网络数据备份与灾难恢复讲解.docx

1、网络数据备份与灾难恢复讲解题 目： 校园网络数据备份与灾难恢复 学 院： 信息学院 专 业： 网络工程 姓 名： 曾书涵 学 号： 1101010151 班 级： 信息A1111班 摘 要 校园网数据的快速增长及其对高可用性、安全性的要求，刺激了容灾备份技术在校园网中的应用，容灾备份技术已成为校园网IT基础架构的一个关键因素.对数据备份技术进行了分析，并提出了校园网建立数据容灾备份系统的设计方案。【关键词】：校园网 数据备份系统 分析 设计AbstractRapid growth of the campus network data and its use, safety requiremen

2、ts for high availability, application stimulated the disaster recovery backup technology in the campus network, backup and disaster recovery technology has become a key factor of IT campus network infrastructure. The data backup technology is analyzed, and puts forward the design scheme of establish

3、ing data backup system. Garden network.【Key words】Campus Network;Data Backup Systems；Analysis；Design前 言随着计算机和网络应用的日益普及，每一分钟各个单位和个人都在不停地创建和使用着各种信息.社会对于信息系统的依赖性，以及信息系统在人为攻击和自然灾害面前的脆弱性，日益引起人们的重视.有效防范系统突发事件，在尽可能低的运作成本和拥有成本的前提下,提高信息的可靠性和可用性，已成为高校信息化工作亟需解决的内容和关键性问题，构建一套安全、稳定、可靠的数据备份与灾难恢复系统是当前高校校园网的当务之急。第一

4、章 绪论1.1 研究背景 随着网络技术的发展，越来越多的企业使用计算机系统处理日常业务，以缓解日益加剧的市场竞争和不断增长的业务需求带来的压力。随着计算机的能力不断提高，数据量也在不断膨胀。一切的发展似乎已经陷入了一个可怕的循环：数据膨胀-提高计算机性能-导致新一轮的数据膨胀。 越来越多的迹象表明，使用计算机系统处理日常业务在提高效率的同时，有一个问题越来越不容忽视，即数据失效问题。一旦发生数据失效，企业就会陷入困境：客户资料、技术文件、财务账目等数据可能被破坏得面目全非，而允许恢复系统的时间可能只有短短几天几小时甚至是瞬间！如果系统无法顺利恢复，最终结局将不堪设想。所以企业信息化程度越高，数

5、据备份和灾难恢复措施就越重要。 灾难恢复措施的重要性有这样的统计：在我国，只有不到 10 的系统采用备份措施，这意味着还有 90 多的系统中的数据面临覆灭的危险。而在我国也有很多重要的信息系统，例如银行业正在如火如荼地进行的数据大集中造就了为数众多的数据中心，而这些数据中心存储了大量关键金融数据。那么，这些信息系统的数据存储部分是否可靠呢？要知道，即使没有遇到世贸大楼爆炸， “9.11”等这种恶性事件，断电、火灾、系统故障、人为操作不当都有可能造成关键数据丢失。采用先进的数据存储备份和灾难恢复系统，正成为各类企业不得不面对的问题。 与此同时，防患数据危险给IT 界提供了巨大的商业机会，根据Ga

6、stner 在2001 年4 月和2001 年 8 月公布的数据，企业为数据外部存储和保护所花费的硬件投资已经达到 177.8 亿美元，软件投资已经达到53 亿美元。目前，存储设备正在从服务器体系中独立出来，存储市场正在经历一个高速增长的过程。据IDC 统计数据，企业对IT 方面每100 美元投资中有50 美元花费在数据存储和备份上，这个数字到2003 年会提高到75 美元。 据统计，2001 年全球新增的数字化信息容量为 60 亿GB，预计2002 年为120 亿GB，2003 年则达到240 亿GB。在此背景之下,存储市场得到空前的发展。1997 年以来，存储行业市场增长率保持在 20%以

7、上，远远超过 IT 业的平均增长率。2003 年，企业对存储市场的总需求将会达到 400 亿美元。 数据备份与灾难恢复 2 2002-2006 年中国存储系统市场规模预测（数据来源：CCID 2002,02） 2001 年中国存储系统行业市场结构（数据来源：CCID 2002,02） 出于以上这些应用上的需求和极具发展力的前景，我们需要专门来研究讨论数据备份和灾难恢复的各种方法和原理，以期为以后的应用，产品以及灾备策略做一个有益的探讨。 1.2 研究和市场现状1.2.1 研究现状 在日常工作中，人为操作错误、系统软件或应用软件缺陷、硬件损毁、电脑病毒、黑客攻击、突然断电、意外宕机、自然灾害等诸

8、多因素都有可能造成计算机中数据的丢失，给企业造成无法估量的损失。数据的丢失极有可能演变成一场灭顶之灾。因此，数据备份与恢复对企业来说显得格外重要。 数据备份，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，而将全系统或部分数据集合从应用主机的硬盘或阵列复制到其它的存储介质的过程。传统的数据备份主要是采用数据内置或外置的磁带机进行冷备份。早在1990 年，VERITAS 就开始采用这种方式为用户提供数据解决方案。其实一般来说，各种操作系统所都附带了备份程序。但是随着数据的不断增加和系统要求的不断提高，附带的备份程序根本无法满足日益增长的需求。要想对数据进行可靠的备份，必须选择专门的备份软、硬件

9、，并制定相应的备份及恢复方案。 目前比较常见的备份方式有：1.定期磁带备份数据。2.远程磁带库、光盘库备份。即将数据传送到远程备份中心制作完整的备份磁带或光盘。3.远程关键数据磁带备份。采用磁带备份数据，生产机实时向备份机发送关键数据。4.远程数据库备份。就是在与主数据库所在生产机相分离的备份机上建立主数据库的一个拷贝。5.网络数据镜像。这种方式是对生产系统的数据库数据和所需跟踪的重要目标文件的更新进行监控与跟踪，并将更新日志实时通过网络传送到备份系统，备份系统则根据日志对磁盘进行更新。6.远程镜像磁盘。通过高速光纤通道线路和磁盘控制技术将镜像磁盘 数据备份与灾难恢复 3 延伸到远离生产机的地

10、方，镜像磁盘数据与主磁盘数据完全一致，更新方式为同步或异步。 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。那么就必须保证备份数据和源数据的一致性和完整性，消除系统使用者的后顾之忧。其关键是在于保障系统的高可用性，即操作失误或系统故障发生后，能够保障系统的正常运行。如果没有了数据，一切的恢复都是不可能实现的，因此备份是一切灾难恢复的基石。从这个意义上说，任何灾难恢复系统实际上都是建立在备份基础上的。 目前在大型计算机主机系统方面的灾难备份技术主要有IBM公司提出的基于主机软件的灾难备份技术和EMC 公司提出的基于硬盘控制器的技术。IBM公司同步数据复制方式的灾备

11、技术为 PPRC 端到端数据复制、异步数据复制方式的灾备技术为XRC 异步数据复制，并根据异地远程灾难备份的需要提出了GDPS 灾难技术。EMC 公司提出的灾备技术为SRDF。在开放式平台方面，有IBM、EMC、 HP 等多个厂家的技术。 1.2.2 市场现状 但其实国内的存储市场在前两年已经逐渐启动，特别是“911”事件后，国内的数据存储市场更是迅速升温。目前，国内存储市场是一种不平衡的发展现状，初级企业开始配备直连存储设备，先进企业开始采用NAS、SAN 等先进的存储技术以求得到更好的可扩展性、投资回报、共享性和速度及安全性能。但我国数据存储市场总体水平还很低，大部分客户没有和服务器直连的

12、存储外设，如磁带机，磁带库等。很多客户缺乏备份的管理意识，对这部分用户还需要加强宣传。 2000-2001 年中国存储系统市场产品结构（数据来源：CCID 2002,02） 2002-2006 年中国存储系统市场产品结构预测（数据来源：CCID 2002,02） 目前，市场上已有很多厂商都提供容灾备份解决方案，它们或是偏重于硬件，或是纯软件解决方案。一年以前很多企业认为投入大量资金购买存储设备，便是建成了所谓的容灾备份中心。但在实际运作中用户发现还要投入大量的管理费用包括人员来管理这些硬件设备。另外还有企业的系统进行扩展时所要面临的设备选择问题，因为像惠普、IBM这类综合厂商虽然向企业提供了全

13、套的软、硬件容灾备份解决方案，但由于彼此不兼容其他厂商的产品，用户也因此丧失了选择更好的性价比 数据备份与灾难恢复 4 组合方案的权力。而象一些硬件存储厂商，用户选择他们的产品之后，还需要另外考虑采购相应的配套设备和套件，不仅手续更繁琐兼容性问题也同样突出。因此单纯采购硬件容灾备份解决方案的方式已逐渐被企业用户所抛弃，转而寻求兼容性、可管理性更加的软件类解决方案。 可以说，任何网络设计方案中如果没有相应的数据存储备份解决方案，就不算是完整的网络系统方案。计算机系统不是永远可靠的。双机热备份、磁盘阵列、磁盘镜像、数据库软件的自动复制等功能均不能称为完整的数据存储备份系统，它们解决的只是系统可用性

14、的问题，而计算机网络系统的可靠性问题需要完整的数据存储管理系统来解决。因此，对原网络增加数据存储备份管理系统和在新建网络方案中列入数据存储备份管理系统就显得相当重要了。 近几年来，国内网络系统的规划和设计不断推陈出新，在众多网络方案中，通常对数据的存储和备份管理的重要性重视不够，至少在方案中提及不多，甚至忽略。当网络建成运行后，缺乏可靠的数据保护措施，等到出现事故后才来弥补。总之，不论是规划设计还是运行维护阶段，都缺乏对整个系统数据存储管理和备份应采取的专业而系统的考虑，往往陷于盲目之中。 1.3 课题简介 本课题就是主要对目前发展中的数据备份和灾难恢复做了一定的介绍，从原因，必要性，方法，机

15、制分，手段等方面来阐述。使大家认识到以前对这个方面很多的误解，从而更加清晰得认识到灾难备份，容灾技术的重要性。备份按照用途可以划分为热备份和数据备份，热备份主要解决系统的可用性问题，数据备份则用于防止数据丢失、系统灾难和历史数据保存和查询等用途。数据存储管理中的备份概念，主要是指数据备份。热备份和数据备份是两个容易混淆的概念。 热备份其实是计算机容错技术的一个概念，是实现计算机系统高可用性的主要方式，避免因系统单点故障（如硬盘损伤）导致整个计算机系统无法运行，从而实现计算机系统的高可用性。最典型的实现方式是双机热备份，即双机容错。该项技术的最新发展是采用多机热备份，即 Cluster 的概念，

16、多机相互镜像，负载均衡，并能自动诊断系统故障，失效切换，使一些对实时性要求很高的业务得以保障。 人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化的、单调的操作过程。其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。备份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。事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。 第二章 灾难恢复和数据备份的概念

17、简介2.1 灾难恢复和数据备份的概念简介天堂和地狱永远只有一墙之隔。在全球经济逐渐一体化的今天，信息化已经深入到了我们生活的各个层面。当企业因为信息化带来快捷的服务决策和方便管理时，也必须面对着数据丢失的危险。数据的丢失会中断企业正常的商务运行，造成巨大的经济损失。对电信、金融等特殊行业来说，数据的安全尤其重要，其数据不仅是企业发展的资源，而且也是为用户服务的关键依据。如何保证重要业务数据的安全已经成为了政府机关、企事业单位的首要问题。数据存储安全系统得到了前所未有的广泛应用，其技术也在迅速提高，这在很大程度上为广大中下企业建立数据容灾系统降低了技术的门槛。但是乱花渐入迷人眼，企业究竟如何配备

18、自己的备份容灾系统呢？但是我们却发现很多人对备份、存储和容灾还存在认识上的误区。2.1.1 灾难备份认识误区的概述 国内的各个机构以及企业的灾难备份基本上都在投入和计划投入阶段。一个合理的规划对系统建设的成功、周期，以及资金的利用率都是非常重要的。绕过以往的误区应该对后来者规划的制定有一定的帮助。误区之一：设备准备好了就可以高枕无忧 做灾难备份其实有很多设备之外的因素，往往提供专业灾难备份服务的机构会有比较全面的考虑，比如人员、机房、环境（温度、湿度的控制）、电源等等。但很多企业没有考虑这些，计算成本的时候也没有考虑进去，因而造成灾备系统建设的失败，很长时间建不起来；或者即使系统起来了，业务还

19、是做不起来。还有最麻烦的是，假如灾难发生了，灾备中心也把生产系统接过来了，一个月以后，主业务系统重新安装好，可以倒回去了，但是怎么把系统倒回去却没有考虑。很多企业在很多方面思考得不够成熟，就比较盲目地买了一些设备，这样的效果往往不会好。 误区二：最新、最好的技术就是最适合的 数据容灾有各种手段和技术来完成。选择不同的容灾体系必须根据数据的重要程度来决定。中国各个行业历来有一个喜好，那就是喜欢新的技术和设备，可是应用往往跟不上去。在国外恰恰相反，国外有些企业还在用几年以前的主机，但是他们的应用开发做得很好，真正把 IT 作为工具，来服务于自己的业务。在技术上他们不追求最新的，而是追求最稳定的，这

20、样既能保证系统的可靠性，也能避免过度投资和重复投资。 这个经验在灾备系统建设上也有共通之处。建立相应的数据容灾体系，必须首先对数据重要性进行评估。灾备的程度，包括业务备份的程度可以从一定程度上依靠评估来做决定。评估应包括灾难直接造成的花费（如损失生产力）和间接影响（如与客户，供应商，商业伙伴的关系），从而决定为此支出的大小。并非每一个行业都需要远程的快速的数据恢复。一些数据量非常大的机构要做远程的系统切换，无疑是一个天文数字的投入。还是那句老话：一个盈利的企业才是好企业，而不是一个 IT 系统建设最先进的企业是好企业。 误区三：意志决定一切 现在国内各个企业的灾难备份比较随意，完全凭领导层的意

21、志来决定投资多少、投入多少人力、要把这件事做到什么程度。国内在灾备方面没有一个行政的法规，这是一个欠缺。 国外企业做灾难备份的程度远远高于国内企业，这和监管有很大的关系，因为对此事的重视程度不取决于自己的认识程度，而取决于企业机构监管部门和法律对于他的要求。比如美联储就要求商业银行如果有一个系统要投入使用，就必须在异地投入一个同样的系统作为备份。如果这家银行没有做，美联储每年的检查会把该银行这个方面的评分降低，评分降低到一定程度，这个银行就有可能被关门。 2.1.2 系统备份的认识误区 一提起备份，大家想当然的就联想到数据备份，有的人甚至以为备份指就的是数据备份。这其实是一个很大的误区。当然，

22、我们不是说数据备份就不重要。但其实，在实际应用中，有一种比普通的数据备份更重要的的备份-系统备份。 系统备份与普通数据备份的不同在于，它不仅备份系统中的数据，还备份系统中安装的应用程序、数据库系统、用户设置、系统参数等信息，以便迅速恢复整个系统。 与系统备份对应的概念才是灾难恢复。灾难恢复同普通数据恢复的最大区别在于，在整个系统都失效时，用灾难恢复措施能够迅速恢复系统。而普通数据恢复则不行，如果系统也发生了失效，在开始数据恢复之前，必须重新装入系统。也就是说，数据恢复只能处理狭义的数据失效，而灾难恢复则可以处理广义的数据失效。 （插入表 2-1加文字说明） 对系统数据进行安全有效的备份，具有非

23、常重要的意义。但是许多人在对系统备份的理解方面仍然存在误区，因此有必要澄清系统备份的真正意义。 拷贝 系统备份 备份不等于单纯的拷贝，因为系统的重要信息无法用拷贝的方式备份下来，而且管理也是备份的重要组成部分。管理包括自动备份计划、历史记录保存、日志管理、报表生成等，没有管理功能的备份，不能算是真正意义上的备份，因为单纯的拷贝并不能减轻繁重的备份任务。 硬件备份 系统备份 硬件备份属于系统备份的一个层次，可以有效地防止物理故障。但对于那些由于人为错误或故意破坏而引起的数据丢失，硬件备份则无能为力。因此，硬件备份不能完全保证系统数据的安全，只有系统备份才能为我们提供真正的数据保护。 数据文件备份

24、 系统备份 有很多人认为备份只是对数据文件的备份，系统文件与应用程序无需进行备份，因为它们可以通过安装盘重新进行安装。实际上这是对备份的误解。在网络环境中，系统和应用程序安装起来并不是那么简单：我们必须找出所有的安装盘和原来的安装记录进行安装，然后重新设置各种参数、用户信息、权限等等，这个过程可能要持续好几天。因此，最有效的方法是对整个网络系统进行备份。这样，无论系统遇到多大的灾难，都能够应付自如。 2.1.3 数据存储备份的认识误区 人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化

25、的、单调的操作过程。其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。备份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。事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。备份按照用途可以划分为热备份和数据备份，热备份主要解决系统的可用性问题，数据备份则用于防止数据丢失、系统灾难和历史数据保存和查询等用途。数据存储管理中的备份概念，主要是指数据备份。热备份和数据备份是两个容易混淆的概念。 热备份其实是计算机容错技术的一个概念，是实现计算机系统高可用性的主要方

26、式，避免因系统单点故障（如硬盘损伤）导致整个计算机系统无法运行，从而实现计算机系统的高可用性。最典型的实现方式是双机热备份，即双机容错。该项技术的最新发展是采用多机热备份，即 Cluster 的概念，多机相互镜像，负载均衡，并能自动诊断系统故障，失效切换，使一些对实时性要求很高的业务得以保障。 人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化的、单调的操作过程。其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。备份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

27、录等。事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。 备份按照用途可以划分为热备份和数据备份，热备份主要解决系统的可用性问题，数据备份则用于防止数据丢失、系统灾难和历史数据保存和查询等用途。数据存储管理中的备份概念，主要是指数据备份。热备份和数据备份是两个容易混淆的概念。 热备份其实是计算机容错技术的一个概念，是实现计算机系统高可用性的主要方式，避免因系统单点故障（如硬盘损伤）导致整个计算机系统无法运行，从而实现计算机系统的高可用性。最典型的实现方式是双机热备份，即双机容错。该项技

28、术的最新发展是采用多机热备份，即 Cluster 的概念，多机相互镜像，负载均衡，并能自动诊断系统故障，失效切换，使一些对实时性要求很高的业务得以保障。然而，热备份方式并不能解决像操作人员误删除造成数据丢失这样的问题，因为热备份系统为保证数据的一致性，会同时将这个文件的镜像文件删除。2.2灾难恢复和数据备份的概念简介2.2.1计算机系统灾难 人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化的、单调的操作过程。其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。备份管理包括备份的可计划

29、性，磁带机的自动化操作、历史记录的保存以及日志记录等。事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。 备份按照用途可以划分为热备份和数据备份，热备份主要解决系统的可用性问题，数据备份则用于防止数据丢失、系统灾难和历史数据保存和查询等用途。数据存储管理中的备份概念，主要是指数据备份。热备份和数据备份是两个容易混淆的概念。 热备份其实是计算机容错技术的一个概念，是实现计算机系统高可用性的主要方式，避免因系统单点故障（如硬盘损伤）导致整个计算机系统无法运行，从而实现计算机系统的高可用性。

30、最典型的实现方式是双机热备份，即双机容错。该项技术的最新发展是采用多机热备份，即 Cluster 的概念，多机相互镜像，负载均衡，并能自动诊断系统故障，失效切换，使一些对实时性要求很高的业务得以保障。备份按照用途可以划分为热备份和数据备份，热备份主要解决系统的可用性问题，数据备份则用于防止数据丢失、系统灾难和历史数据保存和查询等用途。数据存储管理中的备份概念，主要是指数据备份。热备份和数据备份是两个容易混淆的概念。 热备份其实是计算机容错技术的一个概念，是实现计算机系统高可用性的主要方式，避免因系统单点故障（如硬盘损伤）导致整个计算机系统无法运行，从而实现计算机系统的高可用性。最典型的实现方式

31、是双机热备份，即双机容错。该项技术的最新发展是采用多机热备份，即 Cluster 的概念，多机相互镜像，负载均衡，并能自动诊断系统故障，失效切换，使一些对实时性要求很高的业务得以保障。 人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化的、单调的操作过程。其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。备份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。事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术

32、的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。2.2.2灾难恢复和数据备份 人们对数据存储备份一词并不陌生，然而对备份的真正内涵并不完全了解。在一般人脑海里，往往把备份和拷贝等同起来，把备份单纯看作是更换磁带、为磁带编号等一个完全程式化的、单调的操作过程。其实不然，因为除了拷贝外，还包括更重要的内容即管理。备份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。事实上，备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制定和磁带的管理，而且还能决定引进备份技术，如备份技术的选择、备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。 备份按照用途可以划分为热备份和数据备份，热备份主要解决系统的可用性问题，数据备份则用于防止数据丢失、系统灾难和历史数据保存和查询等用途。数据存储管理中的备份概念，主要是指数据备份。热备份和数据备份是两个容易混淆的概念。 热备份其实是计算机容错技术的一个概念，是实现计算机系统高可用性的主要方式，避免因系统单点故障（如硬盘损伤）导致整个计算机系