盘存储池的差异数据,所以传输速度快、对网络的压力要小。备份数据传递到容灾端磁盘存储池后,再复制到磁带进行数据出库、离线保存的动作。NBU的数据复制是以作业为单位进行的,因此,可根据具体业务的需求进行分类,只有需要进行远程离线保存的数据才
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