[摘 要]介紹了數據備份策略與容災技術，闡述容災系統的指標以及容災等級。并通過基于異步復制機制實施了本地信息化系統的遠程容災中心，實現了信息系統的高可用性。測試結果驗證該方案具有可靠地的備份性能和數據有效性。

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　　引言

　　隨著運營商企業信息化進程的不斷深化，管理信息系統已經成為支撐企業業務運行的重要平臺，同時業務的發展也對管理信息系統的業務支撐能力和可靠運行的要求越來越高。陜西移動基礎設施的集中建設在實現業務快速響應和控制運營成本的同時，也帶來故障點集中的風險問題，如自然災害、電網停電等不可控風險。因此，適時、合理的規劃和開展異地容災建設，成為確保信息化系統高可用的重要手段。

　　1.備份及容災

　　1.1 備份

　　常用的備份策略有3種：全量備份、增量備份和差量備份[1]。差分備份在備份的代價和效率對于前兩種備份策略進行折衷，在上一次全量備份的基礎上，對所指定的數據集在上次全量備份后發生了改變的數據進行備份，備份的數據量通常大于增量備份量，但小于數據總量。

　　1.2 容災

　　容災主要是指在計算機系統因軟件或硬件故障時，仍然能夠保證系統工作的能力。容災涉及到的內容比較廣泛，對容災的分類也可從不同層面上進行。通常情況下，可從容災抵御災難的程度和容災功能的有效范圍兩個角度對容災進行分類[2]。容災系統根據具體的抵御災難的能力，可分為數據容災和應用容災兩類。

　　第一、數據容災。它主要側重于對數據的保護，通常需要在異地建立數據系統實現，該系統一般是本地生產系統關鍵數據的實時復制，即指將本地系統的關鍵數據進行備份保存，不涉及具體應用業務。

　　第二、應用服務容災。它是更高級別的容災，建立能夠完全實現本地應用功能的遠程應用系統。災難發生前，該遠程系統與本地進行數據同步，一旦發生災難，遠程系統會接管本地系統業務，繼續提供服務，保證業務的連續性。

　　從本質上來講，二者是密不可分的。數據容災是應用容災的基礎，沒有數據的一致性，就不可能有應用的連續性。應用容災又是數據容災的延伸，不但保證災難發生時數據不丟失，還保證了業務的連續性。

　　2.容災能力指標

　　2.1 RPO與RTO

　　容災系統優劣的判斷通常用災難后的數據丟失量和災難后系統的恢復時間來衡量。公認的有兩個技術指標：RPO和RTO[4]。

　　RPO是指當災難發生的時刻到本地業務系統與容災備份中心最近一次同步數據時刻的時間間隔，是以時間為單位以數據為出發點，說明了容災系統所能容忍的數據丟失量。RTO是指災難發生時刻與業務或容災系統徹底恢復業務正常運行的時刻之間的時間間隔，用來衡量業務服務的影響程度。

　　RPO針對的是數據丟失，RTO針對的是服務丟失，RPO與RTO越小，系統的可用性就越高， 但二者沒有必然的關聯。RPO和RTO的合理制定，需要以風險分析和業務影響分析為前提，同時結合實際業務需求來完成。

　　2.2 容災能力級別

　　根據數據中心對災難恢復RPO與RTO要求的不同，按照國際標準， 數據中心的災難恢復水平可以劃分為如下所示的七個等級[5](表1)。

　　顯然， 各等級標準在技術方案、災備響應時間、投資管理的復雜性等方面有較大差別。在實際工程中需要根據備份恢復數據量、生產和災備中心的距離、災難時的恢復時效等進行方案規劃。

　　3.同城與異地災備

　　3.1 同城與異地災備方式

　　從容災功能的有效范圍來分可以分為同城災備和異地災備。同城災備方案是在同城或相近區域內建立兩個數據中心，一個為生產中心，負責日常生產運行; 另一個為災難備份中心，負責在災難發生后的計算機系統運行。該方案生產與災備中心的距離較近，容易實現數據的同步鏡像，保證高效的數據完整性。同城災難備份方案一般用于供電故障、計算機系統以及人為操作等引起的災難。

　　異地災備一般是在兩個較遠的(100公里以上)的城市分別建立生產中心和災備中心，實現遠距離的災難備份。異地災備能夠防范地震、水災等不可抗風險。

　　同城災備和異地災備各有所長。為達到最理想的防災效果，在保證計算機系統性能的前提下，可考慮采用同城和異地各建立一個災備中心的解決方案。

　　3.2 數據復制技術

　　在災難備份系統的建立中，數據復制是其技術的核心。數據復制技術主要是將生產中心的生產數據復制成災難備份數據，災難備份數據與生產數據應保持一致。目前，數據復制的主要方式有同步數據復制和異步數據復制兩種[3][6]：

　　3.2.1 同步數據復制

　　同步數據復制方式是在主機向本地磁盤寫數據的同時，將數據傳到備份中心的磁盤，在確認遠程備份系統的數據同步更新后，完成寫數據的操作。同步數據方式的數據實時性強，災難發生時備份數據能夠與生產數據保持一致，幾乎沒有數據丟失。其缺點是由于數據更新操作時間長，影響應用的性能[7]。同時，由于數據在兩個站點之間傳輸，使得I/O時間受到兩個站點之間距離的影響，距離很難突破60公里。由于傳輸技術的限制，該方式對生產中心和備份中心之間的距離和通信質量有嚴格要求，一般適用于近距離的同城備份。

　　3.2.2 異步數據復制

　　異步數據復制方式的主要原理是在主機系統向本地寫磁盤數據后，將本地生產數據以后臺的方式復制到異地。異步數據方式對數據的更新操作不必等本地卷和備份卷的數據都更新完畢后才算是更新完成，因此減少了更新操作的時間，同時對主機性能的影響較小。但是，由于不同步，會出現數據的丟失。企業選擇復制模式應該結合自身的容災目標和實際情況來考慮。 　　4.異地容災系統方案實現

　　4.1 方案概述

　　為了保證數據復制架構的通用性和標準化，在綜合兼顧成本和效率的基礎上，陜西移動管理信息系統實施建立了異地災備中心，規劃并建成了陜西公司與集團公司統一的數據復制平臺，同時進行了災備系統卷管理的標準化工作。

　　4.2 邏輯卷改造

　　災備中心項目的建設采用了基于主機卷復制的解決方案。VxVM首先對AIX操作系統進行改造，在物理磁盤的基礎上產生一個由可變塊大小組成的條帶化的抽象層VM，把多個物理磁盤組成一個卷組(DG)，再從DG中劃分邏輯卷。邏輯卷提供與傳統物理磁盤提供的類似功能，在卷之上創建文件系統，改造后的結構圖如圖1所示。由于VxVM是通過底層卷組操作，具有比操作系統以及文件系統層面更高的讀寫性能，同時由于邏輯卷可以在不停機的情況下進行動態調整，提高系統的可用性。

　　4.3 基于異步復制的容災實現

　　容災備份的機制是同時打開省公司的生產卷和災備中心對應的備份卷，當陜西本地應用系統有I/O操作或是數據塊變化時，將此I/O或數據塊的變化以實時異步的方式在災備中心對應的備份卷上發起請求，從而實現在不影響本地系統性能的基礎上兩邊數據的異步復制。

　　在災難恢復方面，接管平臺實現廣域網的集群管理，實現控制臺管理集群系統，并實時監測每個網元的運行狀況。當本地發生無法恢復的嚴重故障或災難而導致的業務中斷，接管平臺監測到本地應用退服，可根據策略自動或手工快速地從遠端接管平臺進行業務的接管，恢復正常應用。異地容災結構圖如圖2所示。

　　4.2 應用效果

　　根據管理信息系統核心應用OA以及ERP的數據級容災備份以及應用系統接管的要求，對高可用性指標進行持續的監控與運維，改進包括規劃執行等環節的管理體系。從建成后的應用驗證結果，災備系統實現了管理信息系統四到五級的系統容災能力，提高管理信息系統整體安全性，滿足內控和外部監管的需要，保證業務的連續運行能力。

　　5.結束語

　　隨著業務的發展和技術的變革，信息系統的邏輯架構和功能、數據和配置信息處于不斷地變化中，必須建立持續的監控、改進流程和規范的管理方法，才能保持并持續改進系統的高可用水平。

　　信息系統的容災系統建設是一個長期、全面、持續完善的工作，企業應結合組織的整體規劃目標，依靠可靠的技術手段和完善的管理體系。通過制定、實施和不斷改進信息系統高可用性建設計劃，提升信息系統服務質量，確保業務的持續運行。