北京市公安局出入境管理处数据保护和防灾系统

    一、项目背景

    北京市公安局出入境管理处是为中国公民和外国公民出入境提供服务的政府机构，是北京乃至中国的对外服务窗口机构，由于近年来计算机和信息化的普及，北京市出入境管理处实施了业务的计算机处理系统，该系统的实施和运行为其出入境服务业务提高了效率并带给中国和外国公民优质的服务，提升了其在北京市和我国的窗口形象。

    然而随着中国改革开放的不断发展，中国和国际的友好往来不断增加，北京市公安局出入境管理处的原有的计算机处理系统的数据库的数据量越来越大，人工对系统的保护和人工对数据的防灾越来越显得重要。计算机处理系统的稳定与否，其数据的安全与否，直接影响到其服务质量的好坏，从一定角度来讲，其服务质量的好坏直接影响到北京公安系统及我国的公众形象。

    正是在这种情况下，如何保证其系统的健康运行，如何预防数据因错误或灾难而丢失，成为北京市出入境管理处计算机处理系统亟待解决的问题。

    二、系统需求分析

    北京市公安局出入境管理处需要保护的关键数据主要集中在2 台Windows NT服务器上的Oracle 8i 数据库之中，这些被保护的数据量约是每台机器20GB左右，网络带宽是100M bps。

    对北京市公安局出入境管理处目前的网络数据系统来说，可能出现如下故障（服务器操作系统损坏，数据库损坏，数据库数据丢失等），它们都将导致系统无法正常运行。

    1. 物理故障

    物理故障是指造成系统无法正常运行的软硬件损坏。如操作系统故障、应用程序损坏、硬盘故障、主机故障等。物理故障能够直接导致系统无法继续运行。这类故障相对来说容易查找，也容易修复。此类故障不会造成太大损失，只要及时修复就可以排除。但这些故障通常会导致逻辑故障，如硬盘故障可能导致数据丢失，网络故障可能会破坏数据一致性等。

    常见的几种物理故障包括：

    操作系统故障：非法指令造成的系统崩溃，系统文件被破坏导致无法启动操作系   统等。
    应用程序损坏：缺少文件或程序本身不完善导致程序无法运行。
    整机损坏：        由掉电、火灾、地震等造成设备无法运行。
    硬盘故障：       硬盘是精密的机电设备，安装时的无意磕碰、掉电、电流突然波动等原因都有可能造成设备无法运行。
    网络设备故障：传输距离过长、设备添加与移动、传输介质质量问题和老化都有  可能造成故障。

    物理故障造成的后果比较明显，容易发现，相对来说容易排除。但是如果不能及时排除，也会造成极大的损失。

    2.逻辑故障

    逻辑故障包括两种，第一是系统能够正常运行，但实际已经有部分损坏，如数据文件丢失，程序丢失等。第二种是系统本身虽然完好无损，可是系统中的部分数据是错误的。这类故障的隐蔽性很强，通常难以发现，更难以修复。

    常见的几种逻辑故障包括：
    数据不完整：系统缺少完成业务所必须的数据。
    数据不一致：系统数据是完全的，但不符合逻辑关系。
    数据错误：系统数据是完全的，也符合逻辑关系，但数据是错误的， 与实际不符。

    逻辑故障隐蔽性强，往往带有巨大的破坏性，并造成不可估算的损失。

    根据有关统计，恢复10MB（约250页纸）的数据最少也要花费近20天时间，成本在万元以上。目前服务器硬盘容量平均为10GB，不难算出恢复服务器数据的成本将大得惊人。

    上面提到的两种故障，对数据保护工作有不同的要求：

    物理故障会造成系统无法运行，容易发现，但要求能够迅速地恢复系统；
    逻辑故障不易发现，但只要有原始数据，同样可以恢复，这就要求长期进行历史数据备份。因此拥有好的“数据保护系统”和“数据保护方案”，可以将灾难的损失减少到最低程度。

    三、VERITAS存储管理解决方案

    1. VERITAS产品技术简介

    VERITAS是目前世界第四大软件公司，也是最大的存储软件生产厂商，其存储管理软件被业内外公认为各个行业企业存储问题的最佳解决方案。NetBackup、HSM、VCS等产品解决方案已经广泛应用于诸多国际性知名企业，如Oracle、Boeing、Nortel等，更成为全球2,000强企业的首选企业数据保护方案。VERITAS所提供的异构平台数据存储管理支持，使企业得以进一步改善其存储系统性能，提高数据的可管理性、可用性及伸缩能力，从而成为整个数据存储管理系统的核心。

    VERITAS Backup Exec v8.6强大的功能使全球众多著名企业对其青睐有加。VERITAS Backup Exec是第一个经认证的既可以用于Windows NT 又可以用于Windows 2000操作系统的数据存 储解决方案。Backup Exec的第七代产品是高性能、使用简便的、灵活的备份解决方案；在全世界，它正保护着 数百万的Windows NT和Windows 2000服务器。Microsoft 公司即采用了NSE和Backup Exec，来管理其遍布世界的2, 000多台服务器和多达7TB的数据。

    VERITAS Storage Replicator v2.1 为NT 4.0/Windows 2000系统提供可靠的强壮的数据复制功能。无论是自动的数据分发、灾难保护或者多对一的集中备份功能，VERITAS Storage Replicator 都可以提供最能满足要求的解决方案。对于数据复制的需求源于Web服务器的负载均衡环境，软件分发或者仅仅是为文件服务器在不同地方建立镜像服务器的功能。对于不能容许数据丢失的数据备份要求，传统的备份软件只能实现把丢失的数据恢复到最后一次备份时刻的状态，而VERITAS Storage Replicator 可以实现实时的数据保护可以确保最大程度的数据保护。

    2. 系统结构与配置

    正确理解了数据保护系统的真正含义和对其的要求，我们就不难选择一套全面的数据保护系统方案。基于现有的服务器，以及需求等情况，我们对北京市公安局出入境管理处提出的数据保护方案包含两部分内容：

    磁带备份系统

    我们选用Oracle 所在的Windows NT服务器作为备份的服务器，运行VERITAS的Backup Exec for NT server。在备份服务器上安装磁带机，管理员通过在这台备份服务器上运行备份作业，可以实现自动的无人职守备份的功能。管理员也可以在自己的管理工作站上安装Backup Exec 的管理控制台，通过网络远程地管理备份服务器的工作。  

    为了实现对Oracle数据库的在线备份，我们选用Backup Exec Oracle Agent，安装在Oracle 服务器上。

    通过在备份服务器上设置自动运行的作业， 如，在晚上10：00自动备份所有的Oracle数据库，备份服务器在那一时刻就会自动运行该作业，实现自动的备份功能。通过设置不同的备份作业，可以实现各种不同的备份策略，如增量备份和系统全备份。

    数据复制系统

    另外采用1台Windows NT服务器与在线工作的Oracle服务器作实时的数据复制。在这两台服务器上安装VERITAS Storage Replicator v2.1。

    在系统正常运行时，VERITAS Storage Replicator实时地把在线工作的Oracle服务器上的数据库内的数据复制到另外一台待命的NT服务器上，数据的同步是实时进行的，在源服务器（在线的Oracle服务器）上发生的数据修改立刻映射到目的服务器（备用的服务器）上，任何时刻主服务器出现故障时，管理员可以停下正在进行的复制，用备用的服务器来接替出现故障的主服务器。

    为了更可靠的保护Oracle 8i的数据库，我们可以通过VERITAS Storage Replicator 来定制自动和手动的同步复制。这样通过自动的同步复制，实时的保证数据的一致性；通过手动或定时的控制启动/停止任务（job），可以在一定程度上避免错误数据或已经损坏了的数据被复制到目标服务器上；另外，在源服务器上，有需要添加表空间或其他Oracle数据库及NT操作系统作重新配置的时候，可以手工的停止复制任务，保证目的服务器上副本的可靠性。

    3. 结构方案图

    四、应用效果

    北京市公安局出入境管理处数据保护和防灾系统是由北京恒旺科技发展有限责任公司和VERITAS联合推出的。恒旺公司在全面比较各个存储软件方案后，向用户推荐使用VERITAS提出的磁带备份系统和数据复制系统的双重数据保护和防灾解决方案，这个系统从2001年6月实施到开始就对北京市公安局出入境管理处的Oracle数据库提供日日夜夜的每时每刻的保护。在此之前，北京市公安局出入境管理处的Oracle数据库的数据保护和防灾是依靠系统管理员每日手工作磁带备份和数据复制来实现，效率低且容易出错，且耗费人力财力。现在，系统管理员可以轻松的把这部分繁重的工作放心的交给VERITAS的软件来作，VERITAS Backup Exec 和 Storage Replicator通过预先设定好的自动执行的任务，无需人工的干预，系统的磁带备份和数据复制就会自动准确的执行。而VERITAS公司在提供了优质的数据保护和防灾系统之外，其良好的售后服务更加强了该系统的稳定性，满足北京市公安局出入境管理处不断增长的业务需求。目前，每个工作日，北京市公安局出入境管理处都可以给前来办出入境手续中国和外国公民提供不间断的服务，提高了效率的同时更提高了北京市公安系统的公众形象。

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