上海南宫NG·28软件股份有限公司 黄亮 张宝君 唐心悦

 摘要

本文叙述了高校业务系统及南宫NG·28容灾多策略灾备解决方案的应用探索和实践，介绍了南宫NG·28库双活、应用秒级容灾和南宫NG·28级实时备份、虚拟化平台备份等综合性创新应用，满足当前教育信息化2.0行动计划的信息安全需求，助力高校在等保、容灾、南宫NG·28同步等方面的发展。

关键字：南宫NG·28库双活 容灾 CDP 虚拟化备份

一、教育信息化背景概述

  新一代信息技术、通信技术、人工智能的飞速发展，给教育信息化的腾飞插上了翅膀，大部分的教育机构也在“教育信息化2.0行动计划”的发展纲要下，实现教育方式的信息化、智能化。但是在信息安全的灾备领域，大部分的学校还处于传统的灾备阶段，它的主要特征如下：

（1）既有的备份系统不完备，多采用定时备份、本地备份的模式，备份时间窗口大、周期长，南宫NG·28存在无法恢复或丢失的风险较高；

（2）设备日趋老化，计算、存储的扩容等待时间长，如果不尽快解决南宫NG·28增长带来的信息安全风险问题，当风险发生时，南宫NG·28丢失不可避免；

（3）相当多的信息系统未考虑应用容灾和业务连续性的需求，异地容灾没有规划建设；

（4）系统未按等级划分，不满足等级保护和分级保护的监管要求。

图1 备份架构图

 传统的备份方案适应了与之对应的信息化应用：系统彼此独立、南宫NG·28孤岛、南宫NG·28量小等，但随着教育信息化的不断拓展，云计算、大南宫NG·28及虚拟化的不断发展，应用系统开始慢慢地集成和融合，应用南宫NG·28也呈现爆发式的增长，而教育方式的互联网化，打破了教学模式对时间和地点的限制。在这种背景下，高校等教育机构对教学系统的灾备系统的RPO、RTO提出了更高的要求。

二、高校多策略灾备新方案的建设分析

2.1建设必要性 

技术架构在快速迭代，南宫NG·28在不断增加，应用场景也在持续更新，灾备系统如果还停留在传统的方式，当生产系统出现硬件故障、网络攻击、逻辑错误等导致停机或南宫NG·28丢失，都会影响正常的教学工作，如： 

南宫NG·28库逻辑错误：南宫NG·28库系统出现逻辑错误，导致南宫NG·28库无法启动，系统无法正常工作，只能通过每日定时备份南宫NG·28进行修复或恢复，恢复时间约为5小时，且恢复的南宫NG·28也是最近的定时备份时间点南宫NG·28，非最新的南宫NG·28，会造成南宫NG·28丢失。 

硬件单点故障：采用了单机模式或共享存储模式的环境，底层硬件磁盘或存储出现问题，那么单机环境或传统集群都无法进行正常业务，只有当硬件或存储修复完成，才可以进行正常的生产业务。 

虚拟化平台故障：随着高校信息快速发展，对虚拟化平台建设越来越重视，通过虚拟化平台实现业务应用和性能资源统一运维管理，如果虚拟化平台出现故障会直接影响相关应用业务，通常是采用重新搭建虚拟服务器环境和业务应用环境以及恢复南宫NG·28，业务系统才能正常运行。 

2.2建设目标 

充分考虑当前信息系统的现状，并借鉴目前网络安全法、等保2.0等政策法规对高校信息系统安全的要求，建设业务系统灾备需要达到以下目标：

（1）规划好系统的等级保护和分级保护；

（2）南宫NG·28损坏、丢失能以最小颗粒度恢复；

（3）实现应用系统容灾，故障快速接管恢复；

（4）无需更改架构，对系统性能的开销影响小。

综上，信息系统的灾备，已成为灾难发生时确保业务连续性和南宫NG·28可用性的重要手段。高校在信息化2.0阶段，需要建设一套实时性更强的灾备系统，以实现业务系统南宫NG·28实时备份保护及应用级业务接管，以符合南宫NG·28级向应用级灾备的趋势。 

图2 容灾级别与能力

 三、高校灾备新方案的应用场景 

传统灾备方案，有基于硬件存储层架构，也有基于应用层架构。基于硬件存储层方案，建设和运维成本比较高。基于应用层方案，只对几种应用系统有比较好的兼容性；同时，对整体网络环境有一定的要求，比如要有专门的心跳网络及共享存储。它们的共同点是避免不了硬件故障导致的应用服务停止，同时需要一定的采购建设成本，无法真正的的保证应用业务的可持续性。当前个别技术服务商基于超低时延的南宫NG·28复制技术，针对云和大南宫NG·28环境下教育行业对等级保护的要求，提出了多策略的灾备新方案。

图3 多策略的灾备新方案 

新方案覆盖南宫NG·28库系统故障、应用系统故障、单机单点故障、逻辑错误&病毒攻击、自然灾害等场景，满足高校在南宫NG·28库双活、云灾备、容灾秒级接管、南宫NG·28持续保护等灾备需求，具备了多层次、多策略、全域的特征优势，其重要功能应用如下： 

3.1 Oracle RAC南宫NG·28库集群灾备

方案通过南宫NG·28库结构化同步软件，对Oracle RAC南宫NG·28库集群环境的业务系统，进行一对一的双活保护，即灾备到对应单机Oracle南宫NG·28库系统内。南宫NG·28库结构化同步软件通过实时解析Oracle南宫NG·28库在线事务日志，实时传输到备端，在备端执行解析到的事务日志中的指令，进行装载，保证主备两端的南宫NG·28一致。

 南宫NG·28库结构化同步软件能够实现Oracle南宫NG·28库南宫NG·28的异构实时同步，并且备端始终处于在线状态，可以为主端提供查询服务。当生产中心业务系统出现问题，备端业务系统可以快速接管生产业务系统。当生产中心业务系统恢复正常后，可快速进行南宫NG·28恢复，保证业务系统的业务持续性及南宫NG·28完整性。该应用亮点如下： 

 （1）DDL/DML一体化实时同步；

 （2）全图形化操作，丰富的功能和配置；

 （3）支持多种映射方式；

 （4）备库动态装载，分担生产压力；

 （5）故障切换快捷简单，容错处理机制；

 （6）自主研发，满足国产化趋势。

3.2 单机业务系统实时灾备

新方案通过应用高可用软件，对单机业务系统进行一对一应用级高可用保护（业务接管），即灾备到对应的业务系统内，保证业务系统的可持续性。

         应用高可用软件在南宫NG·28层，通过对主备两端南宫NG·28进行实时南宫NG·28同步，保证两端业务南宫NG·28始终保持一致；在应用层，应用高可用软件对主备两端的网络、应用及服务进行监控，当主端业务系统出现故障导致业务系统宕机时，备端业务系统将实时接收到宕机信息，并启动业务接管机制（手动或自动），保障业务系统持续性以及可用性。该应用亮点如下： 

 （1）应用按需自动/手工切换，IP自动漂移；

 （2）综合统一管理，图形化监控和管理；

 （3）高效的传输算法，南宫NG·28的严格一致性保证；

 （4）灵活的管理策略，多种报警机制；

 （5）独立于硬件和平台，多种应用支持；

 （6）支持仲裁机制防止脑裂。

3.3 核心南宫NG·28实时备份

新方案通过CDP持续南宫NG·28保护软件对业务系统核心南宫NG·28进行实时备份保护，即集中备份至灾备服务器内。持续南宫NG·28保护软件对业务系统南宫NG·28进行实时捕获增量南宫NG·28后传输到备份端，始终保证主、备两端南宫NG·28的一致性，并且对南宫NG·28持续的、不间断的I/O操作进行记录。

 CDP实时备份分为两种模式：第一种针对结构化南宫NG·28进行实时备份，可以根据需要将南宫NG·28恢复到之前的任意时间点，防止核心南宫NG·28或南宫NG·28库南宫NG·28的逻辑错误、误删除等问题，实现对南宫NG·28的可追溯性。第二种针对非结构化南宫NG·28进行实时备份，始终保持主、备两端南宫NG·28一致，备份南宫NG·28为原格式备份，备端南宫NG·28可直接使用，无需恢复。通过实时备份保护，可以保证RPO≈0，避免南宫NG·28丢失。该应用亮点如下：

（1）字节级增量南宫NG·28捕获，实时南宫NG·28保护；

（2）持续的南宫NG·28保护，南宫NG·28可恢复到任意时间点；

（3）南宫NG·28原格式备份、南宫NG·28一致性；

（4）综合统一管理，图形化监控和管理；

（5）丰富的日志展现，异机恢复，跨平台支持；

（6）灵活的带宽管理，多样的南宫NG·28压缩加密。

3.4 虚拟化平台整机备份保护 

新方案通过全服务器备份软件或虚拟化备份软件，实现对高校虚拟化平台的保护。全服务器备份软件可以对生产服务器执行操作系统级备份，以普通文件或虚拟磁盘格式保存在备份服务器上。当生产服务器故障时，可将备份系统还原到任意平台上，实现业务恢复或回滚。该应用亮点如下： 

（1）全服务器备份和恢复；

（2）全服务器备份软件支持虚拟磁盘格式；

（3）虚拟化备份软件为虚拟化整机保护而设计，不需要Agent；

（4）虚拟化备份中心可自动验证系统可用性；

（5）自主研发，满足国产化趋势。

 四、高校灾备新方案的优势

综合优势看，它汇聚了多个层级多策略的灾备优势，可按需满足用户的个性化需求：

4.1 应用无缝切换、操作简单

南宫NG·28库双活容灾系统的目标南宫NG·28库始终处于Open 状态，源端的变化南宫NG·28被实时同步到目标端，因此目标端南宫NG·28库可以进行实时查询，实现读写分离。目标端南宫NG·28库也可以随时接管生产承担业务，当生产系统出现故障无法继续进行正常的业务时，只要修改应用的IP 地址指向容灾南宫NG·28库就可以继续运转，恢复时间≈0。HA应用级容灾通过对多种应用/服务器（网络、CPU、内存、服务及进程）等资源的状态进行实时监控，在发现应用突然异常停止（如应用异常退出、服务器断电、硬件故障等）或达到需要切换的条件时（如生产服务器资源即将耗尽、软硬件升级等），自动或手动将业务切换到灾备服务器上运行，由灾备机无缝接管生产服务器工作。 

4.2 高可靠南宫NG·28同步技术 

新方案是一个南宫NG·28库级的软件解决方案，其复制的基本单位就是一个事务(Transaction)，南宫NG·28库同步软件在从Oracle log 中读取到交易南宫NG·28后，根据交易的关系，将属于一个事务的操作组合在一起，以一个基本单位发送给目标端，目标端在执行时也严格按照交易进行，因此保证了交易的完整性。对于事务与事务之间的顺序，南宫NG·28库同步软件严格按照Oracle 的SCN 标记进行排序。确保事务之间的先后秩序。HA应用高可用产品优化的传输方式在窄带、远距离、大南宫NG·28量等各种复杂环境下均有优异的表现，其效率远高于传统的南宫NG·28传输方式，并且可自由设置传输带宽高低及使用时段，从而在优先保证带宽用于生产系统业务应用的同时，合理地分配和使用整个系统的各类资源。 

4.3 提供备份库南宫NG·28库回滚功能

南宫NG·28库同步软件在南宫NG·28同步过程中备份南宫NG·28库始终处于Open状态，当开启了Active DRS(Data Rollback Service) 南宫NG·28库回滚功能，还能够在备份服务器进行南宫NG·28回滚，重现某一时间点的南宫NG·28。开启DRS南宫NG·28库回滚功能后，Active Target Agent 客户端会过滤生产南宫NG·28库的Truncate、Drop、Delete操作，将遇到这些操作时，Active Target Agent不会真正的删除南宫NG·28，而是将该表Rename(该变表的名称)，使其变成南宫NG·28库中的一张隐藏表，类似Oracle 南宫NG·28库的Flash Back功能，不过南宫NG·28库同步软件是在备份南宫NG·28库实现南宫NG·28库回滚的，完全不影响生产南宫NG·28库。 

4.4 可进行反向南宫NG·28恢复 

提供反向南宫NG·28恢复功能，反向南宫NG·28恢复必须经过人为配置、启动、发起南宫NG·28同步命令，才能进行反向南宫NG·28同步，不会自动执行。在业务南宫NG·28库系统发生灾难的情况下，此时可使用灾备南宫NG·28库首先接管业务，然后进行南宫NG·28的反向复制恢复。 

4.5 任意时间点回退

持续南宫NG·28保护技术在将变化的南宫NG·28实时复制到灾备中心的同时，也将南宫NG·28的任何变化以日志方式记录下来，实现对南宫NG·28变化的可回溯性；可在任何情况下依据南宫NG·28变化日志，快速定位需要恢复的时间点，并将南宫NG·28一键式恢复到异常点之前。

五、结语 

高校新的灾备方案，适应了云和大南宫NG·28环境下，系统快速接管与南宫NG·28零丢失的要求，对于有多个校区的高校，或自建教育云的主管机构，都可以在分级保护、等级保护完成之后，实现关键系统的异地容灾和互为灾备的建设需求，极大地降低灾备建设和运维成本。除了高校，在公检法、能源、医疗、电信、制造及互联网等领域，该方案都有很强的适用性，能够满足用户异构平台、远距离窄带宽环境下的灾备需求，保障用户的南宫NG·28安全和业务连续性。