大科技基礎設施項目「遙感數據異地備份系統改造」通過專家組驗收

2020-12-26 儀器網

更新改造項目是指企業基利用本折舊基金、國家更改措施預算撥款、企業自有資金、國內外技術改造貸款資金,對現有企業的設施及輔助性裝置進行改造工作。更新改造項目簡稱更改項目,指經批准具有獨立設計文件(或項目建議書)的更新改造工程或更新改造計劃方案中能獨立發揮效益的工程。

12月中旬,空天院承擔的大科技基礎設施改造項目「遙感數據異地備份系統改造」系統的各項功能和技術指標均達到任務書要求,順利通過驗收。

該項目的完成解決了中國遙感衛星地面站原有異地備份系統設備老化、故障率上升、軟體升級困難等問題,建立了一套能承載地面站未來十年數據增長需求且易於擴展的異地備份系統。改造後的異地備份系統顯著提高了數據的備份效率和備份能力,為地面站的數據安全提供最後一道防線。

遙感數據一般指遙感影像。是指記錄各種地物電磁波大小的膠片或照片,主要分為航空像片和衛星相片。用計算機處理的遙感圖像必須是數字圖像。以攝影方式獲取的模擬圖像必須用圖像掃描儀等進行模/數(A/D)轉換;以掃描方式獲取的數字數據必須轉存到一般數字計算機都可以讀出的CCT等通用載體上。

計算機圖像處理要在圖像處理系統中進行。圖像處理系統是由硬體(計算機、顯示器、數位化儀、磁帶機等等)和軟體(具有數據輸入,輸出,校正,變換,分類等功能)構成。圖像處理內容主要包括校正、變換和分類。

異地備份系統是將數據在另外的地方實時產生一份可用的副本,此副本的使用不需要做數據恢復,可以將副本立即投入使用。這就是異地備份。

異地備份的數據複製有如下實現方式:

基於主機。基於主機的數據複製技術,可以不考慮存儲系統的同構問題,只要保持主機是相同的作業系統即可,而也存在支持異構主機之間的數據複製軟體,如BakBone NetVault Replicator就可以支持異構伺服器之間的數據複製,可以支持跨越廣域網的遠程實時複製。缺點是需要佔用一點主機資源。

基於存儲系統。利用存儲系統提供的數據複製軟體,複製的數據流通過存儲系統之間傳遞,和主機無關。這種方式的優勢是數據複製不佔用主機資源,不足之處是需要災備中心的存儲系統和生產中心的存儲系統有嚴格的兼容性要求,一般需要來自同一個廠家的存儲系統,這樣對用戶的災備中心的存儲系統的選型帶來了限制。

基於光纖交換機。這項技術正在發展中,利用光纖交換機的新功能,或者利用管理軟體控制光纖交換機,對存儲系統進行虛擬化,然後管理軟體對管理的虛擬存儲池進行卷管理、卷複製、卷鏡像等技術,來實現數據的遠程複製。比較典型的有Storag-age,Falcon等。

基於應用的數據複製。這項技術有一定局限性,都是針對具體的應用。主要利用資料庫自身提供的複製模塊來完成,比如OracleDataGuard,Sybase Replication 等。

自動的異地遠程恢復任務被定義有七種層次:

1. 無異地數據備份(No off-site Data)

被定義為沒有信息存儲的需求,沒有建立備份硬體平臺的需求,也沒有發展應急計劃的需求,數據僅在本地進行備份恢復, 沒有數據送往異地。這種方式是最為低成本的災難備份解決方案,但事實上這種災難備份並沒有真正災難備份的能力,因為它的數據並沒有被送往遠離本地的地方,而數據的恢復也僅是利用本地的記錄。

2. PTAM車輛轉送方式( Pickup Truck Access Method)

災難備份方案需要設計一個應急方案,能夠備份所需要的信息並將它存儲在異地,然後根據災難備份的具體需求,有選擇地建立備份平臺, 但事先並不提供數據處理的硬體平臺。

PTAM是一種用於許多中心備份的標準方式,數據在完成寫操作之後,將會被送到遠離本地的地方,同時具備有數據恢復的程序。在災難發生後,一整套系統和應用安裝動作需要在一臺未啟動的計算機上重新完成。系統和數據將被恢復並重新與網絡相連。這種災難備份方案相對來說成本較低(僅僅需要傳輸工具的消耗以及存儲設備的消耗)。 但同時有難於管理的問題,即很難知道什麼樣的數據在什麼樣的地方。一旦系統可以工作,標準的做法是首先恢復關鍵應用,其餘的應用根據需要恢復。這樣的情況下,恢復是可能的,但需要一定的時間,同時依賴於什麼時候硬體平臺能夠被提供準備好。

3. PTAM卡車轉送方式+熱備份中心 (PTAM+Hot Site)

相當於是Tier 1再加上具有熱備份能力中心的災難備份。熱備份中心擁有足夠的硬體和網絡設備去支持關鍵應用的安裝需求。對於十分關鍵的應用,在災難發生的同時,必須在異地有正運行著的硬體平臺提供支持。這種災難備份的方式依賴於用PTAM的方法去將日常數據放在異地存儲,當災難發生的時候,數據再被移動到一個熱備份的中心。雖然移動數據到一個熱備份中心增加了成本,但卻明顯降低了災難備份的時間。

4. 電子傳送(Electronic Vaulting)

是在Tier 2的基礎上用電子鏈路取代了車輛進行數據傳送的災難備份。接收方的硬體平臺必須與生產中心物理地相分離,在災難發生後,存儲的數據用於災難備份。由於熱備份中心要保持持續運行,因此增加了成本。但確實是消除了運送工具的需要,提高了災難備份的速度。

5. 活動狀態的備份中心 (Active Secondary Site)

這種災難備份要求兩個中心同時處於活動狀態並管理彼此的備份數據,允許備份行動在任何一個方向發生。接收方硬體平臺必須保證與另一方平臺物理地相分離,在這種情況下,工作負載可以在兩個中心之間被分擔,兩個中心之間之間彼此備份。在兩個中心之間,彼此的在線關鍵數據的拷貝不停地相互傳送著。在災難發生時,需要的關鍵數據通過網絡可迅速恢復,通過網絡的切換,關鍵應用的恢復時間也可降低到了小時級。

6. 兩中心兩階段確認 (Two-Site Two-Phase Commit)

是在Tier 4的基礎上在鏡像狀態上管理著被選擇的數據 (根據單一commit範圍,在本地和遠程資料庫中同時更新著數據),也就是說,在更新請求被認為是滿意之前,Tier 5需要生產中心與備份中心的數據都被更新。我們可以想像這樣一種情景,數據在兩個中心之間相互映像,由遠程two-phase commit來同步,因為關鍵應用使用了雙重在線存儲,所以在災難發生時,僅僅傳送中的數據被丟失,恢復的時間被降低到了小時級。

7. 零數據丟失 (Zero Data Loss)

可以實現零數據丟失率,同時保證數據立即自動地被傳輸到備份中心。Tier 6被認為是災難備份的最高的級別,在本地和遠程的所有數據被更新的同時,利用了雙重在線存儲和完全的網絡切換能力。Tier 6是災難備份中最昂貴的方式,也是速度最快的恢復方式,恢復的時間被降低到了分鐘級。對於Tier 6 的災難備份解決方案,可以應用兩種遠程拷貝技術來實現,即PPRC同步遠程拷貝和XRC異步遠程拷貝。

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