解决方案｜某企业综合信息系统TSM备份技术解决方案
一．背景
某企业的综合信息系统上线后，随着业务的发展，先后进行一期二期扩容改造，数据量越来越多，架构也越来也复杂。如何对现有系统的数据进行有效保护，成了企业的当下首要解决的问题。
目前，综合信息系统包括2套数据库系统，一套为Oracle RAC，一套为DB2+PowerHA环境，都运行在Power小型机平台。九套应用服务器，含4套Windows系统和5套RHEL系统。数据存放在两台共享存储上，均为IBM DS5300.
1.2需求分析及产品选型
建设目标：
用户希望建设完备的备份系统，新投产的备份系统需满足如下条件：
（1）能完成对核心DB2和Oracle数据库的备份，并设计合适的备份策略
（2）能完成对所有综合信息系统内主机重要文件的备份，并设计合适备份策略
（3）能完成对所有操作系统的备份，当操作系统发生故障时可以进行裸机恢复
（4）备份作业需在规定窗口完成
（5）备份架构支持D2D2T，备份可以离线保存
需求分析：
经过对上述需求拆分，我们可以推定，备份软件需具备如下功能：
1. 备份软件支持Oracle和DB2数据库备份
2. 备份软件支持AIX、Aindows、RHEL的裸机备份
3. 备份软件支持LAN-Free功能
4. 备份软件支持多存储管理及磁带出库保存
产品选型：
根据需求分析，我们在本次方案中采用了IBM的TIVOLISTORAGE MANAGER软件（简称TSM），其需求对应如下：
需求 | 对应功能或模块 |
备份软件支持Oracle和DB2数据库备份 | TSM FOR DB模块 |
备份软件支持Windows、RHEL的裸机备份 | CBMR模块，可备份Windows、linux系统 |
备份软件支持AIX的裸机备份 | TSM FOR sysback，可备份AIX |
备份软件支持LAN-Free功能 | TSM FOR SAN支持LAN-Free |
备份软件支持多存储管理及磁带出库保存 | 副本存储池功能 |
海量数据 | 内置DB2引擎、永久增量备份 |
另外，针对用户架构和性能的要求，方案采购了DD670虚拟磁带库和TS3310物理磁带库。
二．TSM备份系统架构说明
TSM软件的部署包括备份服务器软件、备份客户端软件、数据库备份模块、操作系统裸机恢复模块以及LAN-Free等高级功能模块的安装和配置。
在综合信息系统环境中，由于服务器数量较多，而且对于备份系统要求较高，考虑到高可用性，我们一台独立服务器作为备份服务器，负责所有备份策略，备份数据，以及备份任务等的集中管理，并使用一台虚拟磁带库用于存储备份数据。一台物理带库来做副本存储池，并承担磁带出库离线保存的任务。另外还有一台独立的工作站设备来做TSM的报表服务器，对整个备份系统的执行情况做报表分析和展现。
4台数据库服务器采用LAN-Free进行备份。这样，在进行数据备份及恢复时，数据流可以通过SAN直接到带库，从而大大提高数据备份与恢复的速度。其他服务器采用LAN备份。
针对企业综合信息系统的数据量和应用系统特点， 4台数据库服务器实现裸机恢复、数据库在线备份和LAN-Free备份，其它9台服务器实现操作系统和文件系统的备份。备份介质为虚拟带库设备。
针对用户数据高可靠和离线出库要求，设计为将数据先备份到虚拟磁带库中，再通过TSM的副本存储池技术，使用管理调度的方式，将数据定期从虚拟磁带库中复制到物理磁带库中，并根据策略及时的对物理带库中的数据磁带进行出库离线保存。
三．TSM备份软件简介
IBM Tivoli® Storage Manager 6是一个产品系列，通过提供单一的控制和管理点来满足存储管理需要,进而帮助企业管理和控制“信息浪潮”。这种先进的、高度可扩展的产品有助于提高您的IT操作的效率，帮助削减与存储管理相关的成本，提供了广泛的数据保护、恢复管理和使用基于策略的自动化的监视功能，包括:
l 备份和恢复
l 在线数据库和应用保护
l 灾难恢复
l 数据精简
l 裸机恢复
l 空间管理
l 归档和检索
Tivoli Storage Manager 6提供了集中化、基于Web的管理和智能化的数据「移动并存储」技术，来帮助简化存储管理。该产品覆盖从小型到超大型安装，支持超过50个操作系统版本和数百种设备。它还支持多种连接，包括互联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)和存储区域网(SAN)。
Tivoli Storage Manager 6可帮助组织改善业务连续性，减少数据丢失风险，将复杂性降到最低，更高效地管理成本和满足严格的合规要求。使用Tivoli Storage Manager 6，您能够:
l 通过渐进式增量备份和消除重复数据减少存储数据量。
l 有效管理多位置备份
l 自动化存储层之间的数据迁移和归档保存
l 生成每日更新的灾难恢复计划
l 实现具有追溯性的策略变更
l 自动向 Microsoft® Windows®客户端代理发布更新。
Tivoli Storage Manager 6延续了IBM在数据保护领域的领导地位，拥有能管理多达10亿个对象的可伸缩性，与VMware.和Windows环境的先进整合，以及通过下一代报告和近实时监视所简化的管理。
Tivoli Storage Manager 6是企业级数据保护和恢复管理解决方案集的核心组成部分。Tivoli Storage Manager与Tivoli StorageManager FastBack无缝协作，为在远程办公室和数据中心内的关键Microsoft Windows和Linux.服务器提供了增强的数据保护和恢复
3.1先进的数据精减功能
Tivoli Storage Manager 6通过众多先进功能，帮助您解决所保留数据量的持续增长，这些功能包括:
l 使用增量不间断备份方法进行渐进式增量备份，消除了冗余的定期完整备份
l 内置的删除重复数据功能可以消除冗余的文件和子文件。源端删除重复数据功能减少从客户端系统发送到Tivoli Storage Manager Server的数据量。目标端数据重复删除功能消除了Tivoli Storage Manager Server存储的冗余数据。这些先进功能紧密结合，减少了带宽和存储需求。
l 与IBM ProtecTIER® Deduplication Solutions等流行的虚拟磁带库(VirtualTape Library)系统无缝整合，这些系统针对大型数据集的长期保留采用了内联删除重复数据功能。
3.2分层存储结构可提升效率
在大部分存储管理环境中，托管的数据都禁锢在最初对它进行备份的介质上。Tivoli Storage Manager 6管理存储在低成本存储分层结构中的数据，这有助于保护资源，因为自动化的策略会基于数据价值、访问和保留需求将数据迁移到适当类型的介质。
当向分层结构引入新存储技术时，TivoliStorage Manager 6自动管理向这种技术的数据转移，使您能够从IT中心移除旧技术。除了这种存储分层结构，Tivoli Storage Manager 6开放的应用编程接口(API)提供了无缝管理多种数据类型的能力。只要数据进入分层结构中，就可以轻松地将它从一个存储设备移动到另一个。 使用TivoliStorage Manager 6进行:
l 备份—备份和保留众多文件版本，以支持在发生生产存储设备故障、数据错误和意外的文件删除时进行时间点恢复
l 归档—基于每种数据类型的策略集，将文件归档到存储分层结构中，保留一段时间，在该时间量之后它们自动过期。
l 空间管理—IBM Tivoli Storage Manager 6 for Space Management识别不经常访问和不活动的文件并将它们移动到存储分层结构中。
3.3备份和恢复功能
l 通过配置将一组. 磁带专用于一个用户或用户组，以实现更快速的恢复。
l 用于灾难恢复用途的异地复制
l 通过自动化的回收和迁移更好地利用磁带空间
l 针对中断的操作的可重新启动的备份和还原
l 基于日志的备份，用以加速备份过程和最小化处理开销
l 非破坏性在线映像备份和还原
l 通过创建备份集，将文件整合到便携介质，实现迅速的恢复
l 自动化的备份计划。
l 内置和自动化的灾难恢复规划工具。
l 与虚拟服务器环境(包括vStorage VMware API)的高级整合
l 适用于流行的电子邮件、数据库和企业资源规划应用(包括DB2、Oracle、SAP、MicrosoftExchange、SQL、Lotus.Domino.等)的智能高速数据保护功能。
3.4可以提高数据保护环境的可视化水平
Tivoli Storage Manager 6提供先进的功能来进行操作监视和历史趋势报告。一个可自定义仪表板提供了图形视图，同时可采用多种格式，例如 HTML、Adobe. Portable Document Formatting(PDF)和逗号分隔值(CSV) 创建报告。基于开源的EclipseBusiness Intelligence Reporting Tools(BIRT)，此功能使管理员能够定义他们自己的自定义报告。
3.5帮助加速备份和灾难恢复
Tivoli Storage Manager 6提供了众多的功能来方便备份和恢复，包括磁盘存储池、备份集、卷级备份、异地复制、搭配，以及一种保护VMware环境的整合方法。备份集是在Tivoli Storage Manager服务器上从现有备份创建的可移植映像。它们可用于:
l 为快速恢复和即时归档创建介质。
l 将个别文件或时间点数据备份还原到客户端系统本地，无论是独立于还是使用Tivoli Storage Manager服务器
l 从服务器上已存储的备份版本创建副本，以用于长期保留。
l “活动数据池”存储功能在一个虚拟化的磁带和光学介质组中存储数据的活动版本。这有助于实施更快的客户端还原，大大减少转移到异地的数据量。
四．TSM备份软件模块简介
4.1本次项目采购TSM各光盘及模块简介
本次项目的介质介绍如下：
编号 | 介质名称 | 说明 |
1 | IBM Tivoli Storage Manager Windows x64 Administrator Multilingual | 64位AC管理中心介质 |
2 | Storage Manager for Databases (Data Protection for Oracle)AIX | TDP for oracle AIX平台备份模块 |
3 | Storage Manager for Databases (Data Protection for Microsoft SQL 5.5.1) | TDP for sqlserver备份模块 |
4 | Storage Manager for System Backup and Recovery | sysback操作系统备份模块 |
5 | IBM Tivoli Storage Manager Linux Clients Multilingual | linux客户端安装介质 |
6 | IBM Tivoli Storage Manager Server Windows x32 Multilingual | TSM server 32位安装介质 |
7 | IBM Tivoli Storage Manager Windows X64 Reporting&Monitoring Multilingual | TSM 64位报表监控模块 |
8 | IBM Tivoli Storage Manager Windows x32 Reporting&Monitoring Multilingual | TSM 32位报表监控模块 |
9 | Storage Manager for SANergy(Lan-Free Disk) | TSM for SANergy模块 |
10 | Storage Manager for Electronic Support Tools v1.0 | 电子支持工具 |
11 | Storage Manager for Databases (Data Protection for Oracle)Linux | TDP for oracle Linux平台备份模块 |
12 | IBM Tivoli Storage Manager Server Windows x64 Multilingual | TSM server 64位安装介质 |
13 | Storage Manager for Storage Area Network(SAN) | Lanfree备份模块 |
14 | IBM Tivoli Storage Manager AIX Clients Multilingual | AIX客户端安装介质 |
15 | IBM Tivoli Storage Manager Windows Clients Multilingual | Windows客户端安装介质 |
16 | IBM Tivoli Storage Manager Windows x32 Administration Multilingual | 32位AC管理中心介质 |
17 | CBMR for Windows | CBMR-Windows操作系统备份 |
18 | CBMR for Linux x86 | CBMR-Linux 32位操作系统备份 |
19 | CBMR for Linux x86_64 | CBMR-Linux 64位操作系统备份 |
20 | CBMR for Linux x86_PPC | CBMR-Linux PowerPC操作系统备份 |
4.2本次项目备份需求及所需模块
TSM备份软件支持的应用非常广泛，从普通文件到数据库应用、邮件系统、sap系统、操作系统裸机恢复等等，本次备份项目需要备份的应用如下：
1. 普通文件系统，包括Windows平台、linux平台、AIX平台
2. DB2数据库系统、Oracle数据库系统
3. 操作系统，包括Windows2008、RHEL5.7和AIX6.1
根据以上需求，再结合本次项目设计，此处实施将使用下表列出的模块
编号 | 介质名称 | 说明 |
1 | IBM Tivoli Storage Manager Windows x64 Administrator Multilingual | 64位AC管理中心介质 |
2 | IBM Tivoli Storage Manager Server Windows x64 Multilingual | TSM server 64位安装介质 |
3 | IBM Tivoli Storage Manager AIX Clients Multilingual | AIX客户端安装介质 |
4 | IBM Tivoli Storage Manager Windows Clients Multilingual | Windows客户端安装介质 |
5 | IBM Tivoli Storage Manager Linux Clients Multilingual | linux客户端安装介质 |
6 | Storage Manager for Databases (Data Protection for Oracle)AIX | TDP for oracle AIX平台备份模块 |
7 | Storage Manager for Storage Area Network(SAN) | Lanfree备份模块 |
8 | CBMR for Windows | CBMR-Windows操作系统备份 |
9 | CBMR for Linux x86_64 | CBMR-Linux 64位操作系统备份 |
10 | Storage Manager for System Backup and Recovery | sysback操作系统备份模块 |
11 | IBM Tivoli Storage Manager Windows X64 Reporting&Monitoring Multilingual | TSM 64位报表监控模块 |
12 | IBM Tivoli Storage Manager Windows x64 Administrator Multilingual | 64位AC管理中心介质 |
备注：DB2备份模块已内置在备份归档客户端中，无须额外安装。
五．综合信息中心备份对象规划
根据汇总：所有的服务器都需要进行操作系统和普通文件备份，数据库服务器需要启用数据库备份和LAN-Free备份。列表表示如下：
分类 | 服务器类型 | 操作系统 | 备份需求 | 涉及模块 |
备份服务器 | PC 服务器 | Windows2008 | 备份服务器 | TSM SERVER |
管理中心 | ADMINISTRATION CENTER | |||
数据库服务器 | 小型机 | AIX 6.1 | 普通文件 | BA CLIENT FOR AIX |
操作系统 | TSM SYSBACK | |||
DB2数据库 | API CLIENT | |||
数据库服务器 | 小型机 | AIX 6.1 | 普通文件 | BA CLIENT FOR LINUX |
操作系统 | C TSM SYSBACK | |||
oracle数据库 | Tdp for oracle | |||
应用服务器 | PC服务器 | Windows2008 | 普通文件 | BA CLIENT FOR WINDOWS |
操作系统 | CBMR FOR WINDOWS | |||
应用服务器 | PC服务器 | RHEL5.7 | 普通文件 | BA CLIENT FOR WINDOWS |
操作系统 | CBMR FOR linux | |||
……省略…… |
六．软件安装规划及设计
6.1安装目录规划
类别 | 目录 |
Tsm server | D:\tsm\tsm |
Administration center | D:\tsm\tsmac |
Tsm server instance | D:\tsm\tsminst |
Tsm server db | D:\tsm\tsmdata\db001 |
D:\tsm\tsmdata\db002 | |
Tsm server active log | D:\tsm\tsmdata\actlog |
Tsm server archive log | D:\tsm\tsmdata\archivelog |
Tsm server databse backup | D:\tsm\tsmbk |
Tsm client for windows | D:\tsm\tsmclt |
Tsm client for aix | default |
Cbmr for win | default |
Sysback for aix | default |
Cbmr devclass directory | E:\tsmdata |
6.2策略域及备份保留信息
普通文件 | DB2数据库 | Oracle数据库 | 系统备份 | tsm自身备份 | |
策略域 | Filedomain | Db2domain | oradomain | sysdomain | |
策略集 | Standard | standard | standard | standard | |
管理类 | Standard | standard | standard | standard | |
副本组 | Standard | standard | standard | standard | |
VERExists | 3 | 1 | 1 | 2 | |
VERDeleted | 1 | 0 | 0 | 1 | |
RETExtra | 30 | 0 | 0 | 30 | |
RETOnly | 60 | 0 | 0 | 60 | |
存储池 | Filepool | Db2pool | orapool | cbmrpool | |
设备类 | LTO | LTO | LTO | LTO | Tsmbk_backup |
描述 | 虚拟带库 20盘磁带 | 虚拟带库 20盘磁带 | 虚拟带库 20盘磁带 | 虚拟带库 20盘磁带 | File类型d:\tsm\tsmbk |
6.3存储系统规划
带库名称 | EMC DD670（虚拟带库） |
机械臂 | L180 |
驱动器 | LTO3 7411*6 |
磁带 | 200盘 800G（启用压缩后） |
带库名称 | IBM TS3310（物理带库） |
机械臂 | TS3310 |
驱动器 | LTO5*2 |
磁带 | 40盘 1.6T |
6.4调度规划
整体的调度规划分两个部分，一个是管理调度，其作用为负责TSM备份服务器的自身维护及优化；另一个是备份调度，负责自动化各节点的调度任务。
管理调度如下：
名称 | 类别 | 启动时间 | 启动窗口 | 频率 | 备注 |
delete_volhist | 管理 | 07:00 | 10m | 每天 | 删除卷历史 |
backup_volhist | 管理 | 07:10 | 10m | 每天 | 备份卷历史 |
db_backup | 管理 | 07:30 | 20m | 每天 | 备份tsm自身数据库 |
EXPIRE_INVENTORY | 管理 | 09:00 | 20m | 每天 | 执行过期 |
AUDIT_LICENSE | 管理 | 12:00 | 20m | 每天 | 审计服务器存储器 |
Stg_copy | 管理 | 00:00 | 20m | 每天 | 虚拟带库向物理带库的复制备份 |
备份调度如下：
名称 | 类别 | 启动时间 | 启动窗口 | 频率 | 备注 |
DB2_FULL_WEEK | 客户端 | 21:00 | 10m | 每周六 | DB2数据库全备份 |
DB2_INCR_DAY | 客户端 | 22:00 | 10m | 每天 | DB2数据库增量备份 |
ORA_FULL_WEEK | 客户端 | 23:30 | 20m | 每周日 | ORACLE数据库全备份 |
ORA_FULL_DAY | 客户端 | 01:00 | 20m | 每天 | ORACLE数据库增量备份 |
WIN_SYS_BK | 客户端 | Now | 20m | Once | Windows系统备份 |
RHEL_SYS_BK | 客户端 | Now | 20m | Once | Linux系统备份 |
RHEL_FILE_FULL | 客户端 | 02:00 | 20 | 每月1号 | Linux文件备份 |
……省略…… |
七. 方案总结
经过设计的TSM备份方案，满足了用户所有的需求，并在上线后保持良好运行，为用户带来了良好的投资回报。并且随着用户后期的升级改造，如x86环境虚拟化、数据飞速增长等问题，TSM的虚拟化备份模块，Flashcopy Manager模块等都能为用户架构后续的扩展提供相对的应对方案，得到了用户的认可。
本文关键词： IT 运维 IT架构 备份