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1、税务信息系统数据集中高速备份的设计与实现目前税务行业普遍建立了以计算机网络为依托的税务信息系统，因为缺乏统一、 完备的数据备份手段， 使得税收工作正面临着自然灾害、设备故障或人为因素等原因引起的业务停顿和数据丢失造成的巨大风险，数据备份和灾难恢复已经成为人们关注的重点。面对高速发展的数据备份技术，如何紧密结合自身应用情况，合理设计体系构架，选择技术组成和产品部署是做好数据备份工作的关键。南京地税根据自身网络特点建立的混合备份模式， 体现了数据备份的集中高效、智能管理和有效容灾的特点，并且在实际应用中取得了良好的效果，为税务业务运行和管理提供了不间断的信息资源支撑保障。一、数据备份管理面临的问题
2、1. 税务系统数据存储、备份与恢复的现实问题。南京地税存储子系统建立在基于FC的SAN存储架构的关键业务存储环境和基于LAN 的中间业务存储环境之上。存在Ora?cle 、Sybase、SQL 、Lotus notes等不同数据库平台中，除关键的业务被纳入SAN网共享 EMC 磁盘阵列外，其他所有数据均为本地硬盘存储（DAS ）结构，主要备份模式是采用应用系统本身的备份功能将数据备份到本地硬盘，再用文件型备份软件进行二次集中备份，数据恢复则完全依赖人工操作。 由于缺乏统一的管理平台，数据备份管理工作面临以下亟待解决的问题：（1）数据分散，增加数据分析复杂性。系统实施前南京地税并没有形成整体的数
3、据备份管理策略。信息处理中心数量多、分布广，而且数据分散存放。随着业务量的加大，风险越来越大， 加大了管理难度。 而数据分散对于市局中心的数据中心而言，其问题就尤为突出。（2）数据保护机制不统一，管理复杂。不同应用各有自己的数据存储设备，虽然已根据应用特点制定了相应的数据安全和保护策略，配置了部分备份软硬件。但从全局考虑， 整个系统并没有形成整体一致的备份管理方案，不能统一管理各地的数据备份。各个应用部门必须分别配置专人进行系统的安装维护和备份管理工作；数据备份策略不一致，使数据出现故障后面临得不到及时恢复的危险；（3）用人工操作数据备份代替专业备份工具的完整解决方案。南京地税普遍采用人工操作
4、的方法操作数据备份，这带来了许多管理和数据安全方面的问题，如人工操作将人的疏忽引入， 备份管理人员的更换交接不清可能造成备份数据的混乱，造成恢复时的错误，人工操作恢复使恢复可能不完全且恢复的时间无法保证，也可能造成重要的数据备份遗漏，无法保证数据恢复的准确和高效率。（4）无法采用主机冗余容错设备代替对系统的全面数据备份。四期系统未采取任何数据保护，任何程度的硬件冗余也无法百分之百的保证数据的逻辑安全性，RAID技术不能、镜像技术也不能， 甚至双机备份也无法替代数据备份的重要。例如，病毒冲击， 人工误操作，黑客攻击等。（5）没有数据异地冗灾备份。数据异地备份在南京地税计算机应用系统遭遇到单点突发
5、事件或自然灾难时，显得非常有效和重要。2. 建立数据集中备份平台的重要性。风险客观存在。 当前信息应用最为宝贵的财富就是数据， 要保证业务持续的运作和成功，就要保护基于计算机的信息。每一位计算机前的使用者都会有这样的经验：一旦在操作过程中敲错了一个键，我们几个小时， 甚至是几天的工作成果便有可能付之东流。据统计，80% 以上的数据丢失都是由于人们的错误操作引起的。遗憾的是，这样的错误操作是无法避免的。另一方面，随着网络的普遍建立，人们更多的通过网络来传递大量信息。而在网络环境下，除了人为的错误操作之外，还有各种各样的病毒感染、系统故障、线路故障等，使得数据信息的安全无法得到保障。在这种情况下，
6、数据备份就成为日益重要的措施。在国内， 大多数人还没有意识到备份的重要性，这与西方国家强烈的备份意识差距很大。实际上， 我们已有了很多前车之鉴，也许我们目前还没有发生过大量的灾难性数据丢失事故，但这并不意味着灾难永远不会光临我们的网络系统。因此， 我们必须对数据进行可靠的备份。二、数据集中备份系统的设计目标南京市地方税务局经过十年的税务信息化建设，历经四期工程， 信息系统已经完成从分布式转向“大集中”模式的转型，数据已经成为税收业务系统的核心和重要资源。数据安全性、可靠性关系到整个系统能否正常的运行，最终关系到全局工作能否正常进行。在高度认识到数据集中后安全的重要性和一旦损失后的巨大风险，南京
7、地税提出建立一个高效、统一、智能化数据备份管理平台，实现数据备份、快速恢复、异地存放、远程控制、灾难备援的目标。为解决业务数据的集中备份和灾难备援保护，必须采用企业级备份软件和高容量存储备份设备的方式， 形成对南京地税整个网络业务数据的统一集中的自动化备份管理。具体建设目标：1. 建立一个开放的、可靠的、易扩展的企业级备份系统。2. 需建立一套完整的、集中的数据备份和恢复策略，实现本地和异地双重备份。3. 在计算机系统故障或其他一些环境因素造成数据丢失后，可以迅速恢复数据。4. 能支持存储区域网络（SAN ）和 LAN的备份模式。5. 建立的数据备份系统不能对现有的应用系统产生不良影响。三、集
8、中备份平台体系设计1. 实施前的数据存储环境。2003 年后，南京地税已经形成了LAN+SAN 的复杂的网络模式，关键业务数据共享存储在SAN 环境 EMC Sym8530中，而大量辅助业务数据仍存储在LAN网络的 DAS设备中。图 1 实施前南京地税数据存储环境2. 备份存储结构的设计。基于南京地税实际情况：仅有部分主机纳入到SAN 环境中，大部分主机仍然运行在原来的LAN局域网中， 并没有加入到SAN中来，而所有主机都需要进行数据和系统的备份。从投资以及业务稳定性考虑，项目本身对整个硬件构架又不会做大的更变。 因此，这样便造成了一个既有SAN又有 LAN的混合备份环境。所以在这样一个多元的
9、环境中，需要一个备份系统既支持传统的LAN 备份方式，同时也支持基于SAN 的先进的LAN-FREE 备份方式。对于备份数据的存储方式，无论存放在本地、异地或者两地都存放，在技术上都可以实现，投资是由低到高的。本地备份和恢复处理起来优点是不用考虑广域网的传输带宽和安全性，所有数据备份到本地，一旦有数据丢失、破坏等，马上可以把数据从本地恢复起来。异地的数据备份和数据恢复作用是考虑本地出现灾害，数据无法使用， 这时异地存储备份的数据就可以通过广域网恢复到本地。综合两种方式的优点，设计为采用两地双重备份的方式，当数据有恢复的需求时，首先可以直接通过本地的备份快速恢复，如果本地备份的数据由于故障无法恢
10、复时，可以采用异地的备份恢复到本地系统中。因关键业务数据是存储在SAN的网络中， 其他还有大量数据分散存储在LAN中。如果在SAN中实现 LAN-FREE备份，将备份服务器和备份设备部署在SAN中，这样备份服务器就可以管理 SAN中共享的备份设备，直接控制备份数据在SAN中传输。在备份的速度、可靠性、备份效率、 LAN带宽释放上比LAN方式具有无可比拟的优越性。因此，采用 LAN+LAN-Free 备份的备份方法， 设计通过裸光纤延伸本地SAN网络到异地备份中心，形成本地和异地互补的高速备份网络环境。图 2 南京地税数据集中备份平台体系结构3. 备份性能与备份介质的设计。由于南京地税数据中心应
11、用系统较多，数据量已经达到1.5T 。大量的数据需要备份，传统磁带备份由于采用的是线性机械设备，所以总体备份和恢复性能有限，根据实际测算30G的数据在100M网络上恢复时间达3 小时以上。而实际生产环中，关键的OLTP业务是没有这么长的待机时间的，因此在总体备份和恢复操作时间有限的要求下，加快备份效率是一个非常关键的目标。解决备份效率问题，目前流行的解决方式是采用近线备份和离线备份相结合的办法，近线备份指的是将正在运行的应用数据快速、实时备份到近线设备中。近线设备一般采用磁盘，所以该备份过程十分迅速，对在线应用的性能干扰也很小。同时数据恢复也很快，通常采用快照，复制等方式。数据的备份恢复的间隔
12、时间很少。基于对备份和恢复效率的考虑，我们借鉴了近线存储的概念，本地和异地备份介质分别选择了廉价大容量的磁盘阵列和磁带库。采用磁盘阵列备份作备份介质，在提高备份和恢复性能的同时，还可以通过容错技术进一步提高备份数据的安全性。4. 数据备份方式与容灾的设计。虽然磁盘备份可以通过容错技术提高数据的安全性和备份效率，但是磁盘的空间是有限的，不可能无限期保存的。所以，需要采用离线的数据存储方式进一步提高历史数据的保存周期和安全性。四、集中备份平台实现1. 硬件容量配置计算。在备份设备选型过程中，应充分考虑需求，强调使用目前先进、成熟、稳定的数据备份技术来规划和设计整个备份设备解决方案体系。数据备份系统
13、的所有设备应具有良好的可扩充性，满足系统的扩展要求。在容量配置上， 结合现有的数据量和未来数据的增量趋势，按照一定的配比原则准确地计算出库备份设备的容量。2. 软件系统选型。 通常数据备份的核心是数据库的备份。我们知道， 目前市场流行数据库如 oracle ，sybase ，ms-sql 等均有自己的数据库备份工具，但它们既不能实现自动备份，而且只能将数据备份到磁带机或硬盘上，不能驱动磁带库等自动加载设备。显然利用数据库本身的备份工具远远达不到客户的要求，必须采用具有自动加载功能的硬件产品与数据库在线备份功能的自动备份软件结合。南京地税备份软件的选择遵循下列原则：（1）必须基于标准的开放系统，
14、使系统易于扩充或变更的灵活性。（2）高度的可靠性、安全性和网络带宽的利用率。（3）实现数据的集中管理，高度的可管理性便于系统管理和维护。（4）自动化、智能化的备份能力，强大的系统和数据恢复能力。（5）对多平台的支持、对存储设备的支持。（6）对存储介质和备份日志的有效管理。（7）具有灾难备份和恢复能力。（8）必须具有持续的，高质量的服务。3. 总体选型组成。南京地税综合考虑建设目标和合理的建设成本，最终方案采用了EMC CX700 ATA磁盘阵列作为数据近线备份存储系统，采用Legato Networker 备份系统实现LAN+SAN 以及 DISK TO DISK + DISK TO TAPE
15、的备份与恢复方式，采用McData 光纤交换机扩展原有的SAN网络，采用 30T/170 槽磁带库实现数据的离线存储，其中，Legato NetWorker是整个综合备份系统的中间桥梁。五、结论与展望通过完善的备份体系设计，实现了高可靠性的备份要求，体现了大容量、大吞吐量，高速度的特点。通过自动化、集中的运行管理，保证了数据备份的质量、加强了数据备份的安全管理。同时， 近线备份技术的引进，无疑对数据的恢复和利用提供了更加方便的手段。希望更多的单位能够更快地引进这些技术，让系统管理员做到数据无忧。参考文献1 牛云，徐庆，辛阳. 数据备份与灾难恢复. 机械工业出版社，2004 年 6 月. 2 戴士剑，陈永红. 数据备份技术.电子工业出版社，2003 年 10 月. 3 施微铭 . 数据备份与加密解密. 中国铁道出版社，2004 年 9 月.
