基于存儲虛擬化數(shù)據(jù)復(fù)制及恢復(fù)實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)技術(shù)在吐哈油田的應(yīng)用

1 吐哈油田信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲現(xiàn)狀及異地容災(zāi)需求分析

    隨著吐哈油田公司的發(fā)展以及信息化持續(xù)建設(shè)，吐哈油田公司的核心業(yè)務(wù)越來越依賴于信息系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)成為公司最為重要的資產(chǎn)，數(shù)據(jù)大小目前已達(dá)到80TB海量數(shù)據(jù)。信息系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)分為兩部分：一部分位于哈密勘探開發(fā)研究院機(jī)房，存放公司勘探、開發(fā)專業(yè)類數(shù)據(jù)及應(yīng)用；另一部分位于哈密信息產(chǎn)業(yè)處機(jī)房，存放公司各類綜合管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)及應(yīng)用�，F(xiàn)有信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲存在以下缺點(diǎn)：一是每套存儲設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立管理。一旦數(shù)據(jù)上線運(yùn)行后，存儲設(shè)備磁盤空間無法實(shí)現(xiàn)靈活的動態(tài)管理，形成存儲孤島，調(diào)配困難，管理難度大。二是核心數(shù)據(jù)都只實(shí)現(xiàn)了本地?cái)?shù)據(jù)的備份，備份數(shù)據(jù)與現(xiàn)有系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存放在同一機(jī)房內(nèi)，一旦發(fā)生不可預(yù)測的災(zāi)難（如地震、火災(zāi)、洪水）或者人為災(zāi)難時(shí)，將造成數(shù)據(jù)丟失。因此，為了保障公司數(shù)據(jù)安全，優(yōu)化信息資源利用率，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，吐哈油田公司迫切需要現(xiàn)有的異構(gòu)存儲環(huán)境進(jìn)行存儲整合，使新的存儲設(shè)備和原有的存儲設(shè)備形成一個(gè)統(tǒng)一完整的存儲池，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的集中訪問、數(shù)據(jù)資源的集中存儲和處理、存儲設(shè)備的集中管理和維護(hù)。在此基礎(chǔ)之上，建設(shè)統(tǒng)一的異地容災(zāi)架構(gòu)，以滿足長期的數(shù)據(jù)存儲需求。

    在容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)中，需要考慮的因素很多，如：備份恢復(fù)數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)量大小，異地之間距離，異地?cái)?shù)據(jù)傳輸方式，災(zāi)難發(fā)生后所要求的恢復(fù)速度，資金的投入以及異地容災(zāi)中心的管理等。因此容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)需要同吐哈油田業(yè)務(wù)所要求的RTO（能夠容忍停機(jī)時(shí)間是多少）、RPO（能夠容災(zāi)丟多少數(shù)據(jù)）、NRO（網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)能力）相結(jié)合考慮。通過與信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)主管部門及運(yùn)維管理人員針對異地容災(zāi)需求進(jìn)行交流溝通得出，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)最低容災(zāi)級別需要滿足國務(wù)院《信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》中第三級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其中6套系統(tǒng)參照第五級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。需要容災(zāi)的數(shù)據(jù)量為55Tb，考慮數(shù)據(jù)遞增量，容災(zāi)中心存儲空間建設(shè)為80TB，地點(diǎn)選擇在300公里以外的鄯善網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房。

2 異地容災(zāi)建設(shè)方法選擇

    目前，異地容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)主要有以下幾種容災(zāi)方法：

    ① 基于傳統(tǒng)備份軟件+遠(yuǎn)程存儲介質(zhì)的備份及恢復(fù)；

    ② 基于傳統(tǒng)磁盤陣列的數(shù)據(jù)復(fù)制及恢復(fù)；

    ③ 基于傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)方式的數(shù)據(jù)復(fù)制及恢復(fù)；

    ④ 基于數(shù)據(jù)庫的復(fù)制及恢復(fù)；

    ⑤ 基于存儲虛擬化的數(shù)據(jù)復(fù)制及恢復(fù)。

    在選擇容災(zāi)建設(shè)方式時(shí)要充分考慮現(xiàn)狀、容災(zāi)要求以及投資，如果信息系統(tǒng)存儲設(shè)備復(fù)雜多樣、操作系統(tǒng)的復(fù)雜、對容災(zāi)級別要求較高，在資金允許的情況下，目前最好的解決辦法就是選擇基于存儲虛擬化的數(shù)據(jù)復(fù)制及恢復(fù)。目前存儲虛擬化技術(shù)得到快速發(fā)展，逐漸被用戶接受。吐哈油田數(shù)據(jù)中心異地容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)采用了該方法。

3 基于存儲虛擬化的數(shù)據(jù)復(fù)制及恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行異地容災(zāi)建設(shè)

    目前虛擬存儲主流廠家有IBM SVC、HDS USP VM、NetApp、Storeage svm，根據(jù)吐哈油田的容災(zāi)需求及現(xiàn)狀，重點(diǎn)研究對比了IBM、HDS兩種容災(zāi)方案。

    方案一：IBM SVC虛擬化災(zāi)備復(fù)制的架構(gòu)設(shè)計(jì)如下：

    虛擬化容災(zāi)方案如下：

    （1）哈密兩個(gè)核心機(jī)房以交換機(jī)新購+利舊的方式進(jìn)行SAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化整合，研究院新購2臺IBM B80 SAN交換機(jī)替換全部SAN交換機(jī)，拆除3個(gè)SAN結(jié)構(gòu)，重新構(gòu)建SAN結(jié)構(gòu)。信息產(chǎn)業(yè)處方面，利用現(xiàn)有的兩臺IBM B32交換機(jī)接入所有的服務(wù)器和存儲；

    （2）部署SVC控制器，進(jìn)行各自的SAN存儲虛擬化整合，分別把研究院和信息產(chǎn)業(yè)處的存儲設(shè)備信息孤島分別集中起來，虛擬成兩個(gè)存儲池，由虛擬控制器統(tǒng)一管理，優(yōu)化使用；

    （3）建設(shè)容災(zāi)中心存儲系統(tǒng)，存儲陣列配置一臺DS5300陣列。部署兩臺關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器，達(dá)到應(yīng)用級容災(zāi)；

    （4）購置3臺FC-IP路由器，兩地三中心的FC-IP路由設(shè)備通過一條千兆IP鏈路相連，形成鄯哈高速存儲網(wǎng)絡(luò)鏈路。啟用SVC的異步復(fù)制功能，將兩個(gè)生產(chǎn)中心數(shù)據(jù)復(fù)制到容災(zāi)中心存儲設(shè)備，實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)。

    方案二：HDS虛擬化災(zāi)備復(fù)制的架構(gòu)設(shè)計(jì)如下：

    虛擬化容災(zāi)方案如下：

    （1）在哈密研究院、信息產(chǎn)業(yè)處各布置一套HDS USP VM存儲系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有交換機(jī)將現(xiàn)有的、相互獨(dú)立的SAN存儲網(wǎng)絡(luò)連接到新的存儲系統(tǒng)，實(shí)施7套異構(gòu)磁盤陣列的虛擬化，虛擬成兩個(gè)存儲池，實(shí)現(xiàn)存儲環(huán)境的整合和統(tǒng)一。

    （2）在鄯善災(zāi)備中心布置一套HDS USP VM存儲系統(tǒng)，與哈密研究院、信息產(chǎn)業(yè)處的存儲系統(tǒng)配合完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制；布置兩臺服務(wù)器與存儲系統(tǒng)直連，購置兩臺應(yīng)用服務(wù)器兼做數(shù)據(jù)驗(yàn)證管理服務(wù)器使用。

    （3）在兩地三中心各布置一臺 FC-IP路由設(shè)備進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。每臺FC-IP路由設(shè)備的FC端口分別直接連到本地HDS USP VM存儲系統(tǒng)。兩地的FC-IP路由設(shè)備通過一條千兆IP鏈路相連，采用存儲系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制功能，實(shí)現(xiàn)哈密研究院、信息產(chǎn)業(yè)處到鄯善災(zāi)備中心數(shù)據(jù)復(fù)制容災(zāi)。

    以上兩種方案均能實(shí)現(xiàn)所有存放在存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)統(tǒng)一復(fù)制容災(zāi)。從對現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境改造程度、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性、性價(jià)比以及后期擴(kuò)充投資對比可以看出，如果生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境簡單，現(xiàn)有數(shù)據(jù)量不大及增量小的情況可以考慮IBM SVC，如果本身生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，存在超大數(shù)據(jù)塊，對系統(tǒng)性能要求高，則HDS USP VM產(chǎn)品更優(yōu)。針對吐哈油田的實(shí)際情況，方案二更適合，但鑒于項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的限制，最終選擇了方案一。

    2010年12月至2011年03月進(jìn)行了容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施，第一步對生產(chǎn)環(huán)境兩個(gè)機(jī)房的存儲設(shè)備SAN架構(gòu)整合，第二步進(jìn)行存儲設(shè)備虛擬化整合實(shí)施，第三步進(jìn)行容災(zāi)鏈路調(diào)試，數(shù)據(jù)復(fù)制，完成了55TB數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程容災(zāi)，經(jīng)過兩次系統(tǒng)演練，達(dá)到了異地容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)，目前已正式投入穩(wěn)定運(yùn)行。

4 應(yīng)用效果

    在虛擬化整合存儲設(shè)備后，油田數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了基于存儲設(shè)備級異步復(fù)制方式容災(zāi)到鄯善，建立了統(tǒng)一的鄯善←→哈密信息數(shù)據(jù)異地容災(zāi)架構(gòu)，吐哈油田重要信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)均得到異地存儲備份。在災(zāi)難發(fā)生后，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用容災(zāi)的系統(tǒng)直接即可啟用災(zāi)備中心應(yīng)用，只實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)容災(zāi)的系統(tǒng)，需重新搭好應(yīng)用服務(wù)器，然后將容災(zāi)中心的生產(chǎn)數(shù)據(jù)快速恢復(fù)到應(yīng)用系統(tǒng)中，即可恢復(fù)信息系統(tǒng)應(yīng)用。這樣能夠確保做好信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的快速恢復(fù)工作，油田數(shù)據(jù)資產(chǎn)不丟失，系統(tǒng)安全進(jìn)一步加強(qiáng)。

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