引言
隨著數字化時代的到來，高校電子資源的積累和廣大師生、教職員工對網絡信息需求已與日俱，整個校園的網絡架構已經越來越復雜，但同時隨著網絡復雜度的增加，數據面臨的危險也與日俱增，有系統崩潰，物理損壞，病毒侵襲，操作失誤，人為刪除，自然災害等等不一而足。
對于高校來說，學校擁有幾千臺PC,近百多臺物理服務器，一百多臺虛擬服務器，整個網絡的數據量已經超過了兩位數TB,網絡結構相當復雜，故對于這樣一個復雜的網絡，數據的安全性已經變得愈加重要。數據的丟失，系統故障等意外情況的發生不僅會影響到學生的正常生活，而且還會給學校正常工作的開展產生巨大的影響，保證數據正常運行才能使學校的工作開展處于穩定狀態。由此要求數據的穩定性和安全性達到一個更高的水平，并且希望數據具備一定的容災能力。
在維護好數據安全性的同時，也需要加強全校師生的安全意識，這是應對現代網絡信息時代的挑戰，目前已經有很多高校把如何保障信息安全納入教學內容，而大連理工大學也不例外，也希望從根本出發，通過加強個人安全意識，從而帶動整個高校乃至整個社會的數據安全意識。
如何確保全面教育信息化數據的安全、穩定、可靠，成為構建高校IDC數據中心的一個重要課題。
1 高校備份容災一體化系統總體要求
信息化建設快速發展，最新的趨勢表明，高校的信息化建設已經跨越 IT 基礎設施建設階段，在經過業務流程的 IT 應用系統建設后，開始走向 IT 建設的運維有效性階段，IT 系統的運行維護已經成為數據信息部門的核心工作之一。
為了保證業務的安全和有效運行，典型的高校環境里，信息中心門的安全運維活動涉及到兩個方面，即：數據保護 （data protection） 和業務連續 （business continuity）。據最新的中國信息化發展趨勢調查報告顯示：數據保護、業務連續性已經成為信息技術主管們最大挑戰之一。
1.1 應用容災
1.1.1 零丟失的數據保護
傳統的數據保護解決方案只能對某個時間點的數據進行備份和恢復，一體化災備系統采用CDP 技術幫助用戶實現實時保護，從生產服務器到 CDP 日志卷到容災服務器，不必局限于傳統方案的備份策略，從而擁有更小的 RPO.
1.1.2 不停頓的業務系統
一體化災備系統提供的災難恢復功能包括容災服務器系統的部署、故障檢測、系統接管和數據恢復等，獨特的容災服務器模式保證災難發生后可迅速接管業務系統，幫助用戶實現更小的RTO,提供更連續的業務保障。
1.1.3 性能優越的遠程容災
通過采用級聯復制模型在本地和異地分別部署容災站點來實現數據及應用的遠程容災，避免了對生產服務器的性能產生影響；基于重復數據刪除技術能夠克服遠程容災對帶寬要求較高的問題，精簡數據傳輸量，減少數據傳輸時間，極大提高了數據傳輸效率，實現了數據及應用的遠程容災和多重保障。
1.1.4 可驗證的應用容災方案
支持兩種災難恢復演習模式：實戰演習和模擬演習，用于驗證容災方案的有效性。實戰演習通過生產服務器的參與，驗證整套應用容災方案的可用性；模擬演習只需容災服務器的參與，對生產服務器及實時復制不會產生任何影響，可驗證容災服務器的可用性。
1.1.5 更有保障的雙機應用容災
針對雙機環境中存在的存儲單點故障及數據邏輯錯誤等風險，可通過部署備份存儲柜為雙機系統提供數據和應用的全面保護，可在原有雙機系統的基礎上實現雙機雙柜效果或在已有的雙機雙柜的基礎上提供多重保障，確保數據安全及應用的連續性。
1.2 數據備份（超越傳統的備份容災一體化設備）
1.2.1 全方位保護的平臺和應用
平臺支持最廣泛家族產品，可滿足大中型組織機構異構環境的復雜需求，包括從 Windows 到Linux 到 Unix 平臺，SQLServer、Oracle、ExchangeServer、SharePoint、Domino、DB2、Active Directory、MySQL、Sybase 等 各 種 數 據 庫 ,VMware、Xen、KVM 及 Windows Hyper-V 等各種虛擬化平臺的備份，可實現從操作系統到應用程序及文件系統的全方位保護。
1.2.2 雙重保障的 D2D2R 遠程數據容災
D2D2R 遠程數據容災通過將備份數據從本地同步到異地容災中心，輕松實現數據異地容災，獲得最佳數據保護效果。
1.2.3 更智能的數據周期管理
基于 D2D2T 的階段備份（Staged Backup），將近線保存的備份數據自動遷移或復制到磁帶設備，輕松實現周期性的近線備份和離線備份。
1.2.4 更統一的存儲架構
軟硬件一體的網絡存儲設備，集成諸多功能滿足不同應用，它通過 All-in-One-Web 集成管理所有功能，支持數據集中備份、應用系統容災、虛擬化服務器整合、NAS 共享存儲和 SAN 集中存儲五大功能，并集 DAS、NAS、IP SAN 和 FCSAN 等眾多存儲架構為一體。
1.2.5 全面整合的服務器應用資源
內置的 VMware Server 虛擬化平臺是經 VM-ware 公司驗證的托管虛擬化平臺，可運行 Win-dows 和 Linux 操作系統，集成在愛數備份存儲柜中后，可同時運行多個虛擬機以實現服務器整合，從而大幅度提高組織架構中資源和應用程序的運行效率和可用性。
1.2.6 全面優化的備份性能
備份和恢復性能專門優化的方案，解決了備份時間太久、恢復時間過長的困擾。集成的性能加速技術應用大容量緩存機制和順序化訪問磁盤設備技術后，整體備份和恢復系統性能可提升30%以上，即使采用 SATA 磁盤也可媲美 SAS 磁盤性能。
1.2.7 更綠色的一體化設備
采用更多綠色節能技術，包括帶來更少設備部署數量的虛擬化服務器整合，CPU 變頻和磁盤休眠等可實現節能模式自動切換，支持基于性能加速技術的大容量低能耗 SATA 盤作為存儲介質，可從容實現離線備份方案的 D2D2T 階段備份，整體能耗遠遠低于傳統非一體化方案。
1.2.8 更集成的一體化方案
單一設備集數據備份、應用容災、虛擬化和存儲功能于一體，可為用戶提供數據保護、應用容災、服務器整合和集中存儲等一系列解決方案，創新的集成不僅帶來顯著的管理優勢和更低的成本，更可獲得針對應用所特有的集成優化，從而收獲最佳投資回報率（ROI）。
1.2.9 更低總體擁有成本
與傳統的 4S 備份解決方案相比，一體化的備份存儲設備，大大降低初始化成本；一體化產品的全程維護大大減少維護時間和成本；基于虛擬化技術的服務器整合可顯著降低基礎架構費用；綠色節能技術進一步降低電力消耗成本和冷卻成本。
1.2.10 更高的投資回報率
備份容災存儲一體化的創新產品和方案完整替代傳統 4S 方案，帶來功能、管理、維護和整體解決方案的一站式全新體驗；虛擬化容災首創產品內嵌虛擬化技術，內嵌虛擬化平臺容災站點實現更輕松更低成本的容災部署方案，全面降低容災門檻；雙機應用容災方案實現雙機雙柜效果同時，更可對用戶現有的雙機雙柜環境實現全面容災，有效避免單點故障，提升業務持續性能力；可從 VX800 直接升級的 VX1200 實現硬件全面升級，同樣的成本，用戶擁有更高的容災能力。
2 技術關鍵與解決方案
2.1 技術關鍵
在容災系統的設計中，有兩個重要的參數指標，用于衡量業務應達到什么樣的安全等級，通過這兩個指標，我們可以更好地地理解高校數據安全保護需求：
RTO（業務停機時間）：業務運行過程中，由于自然、人為或程序等不確定因素導致業務運行障礙時，需要花費多久的時間來恢復對外服務。
RPO（數據丟失量）：業務出現了停頓，在業務系統重新上線之后，數據的丟失量。
在高校校信息化系統中，我們按照業務的重要程度，與RPO/RTO的參數將整來信息化平臺的系統進行了重要性的劃分，包含了：核心業務、重要業務及一般業務。每個安全等級所要求的保護技術不相同，且需要得到的保護手段與恢復的要求也不相同。
2.2 解決方案
按照對高校IDC數據中心數據庫和業務系統的分析，以及未來學校的信息化建設思路，考慮到整個系統安全架構，設計出高校數據中心一化備份容災的規劃方案，拓撲圖如下：
根據現有業務系統的安全要求，采用分級安全業務系統的設計：
介于現在高校都有多個校區，且多個校區之間都通過高速校園進行連接。新建校區的信息中心IDC數據機房作為以后主數據中心，現在的校區信息中心作為容災數據中心，整體規劃圖如所示。
（1）新校舍區機房所有的應用系統需要得到兩個方面的支持第一、就是服務器系統，第二就是存儲系統，對于服務器系統方面為了保持業務系統在遇到任何災難性事件時，業務系統盡可能的不停止運行，可采用虛擬化的高可用、熱遷移或物理機的高可用來完成，另一個方面就是存儲系統的持續運行性也非常關鍵，因為所有的業務系統的數據都是存放在存儲系統上，所有存儲系統的安全、穩定直接影響到所有的應用系統，因此在方案中我們考慮在新校區采用本地雙存儲鏡像的方式，當一臺存儲設備因故障停機后，不會影響到應用系統的持續運行。
（2）在新校區布署一臺PX1200的備份存儲柜，可以將本地所有的數據（包括操作系統、文件、數據庫）備份到本地的 PX1200 備份存儲柜上，當本地的某個應用系統的數據出現故障后，可以在很短的時候內通過本地的備份將數據恢復，所有數據的變化都會定時或實時的將數據傳送到本地的PX1200存儲設備上進行備份，確保能夠將數據丟失降到最低。
（3）新校區的PX1200可以采用異步的方式把所有備份的數據傳送到異地機房，另一臺PX1200就放在異地機房，當生產數據中心出現大的災難事故時，可以通過遠災的數據中心來作恢復。
2.3 特性及優勢
此方案旨在確保關鍵應用系統的高可用性和數據丟失量的最小化，即實現 RPO 和 RTO都接近于零的目標。此方案通過在愛數備份存儲柜內置的虛擬化平臺上建立容災服務器，對生產服務器的操作系統、文件和數據庫分別提供不同的容災措施，并借助愛數備份存儲柜全面備份的能力，結合系統災備等功能，實現完整的系統高可用和災難恢復。整個方案的特點如下：
通過本方案，應用系統可達到 RPO 和 RTO都接近于零的目標；采用虛擬化技術，不需要額外購買容災服務器設備，減少方案的總體投入成本；涉及到操作系統、文件、數據庫保護，整個方案建設成本較高，但保護更全面。
3 系統特點
3.1 保證存儲級高可用的存儲虛擬化鏡像
可以實現基于存儲端的Unix平臺及各種復雜環境的數據備份，通過對用戶現有的存儲資源進行存儲虛擬化鏡像操作，實現存儲級高可用的數據備份，針對業務高持續性的保護需求，還可在異地進行容災站點的部署，有效實現對本地存儲的數據和業務的雙重保障，基于存儲虛擬化的存儲資源池進一步簡化IT資源的利用和管理，在實施簡易性、容量、速度和功能上取得更出色的平衡。
3.2 高效的存儲資源整合
充分考慮到對用戶已有存儲整合與未來存儲擴展的需求，量身打造了一套資源整合與優化方案，用以消除存儲設備之間的相關性，達到資源的高效整合，同時基于集中式的管理模式，可實現對不同品牌存儲設備及不同存儲接口的無縫兼容，可隨意擴充的存儲空間和通過精簡配置服務及虛擬存儲池實現的彈性資源分配，為用戶帶來最大的應用價值。
3.3 靈活的存儲高可用
基于存儲虛擬化技術，愛數存儲容災網關GX2000通過實時同步鏡像，實現存儲端的多節點容災，整體解決了傳統單一存儲設備帶來的風險，有效避免單點故障；與應用主機的多路徑管理結合，在存儲出現故障時能夠自動切換，為應用系統提供100%的存儲服務，保障業務的連續性；統一的管理界面支持對N+1存儲集群架構的靈活管理，在實現存儲高可用的同時為用戶創造更多的體驗價值。
4 結束語
現各大高校引入校園數據中心的理念，目前已基本實現了應用系統的集中運行和統一管理，有效實現了資源整合，減少了學校在信息系統運行環境、維護人員等方面的重復投資。當前的校園網的應用以及滲透到教學、科研、生活等各個方面，但同時校園數據中心建設面臨諸多挑戰，系統性能、安全性、可靠性、擴展性等都迫切需要進行整合與優化。
高校IDC數據中心隨著眾多信息系統的建設及使用面臨諸多安全問題，這些系統產生越來越多的數據，其重要程度也越來越高，一旦發生任何事故，都可能對高校的工作帶來極大的損失及影響。為此高校相關領導要高度重視數據安全，并且采取了諸如手動復制、使用系統腳本備份等許多措施來防范數據丟失的風險。整個數字校園數據易造成業務中斷、系統癱瘓，嚴重情況下將會引起重要數據丟失，損失無法彌補。加強對高校IDC數據中心中重要信息資源的安全性研究，迅速恢復崩潰系統的容災備份就變得非常重要。
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