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数据备份

企业命脉，数据备份全攻略

作者：

茶乡浪子   更新时间：

2004-10-11

【IT168专稿】随着计算机网络的普及应用和企事业单位网络数据的不断增加，大家都开始关注网络数据的重要性了。

对于一般企业来讲，或许并不是非常重要，最多不过就是一些日常行政文件和简单的销售记录；而对于一个以电子商务为经营手段的企业来讲，网络数据是企业赖以生存的基础，可以说就是整个企业的生命。

这些数据一旦损坏或丢失，都将对企业造成不可估量的损失。

对于像电信、金融、证券等行业，那更是如此。

由此，人们开始关注如何来确保数据的完好，而数据备份则是唯一的解决方案。

本文要向大家介绍数据备份方面的主要知识。

一、三种常用的数据备份方式

1.全备份（FullBackup）

所谓全备份，就是对整个服务器系统进行备份，包括服务器操作系统和应用程序生成的数据。

这种备份方式的特点就是备份的数据最全面、最完整。

当发生数据丢失的灾难时，只要用一盘磁带（即灾难发生前一天的备份磁带），就可以恢复全部的数据。

但它也有不足之处：

首先，由于是对整个服务器系统进行备份，因此数据量非常大，占用备份的磁带设备比较多，备份时间比较长。

如果每天进行这种全备分，则在备份数据中会有大量内容是完全重复的，例如操作系统与应用程序。

这些重复的数据占用了大量的磁带空间，这对用户来说就意味着增加成本。

这种备份方式通常只是在备份的最开始一、两天采用。

2.增量备份（IncrementalBackup）

增量备份指每次备份的数据只是相当于上一次备份后增加的和修改过的数据，注意是相对上一次备份而增加或修改过的数据。

这种备份的优点很明显：

没有重复的备份数据，节省磁带空间，又缩短了备份时间。

但它的缺点在于当发生灾难时，恢复数据比较麻烦。

举例来说，如果系统在星期四的早晨发生故障，那么现在就需要将系统恢复到星期三晚上的状态。

这时，管理员需要找出星期一的完全备份磁带进行系统恢复，然后再找出星期二的磁带来恢复星期二的数据，最后再找出星期三的磁带来恢复星期三的数据。

很明显，这比第一种策略要麻烦得多。

另外，在这种备份下，各磁带间的关系就像链子一样，一环套一环，其中任何一盘磁带出了问题，都会导致整条链子脱节。

这种备份方式适用于进行了完全备份后的后续备份。

3.差分备份（DifferentialBackup）

差分备份就是每次备份的数据是相对于上一次全备份之后新增加的和修改过的数据，注意这是相对上一次全备份之后新增加或修改过的数据，而并不一定是相对上一次备份。

管理员先在星期一进行一次系统完全备份；然后在接下来的几天里，再将当天所有与星期一不同的数据（增加的或修改的）备份到磁带上。

差分备份无需每天都做系统完全备份，因此备份所需时间短，并节省磁带空间，它的灾难恢复也很方便，系统管理员只需两盘磁带，即系统全备份的磁带与发生灾难前一天的备份磁带，就可以将系统完全恢复。

这种备份方式也适用于进行了完全备份后的后续备份。

二、常见的数据备份设备

1.磁盘阵列

磁盘阵列又叫RAID（RedundantArrayofInexpensiveDisks，廉价磁盘冗余阵列）是我们见得最多，也是用得最多的一种数据备份设备，同时也是一种数据备份技术。

它是指将多个类型、容量、接口，甚至品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列，使其能以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据，从而达到提高数据读取速度和安全性的一种手段。

磁盘阵列读写方式的基本要求是，在尽可能提高磁盘数据读写速度的前提下，必须确保在一张或多张磁盘失效时，阵列能够有效地防止数据丢失。

磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快，其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量，并将数据有选择性地分布在多个磁盘上，从而提高系统的数据吞吐率。

另外，磁盘阵列还能够免除单块硬盘故障所带来的灾难后果，通过把多个较小容量的硬盘连在智能控制器上，可增加存储容量。

磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储备份设备。

这种磁盘阵列备份方式适用于大多数，对数据传输性能要求不是很高的中小企业选用。

磁盘阵列有多种部署方式，也称RAID级别，不同的RAID级别，备份的方式也不同，目前主要有RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等几种，也可以是几种独立方式的组合，如RAID10就是RAID0与RAID1的组合。

磁盘阵列需要有磁盘阵列控制器，在有些服务器主板中就自带有这个RAID控制器，提供了相应的接口。

而有些服务器主板上没有这种控制器，这样，需要配置RAID时，就必须外加一个RAID卡（阵列卡）插入服务器的PCI插槽中。

RAID控制器的磁盘接口通常SCSI接口，不过目前也有一些RAID阵列卡提供了IDE接口，使IDE硬盘也支持RAID技术。

同时，随着SATA接口技术的成熟，基于SATA接口的RAID阵列卡也是非常之多的。

目前一些服务器厂商都开发有自己专用的RAID阵列卡，如图1所示的就是IBM的一款单通道磁盘阵列卡ServerRaid4Lx，它支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10这么几种阵列方式。

也有一些阵列卡提供2个，甚至4个磁盘接口通道，如图1右图所示的是一款双通道的SCSI接口RAID阵列卡。

图1

如图2所示的是SYBA公司的一款UltraATA133（IDE/13）阵列卡，它具有高达每秒133MB的传输速率，支持UltraATA133硬盘，向下兼容UltraATA10066/33标准。

支持RAID0、1、0+1阵列方式，支持UltraATA硬盘CRC检测，最多可连接4个IDE/ATA设备，支持Windows98se/ME/2000/NT/XP/MacOS操作系统。

图2

如图3所示的是SYBA公司的一款SATA-150阵列卡，支持串行ATA150传输规格，可达到每秒150MB的峰值传输速度。

双通道串行ATA接口共可支援两组并行ATA硬盘，对应48-bitLBA模式，支持137GB以上容量硬盘、Raid0及Raid1阵列方式和Windows98／Me／NT4.0／2000／XP、Linux操作系统。

图3

2.光盘塔

CD-ROM光盘塔（CD-ROMTower）是由多个SCSI接口的CD-ROM驱动器串联而成的，光盘预先放置在CD-ROM驱动器中。

受SCSI总线ID号的限制，光盘塔中的CD-ROM驱动器一般以7的倍数出现。

用户访问光盘塔时，可以直接访问CD-ROM驱动器中的光盘，因此光盘塔的访问速度较快。

如图4就是一款9U规格的光盘柜。

图4

由于所采用的是一次性写入的CD-ROM光盘，所以不能对数据进行改写，光盘的利用率圆满解决低，所以通常只适用于不需要经常改写数据的应用环境选用，如一次性备份和一些图书馆之类的企业。

3.光盘库

CD-ROM光盘库（CD-ROMJukebox）是一种带有自动换盘机构（机械手）的光盘网络共享设备。

它带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜，它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。

光盘库一般配置有1~6台CD-ROM驱动器，可容纳100~600片CD-ROM光盘。

用户访问光盘库时，自动换盘机构首先将CD-ROM驱动器中光盘取出并放置到盘架上的指定位置，然后再从盘架中取出所需的CD-ROM光盘并送入CD-ROM驱动器中。

光盘库的特点是：

安装简单、使用方便，并支持几乎所有的常见网络操作系统及各种常用通讯协议。

由于光盘库普遍使用的是标准EIDE光驱（或标准5片式换片机），所以维护更换与管理非常容易，同时还降低了成本和价格。

又因光盘库普遍内置有高性能处理器、高速缓存器、快速闪存、动态存取内存、网络控制器等智能部件，使得其信息处理能力更强。

这种有巨大联机容量的设备非常适用于图书馆一类的信息检索中心，尤其是交互式光盘系统、数字化图书馆系统、实时资料档案中心系统、卡拉OK自动点播系统等。

如图5所示的是GRUNDIG光盘库系列产品，它适应各种应用场合，光盘的数量从35张（最大存储量为297GB）到560张（最大存储量为4.76TB）。

如图6所示的是HPex系列光盘库产品，它的容量高达1.2TB，具有一次可擦写功能。

图5

图6

上述三种类型的产品由于各自的特点决定了它们各自不同的用途。

硬盘阵列由于它的访问速度非常快，所以它主要用于数据的实时共享，还可以用于小型的VOD点播系统。

CD-ROM光盘塔的光驱访问速度相比于硬盘来说，速度慢了一些，而且光驱数量有限，数据源很少，所以供同时使用的用户数量也很少，但是由于光驱的价格很低，作为低端产品，它还是能够适用于一些用户的要求。

CD-ROM光盘库的数据访问速度与CD-ROM光盘塔速度差不多，但是它所能提供的数据量更大些。

4.磁带机

磁带机是我们最常用的数据备份设备，按它的按带方式可分为人工加载磁带机和自动加载磁带机两大类。

人工加载磁带机在换磁带时需要人工干预，因只能备份一盘磁带，所以只适用于备份数据量较小的中小型企业选用（通常为8GB、24GB和40GB）；自动加载磁带机则可在一盘磁带备份满后，自动卸载原有磁带，并加载新的空磁带，适用于备份数据量较大的大、中型企业选用。

自动加载磁带机可以备份100GB—200GB或者更多的数据。

自动加载磁带机能够支持例行备份过程，自动为每日的备份工作装载新的磁带。

如图7所示的是HP的一款surestoredat40X6（40gbx6）自动加载磁带机，它包含一个可移动的6槽机匣。

它支持的记录格式有：

ANSI/ISO/ECMADDS-2、DDS-3和DDS-4。

所支持的磁带介质有：

DDS-4（40GB）、DDS-3（24GB）和DDS-2（8GB）等。

支持的接品类型有：

LVD/SEWideUltraSCSI-2。

图7

如图8所示的是HP的一款SureStoreDAT24人工加载磁带机。

最适于IT专业部门规模不大的公司内部的中型网络。

内含网络服务器和工作站专用备份软件，采用HP单键式灾难恢复技术，TapeAlert软件可实现对备份过程实施连续监视。

最大具有24GB数据存储容量，传输率达每小时7.2GB，支持HPDDS－3磁带介质。

图8

5.磁带库

磁带库是像自动加载磁带机一样的基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。

它的存储容量可达到数百PB（1PB=100万GB），可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。

磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。

在网络系统中，磁带库通过SAN（StorageAreaNetwork-存储局域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据访问、数据存储备份，或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份，无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。

如HPStorageWorksESL9000系列磁带库，它提供了高容量关键任务无人值守备份和恢复的颠峰解决方案，是满足大型服务器池和集中式备份/恢复要求的完美选择。

ESL9000系列磁带库提供组件级冗余及高容量，可以实现多年的全自动操作。

如图9的左、右图即为HP的这个ESL9000系列的两个磁带库。

图9

6.光盘网络镜像服务器

光盘网络镜像服务器是继第一代的光盘库和第二代的光盘塔之后，最新开发出的一种可在网络上实现光盘信息共享的网络存储设备。

光盘镜像服务器有一台或几台CD-ROM驱动器。

网络管理员即可通过光盘镜像服务器上的CD-ROM驱动器将光盘镜像到服务器硬盘中，也可利用网络服务器或客户机上的CD-ROM驱动器将光盘从远程镜像到光盘镜像服务器硬盘中。

光盘网络镜像服务器不仅具有大型光盘库的超大存储容量，而且还具有与硬盘相同的访问速度，其单位存储成本（分摊到每张光盘上的设备成本）大大低于光盘库和光盘塔，因此光盘网络镜像服务器已开始取代光盘库和光盘塔，逐渐成为光盘网络共享设备中的主流产品。

光盘镜像服务器本身就是一台WWW服务器，客户机可通过WWW浏览器直接对光盘镜像服务器直接镜像远程访问和检索。

光盘镜像服务器一般支持多种网络操作系统，如WINDOWSNT、UNIX和NETWARE等，具有很强的可访问性。

光盘镜像服务器还有很强的可拓展性，用户可根据实际需求通过给光盘镜像服务器增加硬盘来扩充服务器的容量。

光盘镜像服务器一般采用BNC和RJ-45标准网络接口，不需要任何网络文件服务器就可直接上网，不需要在网络服务器和客户端安装任何软件，用户仅须将网线接到网络HUB上，插上电源，输入IP地址信息后便可以使用。

光盘镜像服务器的设置、升级和管理均可通过WEB浏览器或网上邻居远程进行，无需网络管理员东奔西跑。

光盘镜像服务器发生故障时，只影响到本身文件的访问，不会影响到整个网络的正常运行。

光盘镜像服务器将光盘的信息存储和读取功能分离，凭借硬盘的高速存取能力来共享光盘信息资源，因此光盘镜像服务器的访问速度要比光盘库或光盘塔要快几十倍。

光盘镜像服务器在容量和速度等性能指标方面均超过光盘库或光盘塔，但其单位容量成本却大大低于光盘库或光盘塔。

光盘镜像服务器给学校、图书馆、档案馆、设计院所、医院、公司或政府机关等客户提供了一种性价比很高的光盘网络共享解决方案，光盘镜像服务器目前已开始取代光盘库和光盘塔，成为光盘网络共享的主流产品。

目前，又开发了具有不仅镜像光盘文件，还可镜像硬盘、软盘，网站内容，而且具备RAID和刻录功能的文件镜像服务器。

如图10所示的是国内清华紫光公司的一款光盘镜像服务器（UNISTORECDM），它最大可容纳8块320G的IDE硬盘，镜像640片容量为4GB的光盘，是市场上解决非PC的光盘网络资源存取产品中容量较大的设备。

由于采用IDE接口和硬盘，大大降低了购置成本和维护成本，可轻易取代昂贵的光盘柜类型的产品。

图10

如图11是清华紫光的另一款光盘镜像服务器（UNISTORECDF），它最大能容纳8块IDE硬盘，通过内部管理软件可将硬盘划分成文件镜像和文档共享两种模式，最多可镜像1000片容量不限的光盘，可将档案资料储存在255个容量不限的文件目录下，是市场上解决网络资源存取产品中容量较大的设备。

图11

如图12所示的是清华同方的CDM-2000T/S光盘镜像服务器，它是一种可以直接上网的光盘共享存储设备，采用了信息存储领域的NAS（NetworkAttachedStoroge）存储技术，整机形式给用户提供了一种简便的全新的CD-ROM和DVD-ROM光盘数据共享解决方案。

图12

三、数据备份软件简介

最后介绍一下，在数据备份中常用的软件。

在微软的WindowsNT4.0/2000/Server2003系统中都提供了专用于数据备份和恢复的工具软件，对于一般的中小型企业利用Windows系统中的这个工具软件即可满足要要求了，但对于一些大型企业网络，通常选用专业的数据备份软件，如全球最著名的数据存储解决方案供应商VERITAS的BackupExec就是一款功能非常强大，应用非常广的专业备份软件，目前最新版本为9.0，它有适用于几乎所有主流网络操作系统的版本。

还有IBM的Tivoli和Legato公司的NetWorker等。

大家根据自己企业的实际需要选用了，Windows系统自带的功能已足够强，而且相当于免费，其它软件需另外购买，而且价格不菲，当然功能会更强大些。

数据备份与数据容灾全解析

作者：

茶乡浪子   更新时间：

2004-06-22

【IT168 专稿】许多读者对经常听到的数据容灾这种说法不理解，把数据容灾与数据备份等同起来，其实这是错误的。

为此，笔者在本文中要向大家解释数据容灾与数据备份的区别，同时还将介绍几种典型的数据容灾等级和关键技术。

首先来看一下数据容灾与数据备份的联系。

一、数据容灾与数据备份的联系

企业关键数据丢失会中断企业正常商务运行，造成巨大经济损失。

要保护数据，企业需要备份容灾系统。

但是很多企业在搭建了备份系统之后就认为高枕无忧了，其实还需要搭建容灾系统。

数据容灾与数据备份的联系主要体现在以下几个方面：

1.数据备份是数据容灾的基础

数据备份是数据高可用的最后一道防线，其目的是为了系统数据崩溃时能够快速的恢复数据。

虽然它也算一种容灾方案，但这种容灾能力非常有限，因为传统的备份主要是采用数据内置或外置的磁带机进行冷备份，备份磁带同时也在机房中统一管理，一旦整个机房出现了灾难，如火灾、盗窃和地震等灾难时，这些备份磁带也随之销毁，所存储的磁带备份也起不到任何容灾功能。

2．容灾不是简单备份

真正的数据容灾就是要避免传统冷备份所具有先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统。

容灾按其容灾能力的高低可分为多个层次，例如国际标准SHARE78定义的容灾系统有七个层次：

从最简单的仅在本地进行磁带备份，到将备份的磁带存储在异地，再到建立应用系统实时切换的异地备份系统，恢复时间也可以从几天到小时级到分钟级、秒级或0数据丢失等。

无论是采用哪种容灾方案，数据备份还是最基础的，没有备份的数据，任何容灾方案都没有现实意义。

但光有备份是不够的，容灾也必不可少。

容灾对于IT而言，就是提供一个能防止各种灾难的计算机信息系统。

从技术上看，衡量容灾系统有两个主要指标：

RPO（RecoveryPointObject）和RTO（RecoveryTimeObject），其中RPO代表了当灾难发生时允许丢失的数据量；而RTO则代表了系统恢复的时间。

3.容灾不仅是技术

容灾是一个工程，而不仅仅是技术。

目前很多客户还停留在对容灾技术的关注上，而对容灾的流程、规范及其具体措施还不太清楚。

也从不对容灾方案的可行性进行评估，认为只要建立了容灾方案即可高枕无忧，其实这具有很大风险的。

特别是在一些中小企业中，认为自己的企业为了数据备份和容灾，整年花费了大量的人力和财力，而结果几年下来根本就没有发生任何大的灾难，于是放松了警惕。

可一旦发生了灾难时，后悔晚矣！

这一点国外的跨国公司就做得非常好，尽管几年下来的确未出现大的灾难，备份了那么磁带，几乎没有派上任何用场，但仍一如既往、非常认真地做好每一步，并且基本上每月都有对现行容灾方案的可行性进行评估，进行实地演练。

二、数据容灾等级

设计一个容灾备份系统，需要考虑多方面的因素，如备份/恢复数据量大小、应用数据中心和备援数据中心之间的距离和数据传输方式、灾难发生时所要求的恢复速度、备援中心的管理及投入资金等。

根据这些因素和不同的应用场合，常见的容灾备份等级有以下四个：

第0级：

本地备份、本地保存的冷备份

这一级容灾备份，实际上就是上面所指的数据备份。

它的容灾恢复能力最弱，它只在本地进行数据备份，并且被备份的数据磁带只在本地保存，没有送往异地。

  在这种容灾方案中，最常用的设备就是磁带机，当然根据实际需要可以是手工加载磁带机，也可以是自动加载磁带机。

前者主要适用于存储数据容量较小的中小型企业，主要产品有IBM的TotalStorageUltrium外置式磁带机3580（如图1所示），单盒磁盘窝囊可达200GB，压缩后可存储400GB数据，可满足绝大多数中小企业，乃至大型企业数据备份需求。

HP的磁带机产品线更是非常全面，手工加载的磁带机目前主要有HPSurestoreDAT24、HPSurestoreDAT40、HPStorageWorksDAT72（如图2所示），它们单盘磁带所能存储的容量分别是24GB、40GB和72GB，不同用户可灵活选择，另外HP还有一个LTO-Ultrium磁带机系列磁带机（如图3所示）和DLT/SDLT系列磁带机（如图4所示）。

图1

图2

图3

图4

自动加载磁带机中IBM主要有TotalStorage企业磁带机3592（如图5所示），HP有StorageWorksDAT40x6T（如图6所示）等。

图5

图6

注：

以上只是拿IBM和HP这两个著名品牌的产品作代表进行说明，其实还有许多其它品牌的磁带机产品可选择，如日立、索尼、富士通等。

除了选择磁带机外，还可选择磁带库、光盘塔、光盘库等存储设备进行本地备份存储。

第1级：

本地备份、异地保存的冷备份

在本地将关键数据备份，然后送到异地保存，如交由银行保管。

灾难发生后，按预定数据恢复程序恢复系统和数据。

这种容灾方案也是采用磁带机等存储设备进行本地备份，这些磁带设备的选择可参见前面介绍。

同样还可以选择磁带库、光盘库等存储设备。

我们常常见到一些公司为了避免备份磁带因机房安全问题而出现磁带被除数盗、被毁，通常是把备份磁带，特别是月以上的备份磁带放入专门的保险柜，甚至租用银行的专门保险箱来存放这些备份磁带。

但这还不能说是万元一失，原因就是，一般来说这些保管磁带的地点与所在公司在同一城市中，万一出现了地震、战争之类的自然灾难，这些备份磁盘还是难逃厄运。

第2级：

热备份站点备份

在异地建立一个热备份点，通过网络进行数据备份。

也就是通过网络以同步或异步方式，把主站点的数据备份到备份站点。

备份站点一般只备份数据，不承担业务，拓扑结构（如图7所示）。

当出现灾难时，备份站点接替主站点的业务，从而维护业务运行的连续性。

拓扑结构

这种异地远程数据容灾方案的容灾地点通常要选择在距离本地不小于20公里的范围，采用与本地磁盘阵列相同的配置，通过光纤以双冗余方式接入到SAN网络中，实现本地关键应用数据的实时同步复制。

在本地数据及整个应用系统出现灾难时，系统至少在异地保存有一份可用的关键业务的镜像数据。

该数据是本地生产数据的完全实时拷贝。

对于企业网来说，建立的数据容灾系统由主数据中心和备份数据中心组成。

其中，主数据中心采用高可靠性集群解决方案设计，备份数据中心与主数据中心通过光纤相连接。

主数据中心系统配置主机包括两台或多台服务器以及其他相关服务器，通过安装HA软件组成多机高可靠性环境。

数据存储在主数据中心存储磁盘阵列中。

同时，在异地备份数据中心配置相同结构的存储磁盘阵列和一台或多台备份服务器。

通过专用的灾难恢复软件可以自动实现主数据中心存储数据与备份数据中心数据的实时完全备份。

在主数据中心，按照用户要求，还可以配置磁带备份服务器，用来安装备份软件和磁带库。

备份服务器直接连接到存储阵列和磁带库，控制系统的日常数据的磁带备份。

其中，光传输设备作为两个数据中心之间的传输设备，两个数据中心利用光传输设备通过光纤组成光自愈环，可提供总共高达80G（保护）和160G（非保护）的通信带宽。

第3级：

活动互援备份

这种异地容灾方案与前面介绍的热备份站点备份方案差不多，不同的只是（图7所示）的主、从系统不再是固定的，而是互为对方的备份系统。

这两个数据中心系统分别在相隔较远的地方建立，它们都处于工作状态，并进行相互数据备份。

当某个数据中心发生灾难时，另一个数据中心接替其工作任务。

通常在这两个系统中的光纤设备连接中还提供冗余通道，以备工作通道出现故障时及时接替工作，当然采取这种容灾方式的主要是资金实力较为雄厚的大型企业和电信级企业。

这种级别的备份根据实际要求和投入资金的多少，又可分为两种：

①两个数据中心之间只限于关键数据的相互备份；

②两个数据中心之间互为镜像，即零数据丢失等。

零数据丢失是目前要求最高的一种容灾备份方式，它要求不管什么灾难发生，系统都能保证数据的安全。

所以，它需要配置复杂的管理软件和专用的硬件设备，需要投资相对而言是最大的，但恢复速度也是最快的。

以上两种热备份方式就不再是传统的磁带冷备份方式了，而是通SAN之类先进的通道技术，把服务器数据同步，或异步存储（镜像方式）在远程专用存储设备（也可