分布式文件存储在跨局址数据备份和数据迁移中的设计与应用

王 伟

（华信咨询设计研究院有限公司，杭州 310014）

传统存储面临性价比低、扩展性有限等问题，云存储[1]具备高扩展性、低成本、易管理性等优势正好有效的弥补了传统存储的短板。在数据量增长很快，或者数据总量大的业务系统中，常采用云存储技术。云存储可分为分布式块存储、分布式文件存储[2]和分布式对象存储。本文以某运营商网管支撑系统在扩容升级过程中系统平台X86化改造为背景，介绍分布式文件存储在跨局址数据备份和数据迁移[3]中的设计与应用。

1 数据备份

网管原有系统集中部署在某市A机房，为满足网管业务发展，需将A机房部分网管支撑系统整体迁移至某市B机房，A机房与B机房之间相距50公里。其中涉及网管支撑系统数据库迁移和系统平台X86化改造，同时完成A机房和B机房业务支撑系统数据库备份。本设计针对网管支撑系统的数据备份需求，采用容量型分布式文件存储替代传统磁带库或虚拟带库，并通过以太网交换机组建备份网络，可有效降低系统的建设成本和系统运维难度，并提升数据备份效率。

分布式文件存储系统硬件由X86服务器和内部系统网络交换机组成[4]。内部系统网络包含前端服务网络和后端数据交换网络，两者采用独立网络，均具有高可靠、高带宽、低延迟等特点。前端服务网络支撑千兆和万兆网络接入，支持IEEE 802.3ad 网络端口绑定，实现带宽聚合与高可靠，支持VLAN和802.1Q。后端数据交换网络，用于存储节点间数据交换，组网可采用冗余配置的万兆以太网或In fi niBand交换机（简称IB交换机，多用于高性能场景）。分布式文件存储提供标准的NFS、CIFS、FTP访问和POSIX接口，支持IO并发多队列读写（前端服务网络单节点网络带宽2×10GE），并通过12×10GE以太网网络和NFS协议与备份管理服务器实现数据通信，实际备份效率可达到500MB/s，有效提升数据备份效率。此外，由于整体采用以太网交换机组网，备份系统运维管理难度相当降低。

图1 跨局址数据备份网络拓扑

A机房网管支撑系统通过LAN备份方式，采用Veritas NBU备份管理软件和备份管理服务器将存储在传统磁盘阵列上的Oracle数据库经过跨局址传输链路（8×10GE）备份至B机房浪潮分布式文件存储上。B机房网管支撑系统通过LAN备份方式，采用Veritas NBU备份管理软件和备份管理服务器将存储在分布式块存储上的Oracle数据库备份至B机房浪潮分布式文件存储上。

2 数据迁移

随着运营商IT支撑系统X86化改造工作的推进，传统Unix服务器+磁盘阵列的数据库模式逐渐演进为X86服务器+分布式块存储的数据库模式。为了减少数据迁移对业务系统的影响，一般通过数据在线迁移方式完成[5]。A机房和B机房相距较远，通过磁盘阵列底层数据复制方式实现的传统数据在线迁移方案成本和实施难度相当较大。鉴于A机房Oracle数据库（单个数据库容量约为20TB）已备份存储在B机房分布式文件存储上，可通过B机房备份管理服务器采用备份数据恢复方式[3]，将A机房备份在分布式文件存储上的数据库直接在B机房作为数据库存储的分布式块存储上进行恢复（B机房内需重构A机房原有网管支撑系统数据库，含数据库服务器和数据库存储设备），进而间接实现A机房内业务系统数据库跨机房迁移。由于数据库服务器操作系统差异（Unix和Linux）恢复后的数据需要进行适当的数据库参数调优操作[6]。

图2 备份数据恢复数据路由示意

通过分布式文件存储跨局址数据备份间接实现业务系统数据迁移，可减少数据在线迁移相关硬件设备的采购，同时缩短数据迁移的时间和实施难度，有效解决运营商业务系统升级扩容因机房空间紧张必须实施业务系统整体搬迁的难题。

3 结束语

可以看出，通过分布式文件存储实现跨局址数据备份和数据迁移，可减少系统建设成本，同时降低项目实施难度，具有较大的借鉴意义。原有业务系统数据库备份和迁移业务数据库建设工作可同时进行，但由于数据备份和数据恢复均需要消耗一定时间，因此针对数据实时性要求较高的业务系统（如在线计费系统），不建议通过分布式文件存储备份数据恢复方式实现数据迁移。分布式文件存储作为新型数据备份介质在信息化系统建设中完全可替代传统磁盘库和虚拟带库。

[1] 胡文波，徐造林.分布式存储方案的设计与研究[J].计算机技术与发展，2010（20）：65-68.

[2] 啜俊娜.基于Hadoop的分布式文件存储服务平台设计与实现[D].浙江大学，2012.

[3] 苏艳森.分布式文件存储平台文件备份与恢复系统设计与实现[D].浙江大学，2008.

[4] 陈正举.一种分布式文件存储系统的探索与应用[J].中国市场，2017（12）：36-39.

[5] 刘海英，冯文秀，杜晓通.管理信息系统升级过程中数据迁移的研究及实现[J].电力自动化设备，2005（5）：37-39.

[6] 杜宾，王明文.跨平台数据迁移的研究和实现[J].计算机与现代化，2001（6）：5-10.