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南京航空航天大学图书馆数据集中备份解决方案

南京航空航天大学图书馆数据集中备份解决方案


(南京航空航天大学图书馆 江苏 南京 210016)

[摘要] 本文首先简要介绍了数据备份的必要性及设计备份方案时需考虑的注意问题,然后结合南京航空航天大学图书馆的实际情况,详细阐述了图书馆数据集中备份解决方案。
[关键词] 图书馆 数据集中备份 备份系统 Veritas
[分类号] G250
  随着数字图书馆的建设,越来越多的资源以电子形式呈现,图书馆通过计算机和网络为用户提供服务。这些以电子形式呈现的数据成为数字图书馆服务过程中最宝贵的资源,相应地, 数据存储系统成为图书馆信息系统的核心组成部分,担负着信息管理、处理等极其重要的工作,数据的安全性关系到系统能否正常的运行,最终影响到图书馆能否提供正常的服务。因此对图书馆系统的数据做好保护、做好备份是至关重要的。
  对任何一个系统而言,软硬件的损坏会造成系统无法运行,硬件故障很容易就能发现,也能迅速解决。但如果系统能够正常运行,而系统中的部分数据损坏了,如数据文件丢失、程序丢失或部分数据出错等却不易发现,等到发现时,整个系统可能已不可恢复。这类逻辑故障 隐蔽性强,往往带来巨大的破坏性,但只要有原始数据,同样可以修复,这就要求系统管理员要及时做好数据备份,而且要长期进行历史数据备份,确保关键数据的完整与安全。
1 数据备份需考虑的主要因素   在规划与实施图书馆数据备份时,应考虑以下主要因素:
  1 、异地:备份的数据不应与源数据保存在同一地点。根据具体情况,地点可能指硬盘、服务器、网络、机房等。异地的程度决定了抗风险的能力,但也相应增加了操作的复杂度。一般情况下,最少应将数据备份至另外的设备(服务器或磁带机)上。
  2 、操作系统、应用系统:应根据操作系统、应用系统选择合适的备份手段与产品。要特别注意对于正在打开的文件(Open file)、数据库等的备份方法。
  3 、滚动:备份不仅是针对最新的数据,而且要提供对历史数据的滚动备份。这一方面是增加备份的可靠性,另一方面也有利于历史数据的恢复与查找。
  4 、备份方式:在大多数情况下,都应该以脱机的方式保存备份数据。除非数据量很小,否则都需要考虑增量备份的方式,要注意对于文件和数据库增量的方式是有差异的。另外,备份时间有先后,就会出现一致性的问题,应从备份方案与应用系统两方面加以研究。
  5 、备份介质: 介质是数据的负载物,质量一定要有所保证,同时还需考虑数据容量。
  6 、恢复的成功率与效率:备份的最终目的还是恢复,能否安全、方便、高效地恢复数据是检验备份系统优劣的重要因素。
  7 、保密:备份使得数据被集中到了一起,其他用户或系统管理员就有机会接触到数据,因此需考虑好保密机制。
2 南京航空航天大学图书馆数据集中备份方案   基于网络的数据集中备份方式以网络为基础进行备份数据的传输。其工作原理是:在网络上选择一台应用服务器(或配置一台服务器)作为备份服务器,由它负责整个系统的备份操作,在备份服务器上连接一台大容量存储设备(磁带机或磁带库)作为备份介质。在网络上其他需要进行数据备份管理的服务器上安装备份客户端软件,通过局域网将数据集中备份到与备份服务器连接的存储设备上。通过备份软件的计划功能,建立一个完善的备份计划及策略,集中对所有数据进行备份。备份软件也提供网上的灾难恢复手段,实现网络数据备份的全自动化智能化管理。
2.1 南航大图书馆系统现状及备份需求   南航大图书馆大多使用的 Windows/Intel 平台,有部分 Linux 、 Solaris 平台。数据库有 SQL Server 、 Oracle 等,是典型的多种平台、多种数据库。现有的存储方式则采用本机 Raid 、 DAS 直连和 SAN 架构方案,应用系统本身已经有了一定数据容错的处理,还需要备份的数据有:汇文系统每天自动生成的备份文件;采编数据库;自建库:学位论文数据库及论文原文,特色库、随书(刊)资源等。
  目前,南航大图书馆计算机系统采用手动备份方式,这种备份方式只适用于数据量很小的非关键应用领域。随着数据量的增大,手动备份工作就变成一个极其复杂,效率极低、风险很大的工作了。而且随着分馆资源的增加,集中式管理的重要性就显得更为明显。为此,根据本馆具体情况,对数据备份方案的具体要求如下:
  (1).基于网络建立一个集中备份系统,实现无人职守的集中备份管理。备份方案能在闭馆后,提供定时的自动备份,要有日志记录功能,出现异常时自动报警提示。
  (2).备份方案要能实现跨平台操作,能对多种数据库数据备份。
  (3).支持多种备份方式:完全备份、增量备份、差异备份,并能根据需要制订多种备份方式相结合的策略。
  (4).出现故障时能够快速恢复,不允许由于备份方案的功能缺陷导致数据恢复失败。
  (5).考虑到未来功能的扩展,要能方便增加客户端。
2.2 备份方案设计   2.2.1 备份系统结构   整个系统采用网络备份架构,备份服务器与各数据库服务器、应用服务器通过以太网连接,详细结构如图 1 所示:

图 1 :南航大图书馆数据集中备份系统结构图

  2.2.2 软硬件的选择   南航大图书馆需要备份的总数据量为 2.5TB ,其中约 1.5TB 都是电子图书、音像资料,对它们只需保留一个全备份,而其他的数据在 1T 左右,每天的数据增量也不大,根据目前的数据增长幅度,如果采用每星期进行一次数据全备份、每天做数据增量备份的话,周备份数据量为 1.5TB ,选择容量为 8T 左右的磁带库足够满足需求。经过比较,我们 采用了美国 ADIC 公司的 Scalar 24 磁带库,内有一个 LTO - 3 磁带机驱动器(留一个驱动器插口,将来备用), 30 个磁带槽位和 1 个清洗带槽位,附 10 盘 LTO - 3 盒式磁带,总容量达到 8T (压缩后), 完全满足整个网络系统对系统、数据库及文件的备份需求。
  关于系统备份和灾难恢复的软件,国内外几家公司的产品都比较成熟,如: CA 、 LEGATO 、 BACKBONE 、 VERITAS 、 HP 、 IBM 等。通过调研,我们比较分析了各种软件的异同,并根据图书馆的实际情况和仔细的性价比较,最终选择了美国 VERITAS 公司的 Backup Exec 系列软件。 Backup Exec 是基于网络结构设计的,把网络通信量减至最小,把吞吐量性能增至最大,实现了优异的网络数据存储功能,是一种多线程、多任务的存储管理解决方案,专为在单一的或多节点的 Windows Servers 企业环境中进行数据备份、灾难恢复而设计。
  2.3 备份方案的实施   2.3.1 安装备份软件   首先, 我们选择了一台 HP ProLiant DL380 服务器作为备份服务器,在其上安装了 Backup Exec 10d for Windows Server Edition , 通过 SCSI 接口和 ADIC Scalar 24 磁带库连接,然后再新开一个与 administrator 有相同权限的用户 vbk ,并以其身份进行相关配置 。接着,在所有需要备份的远程服务器上新开用户 vbk ,安装 Backup Exec Remote Agent (这是“客户端访问许可证 (CAL) ”,只有安装了 Remote Agent 后,才能完全保护远程服务器上的资源)。最好,依次 在安装了 Oracle 的采编中心服务器和安装了 SQL Server 的学位论文服务器、特色库服务器上,分别安装了 Backup Exec 10d for Windows ORACLE AGENT 和 Backup Exec 10d for Windows SQL AGENT ,对数据库的系统文件及数据文件进行备份,最后在需要备份文件的应用服务器:汇文系统服务器、学位论文服务器、特色库服务器上安装了 Backup Exec 10d for Windows Advanced Open File Option ,它可以保证在文件处于打开状态时进行备份,并保持整个备份数据的完整性,这样可以随时进行数据备份而无需考虑文件处于何种状态。
  2.3.2 创建设备池和介质集   安装好软件后,在备份服务器上创建设备池和介质集。设备池是一组可以作为备份目标的存储设备,该方案中为磁带库,为此将对磁带建立不同的卷标,并对其做格式化。介质集则是存储介质的逻辑分组,根据备份数据分类存储的需求,将磁带进行分组管理(若不人为分组,则随着存储量的增长,系统会自动调动磁带到存储空间不够的逻辑组),同类数据可存储在相应逻辑分组中的任一磁带上。
  2.3.3 创建备份策略   由于我们的服务器是 365*24 小时工作,所以我们定在每天图书馆闭馆后,在夜里 11 点开始做应用数据的备份,每周日做全备份,其他 6 天做增量备份。然后我们在服务器端依次配置各客户机的选项,设定数据源、选择时间表、选择逻辑组,设定备份方式及远程访问权限、数据压缩选项等。我们在磁带库上保留一段时间的数据(如两个星期),过了该段时间后数据被覆写,磁带重新回收利用。所有备份都能自动进行,无须人为干预。
3.结语   本方案在设计过程中,充分考虑了系统的现状,遵循了经济性和实用性相结合的原则,采用了集中式管理。这样的设计原则带来的好处是系统管理员可以通过专用服务器统一管理和备份网络上的所有机器和数据,以及作远程服务器的智能灾难恢复。本备份方案实施以来,提供高效、安全的系统备份,保证了数据备份的各个环节有条不紊的进行,减少数据存储管理方面的复杂度,但系统管理员的安全意识仍应该是第一位的,备份后应及时检查所生成的文件,以确保数据的安全。
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  • 忠泉鹏 (2010-6-10 20:59:08)


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