数据安全及备份方案.docx

1、数据安全及备份方案数据安全及备份方案数据安全及备份方案一、前言从运算机产生那一刻起，人们就不能忍耐辛劳得来的数据在一瞬时消逝无踪的痛楚，数据的储备和备份也就成为爱护数据的一种必不可少的手段。现在几十个年头过去了，它不但没有随时刻流逝而失色，反而越来越受到人们的广泛重视。七十年代曾是PC机的天下，使用软盘进行数据备份就能够满足差不多的需要。进入八十年代，局域网的兴起使得分布式储备治理渐入佳境，磁带记录方式成为数据备份的首选。那时，小数据量的本地备份还没有对应用系统的性能造成明显阻碍。进入九十年代，光盘技术曾给人们带来无限遐想，然而，差不多小型化的自动磁带库以其良好的性能价格比，始终占据着储备备份

2、的绝大部分市场，与此同时，曾风光一时的分布式储备治理的弊端逐步显现，集中式储备治理被提上议事日程。Internet的迅速崛起能够说是九十年代最为引人注目的事件，这使得数据的属性发生了质的变化，促进了数据储备和备份技术的变革与进步。Internet的进展带来了数据量的爆炸性增长。据IDG调查统计，至1998年底有1亿人在使用Internet，到2002年那个数字将会增长到3.2亿。假如平均每人拥有6MB的个人电子信箱，那么对新增储备容量的要求将会达到1320TB！快速增长的海量数据还包括资源和资料数据、电子商务数据、视频数字化数据和企业自动化治理数据。数据量爆炸性增长的后果不仅促进了储备设备的不

3、断扩容，而且对数据储备的治理也提出了更高的要求。 基于以上理论，有人提出：继CPU、网络之后，数据储备将是运算机领域的第三次浪潮。大约在两、三年前，显现了有关储备局域网Storage Area Network的概念和实验。SAN以数据储备为中心，将运算机系统的储备设备集中治理，形成一个储备容量能够无缝扩充的虚拟的储备局域网络，系统中的任何主机都能够采纳光通道直截了当连接的方式，共享虚拟储备局域网络内的数据文件，既提高了数据储备治理的效率，又减轻了应用系统的网络资源负担。SAN的最终目标是通过直截了当连接实现多平台、异结构的运算机系统对数据资源最大限度的共享。目前，各要紧IT厂商都推出了基于光纤

4、通道连接方式的主机和储备设备，然而光纤通道通信协议至今尚未形成一个统一的标准。此外，各种SAN治理软件还只是能够做到支持同平台主机的储备设备共享，每台主机的文件系统彼此独立，要进行文件系统属权的转移还必须依靠容错技术。估量明年，同平台的容错文件系统出台将极大有助于实现同平台容错系统的数据共享，同时，异构平台主机的储备设备共享的治理软件也有望投入实际使用。我国运算机应用的许多领域差不多与国际同步，但因过去在数据储备备份方面不甚重视，因此配置备份设备和软件的企业系统不超过10%，相比之下，国外包括一些进展中国家却在50%以上。令人欣慰的是，近年来国内数据储备备份系统的进展速度差不多迎头赶了上来。相

5、对而言，金融、电信、气象、物探等部门的这方面应用走在了前面。二、需求分析21 储备备份必要性分析随着运算机治理技术和网络技术的进展，为了提高企业业务治理水平、增强企业市场竞争能力，越来越多的企业开始使用运算机来处理内部日常事务和外部业务往来，从而使得这些企业越来越依靠于系统治理数据和业务信息。专门是在企业业务不断增加、数据量成倍增长乃至显现数据膨胀现象时，由此引发的企业从数据膨胀、到运算机性能提高、再导致新一轮数据膨胀的循环不断加剧，进而在企业中引起新的数据安全恐慌，数据失效问题时有发生。数据失效缘故百分率电力波动32.8%自然灾难39.1%软硬件设备故障16.6%爆炸、意外事故8.7%误操作

6、2.0%人为破坏0.8% 表1 常见的数据失效缘故数据失效要紧分为两种：一种是被称为物理损坏Physical Damage的、造成数据无法使用的数据失效；一种是被称为逻辑损坏Logical Damage的、数据仍可部分使用的、数据之间关系出错的数据失效。相比起来，后者所引起的数据纷乱往往要比前者产生的后果更为严峻。这是因为逻辑损坏不易被用户发觉、且埋伏期长，一旦发觉数据有错时，系统可能差不多无法挽回了。因此，物理损坏也并非儿戏，其后果尽管是局部的，但必竟会引起系统纷乱，直截了当导致局部瘫痪。目前，数据失效已成为企业运算机治理的一大隐患。一旦显现数据失效，客户资料、技术文件、财务帐目甚至企业治理

7、的核心内容将会面目全非，而承诺系统复原数据的时刻往往又专门短暂。因此，企业治理专家和IT专家一致认为：企业信息化程度越高，其数据储备备份和灾难复原的安全措施就越重要，它们直截了当决定了企业的成败。现代企业治理专门重视总体拥有成本TCO。所谓TCO，实际上是由实际成本、使用成本和风险成本三项组成。实际成本和使用成本在企业的建设与生产中往往容易引起人们重视，因而考虑得专门周到。而风险成本不仅是企业看不见、摸不着的东西，也是企业运作时专门难预料和把握的内容。在使用运算机系统的企业中，风险成本包含用于治理关系到企业生命的各项数据与信息的安全、正常、可靠的高速运行的所需费用。因此，为将风险成本降至最低，

8、同时使企业长期处于最正确状态，对企业业务和运算机治理与操纵系统数据进行全面储备备份是一项绝对值得的、也是必要的投资。21 数据储备备份分类及相关技术储备备份可能是简单得不能再简单的在DOS环境下敲入COPY命令的操作，也可能是一家具有6000个节点的跨国公司的复杂系统的数据备份；备份软件可能是Windows自带的Backup系统工具，也可能是耗资上百万美元的特大型企业备份系统的储备治理软件。按照储备备份内容，能够分为文件备份、数据库备份和系统备份。文件备份是备份软件的差不多功能，数据库备份与复原需要较高的技术，在此提醒用户要专门留意所选软件是否支持自己系统的数据库版本。系统备份与复原是有条件的

9、，某些运算机的单键复原功能目前还只适用于Windows NT平台。按照储备备份方式，能够分为单机备份、局域网备份、广域网备份和 拨号备份。许多服务器差不多把小型磁带机作为必须配置的附件，能够实现单机数据备份。局域网备份目前应用最多，由一台备份服务器对局域网内不同主机的数据和数据库以及Lotus Notes、Microsoft Exchange等数据群，通过网络进行备份。广域网备份是指利用广域网进行数据远程异地备份，建立容灾中心。 拨号备份是Internet的产物，安装TeleBackup软件的单机和移动设备能够通过通信线路与数据备份中心进行备份与复原的数据交换。按照储备备份规模，能够分为个人数

10、据备份、部门级数据备份和企业级数据备份。判定是否为企业级备份不仅要看备份数据量的大小，更取决于数据备份系统的复杂性。通常，多平台异结构的网络系统以及包含容灾中心的备份系统，都属于企业级备份。目前，企业储备备份系统所采取的要紧技术和措施包括磁盘镜像、磁盘阵列、双机容错、数据拷贝、远程储备、移动储备、在线备份、灾难复原等。磁盘镜像：可有效防止单个硬盘的物理损坏，但无法防止逻辑损坏；磁盘阵列：可有效防止多个硬盘的物理损坏，但无法防止逻辑损坏；双机容错：可有效防止单台运算机的物理损坏，但无法防止逻辑损坏；数据拷贝：可有效防止系统的物理损坏，也能够在一定程度防止逻辑损坏；远程储备：通过网络来建立备份磁带

11、系统，排除了必须制作磁带并运输到远程站点所需要的费用。利用低成本、高速度的光纤连接以及中断器和路由器，企业可在远离主站点100公里之外的地点建立备份数据库。移动储备：与远程储备有些相似，数据差不多上通过网络从源站点复制到远程站点。但在移动储备中的源站点是移动运算机，例如销售代理所用的运算机，而远程站点是数据中心的某台服务器。通过在笔记本电脑中安装储备备份软件，用户只要连接到网络，系统就会自动将信息备份到中心的站点上。在线储备：专门适用于当今业务环境连轴转这一特性。8小时、10小时和12小时这类宽松的夜间备份时限已被缩短为极其微小的时段，甚至被完全取消了。在线备份的诀窍在于使用镜像技术，系统数据

12、被不断更新，直至要进行备份时为止。备份时先使镜像系统离线，然后将数据备份到磁带上。一旦完成备份，系统又被置回在线状态，并和其镜像系统重新同步化。灾难复原：现在有一种单键灾难复原技术，可使过去需要专业人员几天才能搞定的工作如安装操作系统、数据库及相关应用程序，现在只需按一个键并打开服务器电源就能顺利完成，不仅方便了IT治理人员，就连非专业人员也可轻松操作。在单键灾难复原中，每次进行备份时，构成操作系统和网络操作系统紧急复原启动用的最新文件将被自动装载到磁带中。22数据储备备份设备221 磁带储备设备2211 磁带储备产品介绍磁带储备系统是一种安全、可靠、易用和成本低廉的数据备份系统，其中的磁带如

13、同录音带和录像带，可从驱动器中取出，实现非现场方式储存。磁带储备系统采纳的是一种离线硬拷贝储备方式，除了具有纸张储备和备份的优点之外，还具有储备多媒体内容的功能。磁带备份设备可靠性高实践证明，一盒磁带上的数据能够储存30年以上，容量极大现在的磁带储备技术完全能够使一盒磁带压缩后的储备容量达到70GB，有些甚至高达200GB，而磁带库那么可扩充到几十到几百个TB，能够做到在无人值守时完成数据备份和磁带治理。磁带是磁带储备系统的重要部件，也是单位储备成本最低、容量最大、标准化程度最高的储备介质之一。它互换性好且易于储存，近年来由于采纳了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，更是大大提高了其

14、可靠性和读写速度。目前常用的磁带要紧有：QICQuarter Inch Cartridge磁带：也称1/4英寸磁带。它有两种规格，即DC6000和DC2000。前者采纳5.25英寸驱动器，目前差不多剔除；后者的驱动器只有3.5英寸，价格较低，标准化程度高，生产厂家较多且产品相互兼容。一盒DC2000磁带的储备容量一样为400MB，是目前应用较多的磁带之一。DATDigital Audio Tape磁带：又称4mm磁带，带宽为0.15英寸。DAT磁带盒体积较小，但由于采纳了螺旋扫描技术，使得该磁带具有专门高的储备容量，目前一盒DAT磁带可达到12GB的容量。而且DAT磁带系统一样都引进了即写即读

15、和压缩技术，提高了系统的可靠性和数据传输率。DAT磁带和驱动器的生产厂商较多，用户的选择余地较大。8mm磁带：是一种由安百特公司开发、适合于大、中型网络和多用户系统的大容量磁带。8mm磁带及其驱动器也采纳了螺旋扫描技术，而且磁带较宽，因而储备容量极高，一盒磁带的最高容量可达14GB。1/2英寸磁带：该类磁带又分为DLTDigital Linear Tape磁带和IBM 3480/3490/3590系列磁带两类。其中DLT磁带由原DEC公司和昆腾公司共同推出，现已成为网络备份磁带机和磁带库系统的重要标准，又因为容量大每盒磁带容量高达35GB、速度高，使其能够在中、高端储备备份市场独占鳌头。IBM

16、 3480/3490/3590系列磁带的储备容量为10GB，所对应的驱动系统实际上是一个磁带库，能够存放多盒磁带，并由机械手自动选择和加载磁带。众所周知，由于性价比的缘故，磁带技术一直在储备备份领域中占据着重要地位，而且正在朝着更大容量和更高数据传输速率方向进展。比如主流磁带标准DDS技术在1999年已进入第四代，DDS-4规范确认了单盘20GB的非压缩容量典型压缩为40GB，较DDS-3的12GB提高了75%，同时其最高数据传速率范畴在1.5Mbps至3Mbps之间，是DDS-3的720Kbps至1.5Mbps的一倍。为此，DDS-4规范将磁道间距定为6.8m，磁带介质延长至150m，磁带厚

17、度减小到大约5.6m，同时采取多形带和激光技术以及相应的质量改进措施。据悉，以后的DDS-5磁带的单盘非压缩容量将有望达到40GB，最高数据传输速率那么可提升到6Mbps。而由IBM、惠普、希捷等共同开发的新磁带技术线性磁带开放标准LTOLinear Tape Open将线性多通道、双向格式的优点与增强的服务器、数据压缩、磁迹布局及纠错代码相结合，其单盘磁带非压缩容量将可能达到100GB，最高数据传输速率达到20Mbps。明显，正如DDS磁带占据低端市场一样，LTO磁带将会在高端市场大有作为。2212 磁带储备技术介绍现代大容量磁带机一样能储备约70GB的数据，备份速率可达到每小时36GB。磁

18、带机的种类繁多，但从应用技术上讲，差不多可分为线性记录技术和螺旋扫描技术两种。关于采纳线性记录读写技术的磁带机，其工作原理与录音机磁带记录的原理差不多相同，磁带机磁头静止，而磁带高速平行于磁头运行，进行数据记录或读出操作。采纳这种技术的磁带机的机械驱动系统设计简单，读写速度较慢，磁带磨损较小、可靠性高，并具有良好的容量可扩充性，价格廉价。但由于数据在磁带上的记录轨迹与磁带两边平行，使得磁带储备利用率较低。为了有效提高磁带的利用率和读写速度，人们研制出了多磁头平行读写方式。这种技术的确提高了磁带的记录密度和传输速率，但同时也使驱动器的设计变得复杂，成本随之增加。另外，现代线性记录读写磁带机在记录

19、介质、磁头设计和固件上都作了许多重大改进，其中蛇形记录技术能够使磁带机先沿整条磁带写入一个磁轨集后，再重新定位磁头，反方向再沿磁带写入另一个磁轨集。如此的线性记录方式能够在磁带上写52遍，共写入208条磁轨。至于采纳螺旋扫描读写技术的磁带机，其工作原理与录像机磁带记录的原理差不多相同，磁带缠绕磁鼓的大部分，并水平低速前进，而磁鼓在磁带读写过程中反向高速旋转，安装在磁鼓表面的磁头在旋转过程中完成数据的读写工作。明显，采纳这种读写技术在同样磁带面积上能够获得更多的数据通道，充分利用了磁带的有效储备空间，因而拥有较高的数据存取密度。现代的螺旋扫描读写磁带机普遍采纳了写后读技术和方位角记录技术。所谓写

20、后读技术，是指在安装磁头的磁鼓每转一周时，使用一个磁头写数据，随后再利用读磁头来校验写入操作中数据的正确性。只要磁带机检测到错误，就对数据进行重写，直到读出的数据没有错误为止。而所谓方位角记录技术，是指利用不同角度安装在扫描器上的磁头在磁带上生成的人字形或V字形轨迹，来提高高密磁轨容错性能。磁带库作为集中式数据备份的要紧工具，正在受到宽敞用户的普遍重视，大到国防、气象，小到办公室均有磁带库的应用。自动加载机是一种小型自动化备份装置，通常由一个驱动器磁带机和多盒磁带组成，能够备份100GB至200GB的数据。配合相关备份治理软件，自动加载机能够实现从单台磁带机扩展到能够治理多台磁带机和几百盒磁带

21、的磁带库，是小规模机构进行储备备份的理想工具。由于自动加载机上的机械手系统可提供对盒带的随机或顺序访问，因而能够有效地提高数据可治理性和备份速度，使用起来也专门方便。此外，自动加载机还能减少网络治理成本，具备以后扩充能力，爱护用户前期投资。磁带库是一种机柜式的、将多台磁带机整装到一个封闭系统中的储备备份设备。它由数台磁带机、机械手和十到数十盒磁带构成，可实现磁带自动拆卸和装填，容量可达数百个PB，也能够在储备备份治理软件的操纵下实现智能复原、实时监控和统计。磁带库就象是一个将磁带塞到磁带机中的机器人，能够达到高速度、高效率、高储备容量的要求，且系统的扩展能力专门强，对备份作业的安全性可提供有效

22、保证。专门是磁带库能够通过局域网或SAN专门容易地完成远程数据访问和数据备份，这无疑将为数据仓库、ERP等大型应用提供有力支持。2213 磁带储备产品厂家介绍目前磁带储备设备领域的厂商专门多，既包括IBM、惠普、康柏、Sun等大型综合厂商，也包括腾保、StorageTeK、安百特等专业储备厂商，产品更是种类繁多，不胜枚举。下面只是重点介绍一些比较具有代表性的产品。用于中档和开发式系统的IBM Magstar 3590磁带子系统未压缩数据传输率最高可达14Mbps，当配备SCSI接口时，能够获得高达40Mbps的瞬时数据传输率，其磁带驱动器使用双向纵轴蛇行记录技术和第三代磁阻磁头，可同时对16个

23、数据轨道进行读写操作，系统搜寻速度可达5mps。惠普SureStore DAT40是一种DDS-4磁带机，容量为40GB，数据传输速率达每小时21.6GB。那个地点专门值得一提的是惠普单键灾难复原技术，用户无需再在每次向网络中添加应用程序或外围设备时，都从不同的磁盘重装应用程序或制作新的复原盘，只需启动SureStore DAT40即可。该款磁带机还采纳了一系列先进技术，如Advance Sequence Detector高级次序检测程序、Real Time Adaptive Filtering实时适应性选择、Tape Alert连续监控程序以及磁带轨道清洗等。SureStore磁带库系列以通

24、用结构为基础，包括三种可灵活配置的型号，其中DLT 8000的容量可从1600GB压缩后扩充至4.8TB压缩后。康柏StorageWorks磁带驱动器和大容量微型磁带库不管在Windows NT、NetWare、UNIX，依旧OpenVMS环境中，都可与用户的平台实现无缝集成。用户可自由选择DAT、DLT或者8mm高级智能磁带AIT，十分灵活，无需工具即可安装、热更换和重新配置。适用于服务器环境的AIT驱动器外观小巧，容量为50GB压缩后，速度为6Mbps压缩后，其多种优异特性能够大量减少爱护工作和对磁带的磨损，如可自动调整的低磁带拉力、球形轴承卷动器导向以及磁头自动清洗等。Sun公司最新的S

25、torEdge L700磁带库是一个企业级解决方案，可满足大型数据中心环境的备份需求。该磁带库具有14TB的本机容量，平均接入时刻为16秒，数据吞吐率为120Mbps。它支持1到12个9840格式磁带驱动器和690个盒式磁盘每个磁盘的本机容量为20GB，其组件的热插拔性能和冗余能力为用户的关键任务提供了保证。该款磁带库适合与Sun Enterprise 10000、Sun Enterprise 3500-6500等服务器配合使用。腾保数据Tandberg Data公司的SLR磁带机具备8种容量，由525MB直至100GB，数据传输率最高为5Mbps压缩前。SLR意为Scalable Linea

26、r Recording可扩充的线性记录，该技术采纳非旋转磁头，数据定位精确度高，磨损小，机械设计简单，运转部件仅有两个磁头和驱动马达。边写边读磁头使数据操作无需校验，而且和先写后读相比，时刻缩短一半，磁头寿命增加一倍。该系列磁带机采纳16位宽SCSI接口，能够依照系统性能自动调剂传输速率以缩短备份时刻。美国储备技术StorageTek公司9840磁带机的数据传输速率为20Mbps，其中点装载技术Mid-point Load可缩短搜索时刻，提高数据的首次存取速度平均时刻仅为8秒。每个9840带盒可储备20GB压缩数据或80GB非压缩数据，并具有强大的兼容性，用户可在带库中混装各种介质。9840具

27、有不受限制的连接性，可适用于从主机系统到开放系统，从Ultra SCSI到ESCON等各种环境，并可轻松融入SAN。该公司的TimberWolf自动化磁带库采纳先进的循环机械人系统和周密的摄像可视系统，此外公司还针对快速信息访问和海量数据储备应用设计了PowderHorn磁带库。安百特Exabyte公司的Mammoth-2是一种面向中端市场的企业级、高性能磁带机，适用于UNIX和高端Windows NT环境，容量达150GB压缩后。该款产品的要紧优势在于采纳了安百特独有的MammothTape技术，包括无主动轮介质路径、气垫磁头-磁带界面、动态磁头清洗、225m AME高级金属蒸发磁带、铸铝卡

28、盒、工业电机盒齿轮、自适应数据缓冲、LCD显示和Mammoth向下兼容性。而且该公司差不多打算推出容量为300GB压缩后的Mammoth-3磁带机。昆腾公司的磁带机产品包括DLT 2000XT、DLT4000、DLT7000和DLT8000等型号。其中，DLT8000能够适应较宽范畴的磁带储备备份应用，包括中型运算机、网络服务器、高端工作站和运行UNIX、NetWare、Windows NT的主流运算机以及专用的操作系统，可提供40GB的非压缩储备容量和6Mbps的非压缩数据传输速率。该款磁带机的记录磁头平均寿命达5万个小时，而整体介质寿命超过1百万次读写。希捷公司最新的Viper 200磁带

29、机采纳了LTO标准所定义的Ultrium磁带记录格式，压缩数据容量最高达200GB，压缩数据传输速率超过每小时110GB，定位于中档及企业级服务器的数据爱护。整个Viper 200系列备份方案包括内、外置独立磁带机、自动加载机以及专为大型自动数据储备应用而设计的磁带机，而且每种磁带机都可选择SCSI接口或光纤通道连接，从而使其能够被优化配置以适应各种运算环境，包括SAN。222 磁盘阵列设备2221 磁盘阵列设备及技术介绍迄今为止，人们用于数据储备备份的硬件设备要紧有软盘、硬盘、磁盘阵列、磁带机、磁带库等磁性储备备份设备，以及CD-ROM、CD-R、CD-RW、MO、PD、DVD等光学储备备份

30、设备。软盘1.44MB软盘是人们普遍用于储备或备份小容量文件或程序的储备介质，一样为3.5英寸，可广泛应用于个人用户的储备与备份，或是单位容量不大、需要经常拷贝的数据。还有一种LS-120驱动器，分为外置式活动式和内置式两种。其中，内置式LS-120驱动器的外形与1.44MB软驱没有任何不同，确实是输入电源和工作温度也是一样，同时还兼容1.44MB软盘。而且LS-120磁盘与1.44MB软盘的外形几乎一样。从本质上看，两者却有较大区别：第一，LS-120软盘的容量为120MB，是1.44MB的80多倍；其次，LS-120驱动器的正常转速是1.44MB软驱的1.5倍，最高时可达到12.5倍；第三

31、，LS-120驱动器的平均寻道时刻为1.44MB软驱的1.4倍；第四，LS-120盘片的平均无故障读写次数可达到500万次。因此，人们都说它将是1.44MB软驱的终结者。硬盘硬盘可说是人们最为熟悉的储备介质，不管是PC、笔记本电脑，依旧工作站、服务器都离不开用硬盘来储备操作系统、治理系统、操纵系统和数据系统等，它同时也是磁盘阵列的要紧配件。硬盘不仅是储备备份的要紧设备，也是容量、速度和相关技术进展最快的设备。现代新型高速Ultra DMA/66硬盘所采纳的先进技术要紧有：1、磁头技术：磁头是硬盘存取数据的要紧部件，好的磁头能够提高硬盘的整体性能。Ultra DMA/66硬盘一样采纳MRMagn

32、eto Resistive磁阻磁头或GMRGiant Magneto Resistive巨磁阻磁头。这两种磁头都可通过阻值的变化感应信号的幅度，与传统的通过电流变化感应的磁头相比，灵敏度和可靠度都有极大提高，同时还能够使磁道变窄，从而提高单盘容量。GRM基于电子的量子化效应，其灵敏度是MR磁头的4倍，更是现代新型硬盘所采纳的要紧磁头技术。2、接口技术：硬盘接口技术直截了当决定了硬盘的最大外部传输速率。目前最新的IDE硬盘多采纳DMA/66接口，可达到66Mbps的外部数据传输速率。因此，这同时要求主板具有支持Ultra DMA/66接口的能力。3、传输技术：硬盘的传输速率能够分为平均寻道时刻、最大内部传输速率和最大外部传输速率。当速率在