一数据备份概述惠普自动化备份解决方案.docx
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一数据备份概述惠普自动化备份解决方案
JA辽宁建安数码系统集成工程有限公司惠普自动化备份解决方案
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一．数据备份概述
1.1问题的提出
随着数据的积累和增长，目前企业面临的最大挑战之一是如何处理对大量数
据的透明存取，同时网络的规模越大、计算机应用的越深入、数据量越多，数据
的安全对于企业的运转也越来越显得重要。
这就提出了数据存储管理方面的要
求。
数据存储管理主要面向三方面的需求:
提供数据中心的概念
在当前多平台、分布式环境下如何将企业计算数据和历史数据集中起来？
通
过数据备份，不仅可以保留现存硬盘数据的一份拷贝，还可以保留众多的历史数
据，从而为计算机系统的长期使用提供了数据基础。
面向灾难恢复
保留一份硬盘数据的后援备份，可以实现小到系统误操作，大至由非计算机
系统因素引起的灾难，如火灾、地震后的数据恢复和系统重建。
有利于应用系统数据的安全检查
通过保留各个时间点的计算机系统数据，可以检查连续运行的数据库系统的
数据安全。
数据存储管理系统的英文名称为DataStorageManagementSystem。
主要实现
全自动的数据备份和恢复，并通过定期对历史数据进行归档处理（将某类具有特
定意义的数据永久保留到存储介质上，以备今后查询及决策），确保系统内有足
够的硬盘空间用于后续数据的存储。
此外通过对用于数据存储的媒体进行自动
的、高效的管理，使得“Light-out”的数据管理模式得以真正实现。
1.2数据管理面临的挑战
在电子商务时代，计算机的存储需求已经发生了变革，传统的备份到一盘磁
带上的方式正在向企业范围内多数据源的数据备份方式转移。
这种新型的数据备
份方式要求不受时间的限制，并需要实现从一个中心地点对所有相关功能的管
理。
二十年前，网络存储还是一件十分新鲜的事情。
而如今，存储就是网络已经
成为一种共识。
如果一种存储管理解决方案不能实现对您所有存储需求的管理，
它就不能成为真正意义上的存储解决方案。
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随着数据量的升级，与存储相关的硬件需求也在不断地增长。
到2003年，
在整个IT硬件的预算中，与存储相关的硬件预算将达到75%。
而管理这些设备
和介质所涉及的费用更将是数倍于它们的采购成本。
尽管当今的网络存储结构为
存储的连接、硬件拓扑、设备互连、网络传输和访问提供了新的选择，但存储局
域网（SAN）和网络存储（NAS）技术在给我们带来优势的同时也带来了管理上
的挑战。
另外，还有来自于管理这些存储体系架构本身的挑战。
新的商业模式的出现
要求应用具有不间断的可用性。
而对于企业来说，它们所需要的存储基础架构管
理解决方案（诸如数据复制等）必须确保即使是在出现重大问题时也要确保最终
用户的不间断工作。
具体地讲，我们可以将挑战分为以下四个方面
挑战管理成本IT环境的复杂化。
从以主机架构为中心的集中计算、以微型
计算机为中心的分布式在线计算、以服务器/客户机为中心的网络个人计算到现在以普及信息时代为中心的无线Internet，以存储为中心的计算成为了企业系统
管理的核心内容。
企业需要新的策略与工具，更重要的是掌握多种技能的技术人
员，对整个基础设施中的存储功能进行系统的管理。
管理成本成为企业IT花费
的主要部分。
存储产品和存储管理公司Aberdeen的调研部经理DavidG.Hill表示：
“存储
量的增长速度大大超过了管理它的人员的增长。
类似CABrightStor系列的存储
管理软件将为企业迎接这一管理挑战提供了强大的自动功能和生产力。
CA
BrightStor系列产品能够满足不同平台的存储管理需求，BrightStor将承诺为负荷
过重的存储专业人士带来更美好的明天。
”
挑战高可用性对数据更多地访问与零等待时间。
信息必须是可用的和完全
有效的，而无论它保存在何处，根据用户的要求能够快速重新分配存储资源，更
多的应用和服务器需要更多的系统管理资源，并且可以进行自由和即时的信息交
换。
挑战可扩展性异构平台成为规范。
企业需要不同的服务器与存储平台，快
速支持新应用、不断变化的性能要求和新的服务器。
技术迅速更新。
保护投资与
系统的可扩展，对更大灵活性的需求需要根据情况集成新型存储技术的出色能
力。
挑战高性能关键数据的保护与应用。
关键信息系统必须永不停顿，系统应该
能够提供全面的数据保护和恢复功能，大幅度降低受损数据的恢复成本，在尽量
避免进行恢复的同时保证恢复过程的快速有效。
同时大大减少创建数据保护备份
所需的时间，在复制与备份的过程中对应用不产生任何影响。
因此，企业不仅需要领先的存储技术，更需要一种将各种存储技术都包容在
一起的存储管理体系。
对存储和IT基础结构而言，以上的要求已经从关键性业
务成为标准需求。
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1.3国内数据管理的现状
计算机界往往会用服务器与磁带机的连接率，即一百台服务中有多少配
置了磁带机，来作为评价备份普及程度和对网络数据完全重视程度的一
个重要衡量指标。
从统计数据看，只有国内10%的服务器联有备份设备，
而在国外服务器连接率则达到80%，客户机则达到5%。
除了重视的程度不够，应用程度上也远远不够。
目前国内备份工作是采
用传统的磁带机及操作系统自带的备份恢复命令，操作复杂，备份耗时
长，工作需要人工干预，对备份的管理跟不上，难以形成制度化。
磁带只有存放数据的功能，不易进行归档、异地存放和实现规范化管理。
多种平台的备份方式不同，各个机器备份下来的磁带难以管理。
数据分散在不同的机器上，不同的应用上，管理分散，安全性得不到保
证。
1.4备份概念的理解
系统失效的严重后果
随着市场竞争越来越激烈，对于大型企业很难负担关键业务宕机所造成的负
面影响，数据丢失更意味着灭顶之灾。
所谓计算机灾难性事故就是指发生计算机数据被破坏或丢失、网络系统故障
等意外情况，不能或者在允许的时间内不能恢复到正常的业务状态，导致计算机
应用系统瘫痪、对外服务中断的恶性事故。
这种事故不同于一般的计算机软、硬
件故障，它具有突发性、全局性和破坏性等特点，一般发生较少，一旦发生则破
坏性极大，大量客户数据的丢失、正常业务的长时间中断，足以导致一家营业机
构的瘫痪或倒闭，甚至在一定范围内造成社会震荡。
电子运行风险正日益成为金
融风险的一个重要内容。
根据国外的统计数据，大型如果连续10天的系统失效，就会影响年收入的
3%。
而为了恢复数据所花费的时间和金钱也是相当惊人的。
在国内，也不乏这样的教训。
——某县工行营业部去年曾发生储蓄业务微机硬盘故障，硬盘业务数据全部
丢失，而数据备份又不正常且备份操作本身就有问题，操作员一直没有发现，造
成数据无法恢复，业务中断。
后来紧急调集全行储蓄操作员，在对外封锁消息的
情况下，日夜不停地重新补记半年多的帐务，才将数据基本恢复，业务被迫中断
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达一周之久。
——报载，不愿透露单位名称的某行一位处长向记者讲述了不久前发生在该行的信用卡系统故障，造成全市的信用卡机器全部歇业。
连夜用一种两个GB的单机磁带机做备份，落后的设施使备份进行了近三个小时。
当时该行所有领导全部到场，现场气氛紧张得令人窒息，因为在场的每一个人都知道，这么长时间的
备份万一失败，将意味着什么。
事后，该行痛下决心，立即购买最先进的数据备
份系统。
——九七年四月下旬，香港某银行计算机系统的不间断电源（UPS）严重失
效，导致中枢电脑系统停机，造成"该行一百三十年以来最严重的事故"。
故障
期间，该银行电话理财服务全部中断，数百台ATM不能操作，提款、外币兑换
服务不能进行，这次重大事故立刻成为传媒的焦点，给该行业务和信誉造成极大
损失。
系统失效原因分析
分析网络系统环境中数据被破坏的原因，主要有以下几方面:
系统管理及维护人员的误操作。
自然灾害。
如水灾、火灾、雷击、地震等造成计算机系统的破坏，导致存储
的数据被破坏或丢失；
病毒感染造成的数据破坏。
病毒和数据的被攻击是与网络的扩大成正比的，
以Internet为特征的网络在简化信息交流的同时也简化了信息的毁灭，同时，国
内由于盗版软件的大量存在，也增加了数据被病毒吞噬的可能性；
Internet上外来"黑客"的侵入和内部网上的破坏者故意破坏数据。
计算机设备故障。
硬盘是机电设备，不可能做到永久地保存数据。
硬盘的任何损坏都可能丢失
数据甚至导致整个系统崩溃；
内存储器、网卡、电源乃至主板，任何一种硬件失效或遭到破坏都会使系统
无法正常运转。
在这种情况下，虽然数据完好地保存在磁盘中，但是在一个失效
的系统中，数据几乎毫无用处；
今天的商业系统已经很少在大型主机单独支持下运行，通常需要来自不同厂
家的多种系统软件协同支持。
因此，软件的升级、补丁文件，甚至同一软件小小
的更新，都可能导致整个系统失效。
这些现象在网络环境中并非罕见，因此，对于网络环境中存储数据的安全性
来说，威胁确实存在。
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备份的误区
在计算机系统中，最重要的不是软件、更不是硬件，而是存储在其中的数据。
虽然这种观念以被人们所广泛认同，但如何保护存储在网络系统中数据，在普遍
存在以下误区：
将硬盘备份等同与数据备份
误区之一：
是将磁盘阵列、双机热备份或者磁盘镜像当成备份
原因A：
从导致数据失效的因素可以看出，大部分造成整个硬件系统的瘫痪
的原因，硬件备份是无能为力的。
原因B：
硬件的备份是受其技术设计前提所约束的。
硬盘
硬盘驱动器是计算机中损坏率比较高的设备，这是由硬盘本身的工作原理所
决定的。
硬盘驱动器利用磁头与盘面间的相对运动来读写，头与盘间利用空气轴
承原理保持一定的间隙。
随着存储密度的增加，间隙越来越小，极易因振动或冲
击而造成头盘相撞，或因密封失效，使灰尘进入盘腔而引起盘片划伤，并且划伤
这一类损坏是无法修复的，通常会造成数据丢失的严重后果。
而且硬盘的损坏通
常是突发性，没有先兆的。
磁盘阵列
磁盘阵列（RAID）是采用若干个硬磁盘驱动器按一定要求组成一个整体。
其中
有一个热备份盘，其余是数据盘和校验盘。
整个阵列由阵列控制器管理，使用
上与一个硬磁盘一样。
磁盘阵列有许多优点。
首先是提高了存储容量。
单台硬磁盘的容量是有限的，
组成阵列后形成的"一台"硬磁盘容量将是单台的几倍或几十倍。
现在用于服务器
的磁盘阵列容量已达TB数量级。
其次，多台硬磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率。
第三，由于有校验技术，提高了可靠性。
如果阵列中有一台硬磁盘
损坏，利用其它盘可以重组出损坏盘上原来的数据，不影响系统正常工作，并且
可以在带电状态下更换坏的硬磁盘，阵列控制器自动把重组的数据写入新盘，或
写入热备份盘而使用新盘做热备份。
可见，磁盘阵列不会使还没有来得及写备份
的数据因盘损坏而丢失。
磁盘阵列的可靠性很高，但不等于不需要备份。
理由之一是，磁盘总会损坏，
一台盘坏了可以重组，两台盘同时坏了则无法重组。
这种情况的概率并不等于0。
因此，为了以防万一，重要的数据要及时做备份。
理由之二是磁盘阵列容量虽大
但也有限，而且每兆字节成本高，在阵列上长期保存不用的数据，既影响工作效
率，同时也是浪费。
双机热备份
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双机热备份技术是国内对于相关技术的俗称。
在国外，一般称为高可用系统
（HighAvailabilitySystem），它的基本原理是指同一个计算机应用软件系统，采用
两个或两个以上的主机/服务器硬件系统来支持。
当主要的主机/服务器发生故
障时，通过相应的技术，由另外的主机/服务器来承担应用软件运行所需的环境。
因此，它主要解决的问题是保持计算机应用软件系统的连续运作。
对于一些柜台
业务系统、大数据量连续处理系统来说，这种数据管理是必不可少的。
但对于天
灾人祸来说，双机备份也是无能为力的，根据统计数字，在所有造成系统失效的
原因当中，人为的错误是第一位的，对于人为的误操作，如错误地覆盖系统文件，
则会同样发生在热备份的机器上，此外，备份除了制作第二份拷贝的这一层含义，
还有一层历史资料的，双机热备也是无法作到的。
从上面的介绍中可以看出，无论是磁盘阵列也好，还是双机热备份，着重点
是增强了系统连续运行时的性能与可靠性，这些硬件备份与真正的备份概念还相
差很多。
将拷贝等同于备份
备份不能仅仅通过拷贝完成，因为拷贝不能留下系统的注册表等信息；而且
也不能留下历史记录保存下来，以做追踪；当数据量很大时，手工的拷贝工作又
是何其麻烦。
备份=拷贝+管理。
管理包括备份的可计划性、磁带机的自动化操
作、历史记录的保存以及日志记录等等。
将备份等同于数据备份
在网络环境中，系统文件和一些应用程序的安装相当麻烦，而且需要重新设
置各种参数和地址，这个过程通常会持续好几天，在这些系统环境恢复之前，数
据文件是无法使用的。
备份的概念
综上所述，网络用户的理想备份方案是用一种容量大、具有先进的自动管理功能，但价格又相对较低的设备对整个网络系统数据进行备份。
备份=网络系统备份。
应能提供对数据中心、分支机构和部门的完整备份，并能支持复杂的介质管理和高性能的文件系统及数据库/应用程序的备份。
1.5备份方案的选择
在选择备份系统之前，我们首先要把握备份的三个主要的特点：
备份最大的忌讳是在备份过程中因备份介质容量不足而更换介质，因为这会
降低备份数据的可靠性。
因此，存储介质的容量在备份选择中是最重要
的。
备份的目的是为了防备万一发生的意外事故，如自然灾害、病毒侵入、人为
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破坏等。
这些意外发生的频率不是很高，从这个意义上来讲，在满足备
份窗口需要的基础上，备份数据的存取速度并不是一个很重要的因素。
可管理性是备份中一个很重要的因素，因为可管理性与备份的可靠性密切相
关。
最佳的可管理性是指能自动化备份的方案。
保障网络系统的顺利运行，是每个用户最为关心的问题。
而网络备份的最终
目的，就是要解决这个问题。
所以，一份优秀的网络备份方案就要能够备份系统
所有的数据，在网络出现故障甚至损坏时，能够迅速地恢复网络系统和数据。
从
发现故障到完全恢复系统，理想的备份方案耗时不应超过半个工作日。
这样，如
果系统出现灾难性故障，我们就可以把损失降到最低。
我们在选择备份系统时，既要做到满足系统容量不断增加的需求，又需要所
用的备份软件能够支持多平台系统。
要做到这些，就要充分使用网络数据存储管
理系统，它是在分布式网络环境下，通过专业的数据存储管理软件，结合相应的
硬件和存储设备，对网络的数据备份进行集中管理，从而实现自动化的备份、文
件归档、数据分级存储及灾难恢复等。
一个完整的数据备份和灾难恢复方案，应包括备份模式的设定、备份硬件、
备份软件、备份策略和灾难恢复计划五个部分。
备份模式的设定
备份模式的一般分为DAS（DirectAttachedStorage:
直连的存储）、NAS
（NetworkAttachedStorage:
网络连接的存储）、SAN（StorageAreaNetwork:
存
储区域网）。
如何选择用户的备份模式，要根据用户的实际情况而定。
备份硬件
一般说来，丢失数据有三种可能：
人为的错误、漏洞和病毒、设备失灵。
时
下比较流行的解决方法包括硬盘介质存储、光学介质和磁带/磁带机存储技术。
与磁带/磁带机存储技术和光学介质备份相比，硬盘存储所需费用是极其昂贵
的。
磁盘存储技术虽然可以提供容错性解决方案，但容错却不能抵御用户的错误
和病毒。
一旦两个磁盘在短时间内失灵，在一个磁盘重建之前，不论是磁盘镜像
还是磁盘双工都不能提供数据保护。
因此，在大容量数据备份方面，采用硬盘作
为备份介质并不是最佳选择。
与硬盘备份相比，虽然光学介质备份提供了比较经济的存储解决方案，但它
们所用的访问时间要比硬盘长2到6倍，并且容量相对较小。
当备份大容量数据
时，所需光盘数量大；虽保存的持久性较长，但整体可靠性较低。
所以光学介质
也不是大容量数据备份的最佳选择。
在大容量备份方面，磁带机所具有的优势是：
容量大并可灵活配置、速度相
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对适中、介质保存长久，存储时间超过30年、成本较低、数据安全性高、可实
现无人操作的自动备份等。
所以一般来说，磁带设备是大容量网络备份用户的主
要选择。
备份软件
虽然已有用户在网络中运用到大容量备份设备，但大多数用户还没有意识到
备份软件的重要性。
重要原因是许多人对备份知识和备份手段缺乏了解。
他们所
知道的备份软件无非是网络操作系统附带提供的备份功能，但对如何正确使用专
业的备份软件却知之甚少。
一般，备份软件主要分两大类：
一是各个操作系统厂商在软件内附带的，如
NetWare操作系统的“Backup”功能、NT操作系统的“NTBackup”等；二是专
业备份软件厂商提供的全面的专业备份软件，如CA公司的BrightStorARCserve
BackupV9。
对于备份软件的选择，不仅要注重使用方便、自动化程度高，还要有好的扩
展性和灵活性。
同时，跨平台的网络数据备份软件能满足用户在数据保护、系统
恢复和病毒防护方面的支持。
一个专业的备份软件配合高性能的备份设备，能够
使损坏的系统迅速起死回生。
备份计划
灾难恢复的先决条件，是要做好备份策略及恢复计划。
日常备份计划描述每
天的备份以什么方式进行、使用什么介质、什么时间进行以及系统备份方案的具
体实施细则。
在计划制订完毕后，应严格按照程序进行日常备份，否则将无法达
到备份的目的。
在备份计划中，数据备份方式的选择是主要的。
目前的备份方式主要有全备
份、增量备份和差分备份。
全备份所需时间最长，但恢复时间最短，操作最方便，
当系统中数据量不大时，采用全备份最可靠。
增量备份和差分备份所需的备份介
质和备份时间都会少一些，但是恢复起来要比全备份麻烦一些。
用户根据自身业
务对备份窗口和灾难恢复的要求，应该进行不同的选择，亦可以将这几种备份方
式进行组合应用，以得到更好的效果。
灾难恢复
灾难恢复措施在整个备份中占有相当重要的地位。
因为它关系到系统、软件
与数据在经历灾难后能否快速、准确地恢复。
全盘恢复一般应用在服务器发生意
外灾难，导致数据全部丢失、系统崩溃或是有计划的系统升级、系统重组等情况，
也称为系统恢复。
此外，有些厂商如惠普还推出了拥有单键恢复（OBDR）功能
的磁带机，只需用系统盘引导机器启动，将磁带插入磁带机，按动一个按键即可
恢复整个系统。
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三种常用的备份方式
全备份（FullBackup）
所谓全备份，就是用一盘磁带对整个系统进行包括系统和数据的完全备份。
这种备份方式的好处是很直观，容易被人理解。
而且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），就可以恢复丢失的数据。
但
它也有不足之处：
首先，由于每天都对系统进行完全备份，因此在备份数据中有
大量内容是重复的，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；其次，由于需要备份的数据量相当大，
因此备份所需时间较长。
对于那些业务繁忙，备份窗口时间有限的单位来说，选
择这种备份策略无疑是不明智的。
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。
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。
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。
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。
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二、需求分析
1.1客户的IT环境与需求
客户的现有IT环境
首先，我们对客户的网络情况描述如下：
整个局域网环境中有18台NT/2000服务器，2台NT4.0SERVER，16台
Windows2000SERVER。
其中有7台服务器是数
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