1、存儲備份基礎知識存儲備份基礎知識災難災難(Disaster)(Disaster)：是指由于人為或自然的原因，造成信息系統運行嚴重故障或癱瘓，使信息系統支持的業務功能停頓或服務水平不可接受，達到特定的時間的突發性事件，通常導致信息系統需要切換到備用場地運行。災難備份災難備份(Backup for Disaster)(Backup for Disaster)：是指利用技術、管理手段以及相關資源，確保已有的關鍵數據和關鍵業務在災難發生后在確定的時間內可以恢復和繼續運營的過程。災難恢復災難恢復(Disaster Recovery)(Disaster Recovery) ：是指將信息系統從災難造成的故障

2、或癱瘓狀態恢復到可正常運行狀態，并將其支持的業務功能從災難造成的不正常狀態恢復到可接受狀態的活動和流程。數據安全與災難備份拷貝不等于備份 磁盤陣列不等于備份集群(Cluster)不等于備份光盤庫存儲不等于備份備份的特點備份可保留檔案的歷史記錄備份可保存目錄服務記錄及重要的系統信息能夠恢復的備份才叫備份備份的正確認識備份技術概述備份的內容 重要數據的備份：重要的數據或數據庫 ；系統文件的備份：例如注冊表、System.ini、Win.ini等系統核心文件 ；應用程序的備份：用戶的應用程序 ；整個分區或整個硬盤的備份：就是平時所說的系統鏡像 ；日志文件的備份：動態在線備份 。備份的層次 軟件級:通

3、過某種備份軟件將系統數據保存到其他介質上，當系統出現錯誤時可以再通過軟件將系統恢復到備份時的狀態硬件級:用冗余的硬件來保證系統的連續運行，如果主硬件損壞，后備硬件馬上能夠接替其工作 人工級備份的方式完全備份:將系統中所有的數據信息全部備份 增量備份:只備份上次備份以后變化過的數據信息 差額備份:只備份上次完全備份以后變化過的數據信息 備份的類型 冷備份 :在沒有最終用戶訪問的情況下關閉數據庫，并將其備份 熱備份 :正在寫入的數據更新時進行備份 邏輯備份:使用軟件技術從數據庫提取數據并將結果寫入一個輸出文件 網絡備份的功能 集中式管理網絡:備份管理系統對整個網絡的數據進行管理 全自動的備份 :根

4、據用戶的實際需求，定義需要備份的數據，然后以圖形界面方式根據需要設置備份時間表，備份系統將自動啟動備份作業，無需人工干預 數據庫備份和恢復 歸檔管理:用戶可以按項目、時間定期對所有數據進行有效的歸檔處理 l 容災與備份的區別 從定義上看，備份是指用戶為應用系統產生的重要數據（或者原有的重要數據信息）制作一份或者多份拷貝，以增強數據的安全性。因此，備份與容災所關注的對象有所不同，備份關系數據的安全，容災關心業務應用的安全，我們可以把備份稱作是“數據保護”，而容災稱作“業務應用保護”。l 容災與備份的聯系 備份與容災是存儲領域兩個極其重要的部分，二者有著緊密的聯系。首先，在備份與容災中都有數據保護

5、工作。其次，備份是存儲領域的一個基礎，在一個完整的容災方案中必然包括備份的部分；同時備份還是容災方案的有效補充，因為容災方案中的數據始終在線，因此存儲有完全被破壞的可能，而備份提供了額外的一條防線，即使在線數據丟失也可以從備份數據中恢復。容災與備份的關系RTO：（Recovery Time Object，恢復時間目標 ）是指信息系統從災難狀態恢復到可運行狀態所需的時間，用來衡量容災系統的業務恢復能力；RPO（Recovery Point Time，恢復點目標）是指業務系統所允許的在災難過程中的最大數據丟失量 ，用來衡量容災系統的數據冗余備份能力；RTO 與 RPO 區別HA 雙機集群的磁盤陣列

6、技術雙機系統是由兩臺服務器和共享存儲子系統組成的 在雙機系統中，每臺主機至少安裝兩塊網卡，一塊連接到網絡上，對外提供服務，另一塊相互與另一臺主機連接，用于偵測對方的工作狀況；每臺主機都連接在共享磁盤子系統上。共享磁盤子系統通常為有容錯功能的磁盤陣列，各種應用所需的數據均存儲在磁盤陣列子系統上Active/standbyActive/standby模式模式兩臺服務器一主一備。系統正常運行時，主服務器處于工作狀態（Active），另一臺服務器則處于備用（standby）狀態；當主服務器出現故障不能提供相關服務時，由備用服務器接替主服務器工作，從而實現容錯功能 Active/ActiveActive

7、/Active模式模式 正常運行時，兩臺服務器都處于工作狀態，提供相同的或不同的服務：當其中任何一臺服務器出現故障時，它所承擔的工作被對方所接替，使服務不被中斷 數據保護技術CDP CDP，Continuous Data Protection，即持續數據保護。 SNIA數據保護論壇（DMF）的持續數據保護特別興趣小組（CDP SIG）對CDP的定義是：“持續數據保護是一套方法，它可以捕獲或跟蹤數據的變化，并將其在生產數據之外獨立存放，以確保數據可以恢復到過去的任意時間點。持續數據保護系統可以基于塊、文件或應用實現，可以為恢復對象提供足夠細的恢復粒度，實現幾乎無限多的恢復時間點。” RAID R

8、AID技術 獨立磁盤冗余陣列（Redundant Array of Independent Disks，RAID），其最初所指為廉價磁盤冗余陣列。RAID技術允許將一系列磁盤分組，以實現提高可用性的目的，并提供為實現數據保護而必需的數據冗余。RAID一般是通過磁盤陣列卡控制SCSI磁盤驅動器來實現的。RAID的實現方式RAID的軟硬件實現方式及其差別RAID硬件陣列是使用專門的磁盤陣列卡來實現的RAID軟件陣列是通過支持RAID的操作系統進行配置和管理而實現的 所有的RAID系統共同的特點，也是其真正的優點則是“熱交換”能力：用戶可以取出一個存在缺陷的驅動器，并插入一個新的予以更換 硬件實現：

9、內置(集成)RAID控制器和外置RAID控制器內置RAID控制器通常是以常用的卡件形式插接在計算機主板上，集成RAID控制器則是由主板廠商直接把控制芯片集成在主板上 外置RAID控制器包括從控制器到硬盤等一套設備 RAID相關技術磁盤鏡像技術磁盤鏡像就是在一臺服務器內安裝兩個（或者多個）獨立的硬盤，即用一塊磁盤控制器連接兩個性能相同的硬盤。當系統工作時，將數據同時存入這兩個硬盤，這兩份數據稱為鏡像關系。當一個硬盤出現故障時，可以使用另一個硬盤，從而保證網絡系統正常運行 奇偶校驗技術不必把數據鏡像，對整個硬盤的數據進行奇偶校驗運算，只需一個硬盤就能保證數據完整性，這就是奇偶校驗技術相對于鏡像技術

10、的優勢 條塊技術 條塊（Striping）技術是把進入RAID控制器的數據分割成很多部分，每一部分為一個條塊，再采用并行處理方式把條塊數據分布到RAID陣列的所有驅動器上 RAID相關技術舉例RAID磁盤鏡像原理RAID陣列條塊技術示意圖RAID的級別（1）pRAID技術是一種工業標準，但各廠商對RAID級別的定義不盡相同。目前對RAID級別的定義可以獲得業界廣泛認可的有4種，即RAID0、RAID1、RAID10和RAID5RAID0：在陣列中采用了條塊算法，即讀/寫數據時多塊硬盤同時操作，數據被分散地寫在各個硬盤上 RAID1：是指兩塊硬盤數據進行完全鏡像，即通常說的磁盤鏡像 RAID10

11、：即RAID0+1。綜合了RAID1和RAID0的特點，獨立磁盤配置成RAID0，兩套完整的RAID0互相鏡像（RAID1） RAID5：是將各塊獨立硬盤進行條塊化分割，相同的條塊區進行奇偶校驗，校驗數據平均分布在每塊硬盤上 RAID的級別（2）RAID3是另外一種RAID級別，它和RAID5的機制相同，不同的是，它把校驗數據完全放在一塊硬盤上，而不是像RAID5那樣分散開來。RAID3技術不很常用。RAID1，RAID3，RAID5及RAID10陣列配合硬盤熱插拔技術，可以實現數據的在線恢復，即當RAID陣列中的任何一塊硬盤損壞時，不需要用戶關機或停止應用服務，就可以更換故障硬盤，系統會通過

12、校驗計算自動恢復相應硬盤上的數據，從而不中斷操作系統和應用系統的運行，對實現高可靠、高可用系統具有重要的意義。但由于RAID0的無數據冗余條塊技術特性，硬盤熱插拔技術對于它沒有任何意義。各RAIDRAID級別的比較RAID級別 RAID0 RAID1 RAID3 RAID5 名稱 條塊鏡像專用校驗塊分散校驗條塊允許故障否是是是冗余類型無副本校驗校驗熱插拔操作不可可以可以可以硬盤數量一個以上兩個三個以上三個以上可用容量最大最小中間中間減少容量無50%一個磁盤一個磁盤讀性能高中間高高隨機寫性能最高中間最低低連續寫性能最高中間低最低典型應用無故障的迅速讀寫允許故障的小文件、隨機數據寫入允許故障的大文

13、件、連續數據傳輸允許故障的小文件、隨機數據傳輸 DAS DAS存儲技術DAS存儲拓撲結構。DAS是指直接將存儲設備連接到服務器上，連接方式有兩種，即SCSISCSI線纜線纜和光纖通道光纖通道。如下圖所示：DAS存儲方式的特點優點：由于DAS是采用傳統的連接方法，即每個服務器或客戶端各自連接自己的DAS設備，使得DAS設備在安裝的時候不必考慮其他服務器或客戶端對其的影響，網絡架構有固定的模式可以套用；DAS的主要優點是價格低廉、配置簡單、使用方便；另外，DAS通常被用于單一主機或雙機系統中，用于增加硬盤存儲容量和提高系統的可用性及可靠性。缺點：DAS對于大量數據的集中管理顯得力不從心，不能適合將

14、分散存儲的數據集中起來統一管理的需求。不能提供不同操作系統下的文件共享 當存儲容量不足時，想在網絡中添加新的DAS設備的時候就會遇到麻煩 每做一次數據整理或設備維護，需要耗費大量的人力物力，有時結果卻事倍功半 往往采用數據備份來保護數據 ,加重了服務器負擔 當并發用戶數量增長的時候，服務器性能會急劇下降，甚至會造成服務器因為不堪重負而癱瘓 SANSAN存儲技術所謂SAN，是指在網絡服務器群的后端，采用光纖通道（Fiber Channel，FC）協議連接成高速專用網絡，使網絡服務器與多種存儲設備直接連接。SAN通常由存儲設備（專用磁盤陣列、磁帶機）和光纖交換機組成。SAN的最大特點就是可以實現網

15、絡服務器與存儲設備（如RAID和磁帶庫）之間的多對多連接，而且，這種連接是本地的高速連接，幾個服務器共享存儲訪問，服務器通過光纖交換機連接到存儲系統。 SAN存儲拓撲結構數據庫服務器應用服務器交換機A交換機B磁盤陣列子系統磁盤陣列子系統磁盤陣列子系統UNIX客戶端UNIX客戶端UNIX客戶端光纖通道SAN的優缺點SAN的主要優點 SAN具有高性能，高擴展性 ；光纖連接距離遠； 可連接多個磁盤陣列或磁帶庫組成存儲池，易于管理 。SAN存在的主要問題 SAN解決方案的最大問題是成本較高 ；SAN可以取代基于服務器的存儲模式，但SAN本身缺乏標準，互操作性也是一個主要問題；SAN在異構環境下不能實現

16、文件共享。 SAN和DAS的比較SAN和DAS相比有很大的優勢，SAN的可升級性、穩定性、可用性和性能都大大加強。不過，它最大的優勢是集中的管理，這就降低了總擁有成本。無論是SAN還是DAS存儲方案，服務器與存儲設備交換的都是數據塊，所以比較適合于數據庫應用。NASNAS存儲技術NAS或稱為網絡直聯存儲設備、網絡磁盤陣列，是一種將分布、獨立的數據整合為大型、集中化管理的數據中心，以便于對不同主機和應用服務器進行訪問的技術。通俗地講，直接掛接在網上的、提供數據和文件服務的存儲設備，實際上就是一臺專用的NAS服務器。NAS存儲拓撲結構NAS的優缺點NAS產品的顯著優點NAS產品是真正即插即用的產品

17、；NAS設備的物理位置放置靈活 ；無需應用服務器的干預，NAS設備允許用戶在網絡上存取數據，這樣既可減小CPU的開銷，也能顯著改善網絡的性能；是最成熟的網絡存儲解決方案，與其他存儲方式相比較，其總擁有成本最低 。 NAS的主要缺點網絡傳輸數據的能力相對較差； NAS在傳輸數據的處理過程需要占用處理器資源來中斷和重新訪問數據流 ；NAS存儲的可擴展性也受到設備大小的限制；僅限于使用直接連接存儲設備（如專用磁帶機或磁帶庫）或者基于網絡的策略，在該策略中，存儲設備上的數據通過企業或專用LAN進行備份。NAS與磁盤陣列（RAID）的區別lNAS是一臺服務器，有自己的核心，而RAID只是一個存儲介質；l

18、NAS直接接到交換機或集線器上，RAID接到服務器后端；lRAID技術的出現，是為了提高數據存儲的可靠性。它用效率來換取可靠性。NAS把RAID技術融合在它的文件系統中，這樣既提高了數據的可靠性，又利用磁盤的并行操作，提高了系統的整體性能； l控制磁盤只是操作系統職能中的一部分，I/O操作算法效率不高。而NAS的操作系統是專用的，它只管理磁盤I/O，算法效率最高；l當通用文件服務器的CPU進行I/O操作時，系統發生中斷，等待I/O完成后才能恢復應用運行。在有NAS的系統中，應用程序需要進行磁盤I/O操作時，I/O操作由NAS完成，在磁盤I/O操作中最費時間的是寫操作，NAS將寫請求先寫到NVR

19、AM（不掉電內存）中，這個動作完成后，應用程序即可恢復運行，所以效率要高得多；l磁盤操作慢的根本原因在于磁頭臂的查找是機械動作，所以減少磁頭臂的移動次數是提高效率的關鍵。NAS對磁盤的I/O操作算法，尤其是寫操作，比通用操作系統做了極大的改進，它最大限度地減少了磁頭臂的移動次數。其算法保證磁頭總是停留在一個可寫的位置上，并從這個位置連續寫下去；l通常的RAID系統，對于通用操作系統來說是外加的，是額外負擔。人們使用RAID是為了得到高可靠性，但這是以犧牲一定的系統效率為前提的。NAS的RAID系統是設計在它的專用操作系統中的，它不僅不是額外負擔，相反由于多個磁盤的磁頭臂可以同時并行讀寫，所以I

20、/O速度更高了。 存儲技術的比較SAN與NAS都是為適應高性能和密集的網絡存儲要求而在DAS的基礎上發展起來的，是新型數據存儲模式中的兩個主要發展方向。DAS，NAS和SAN三種存儲技術的比較如表6.2所示。今天，SAN已經漸漸與NAS環境相結合，以提供用于NAS設備的高性能海量存儲。事實上，許多SAN目前都用于NAS設備的后臺，還有很多企業把DAS，SAN，NAS混合配置，以滿足存儲擴展性和備份的需要。DASDAS、NASNAS和SANSAN三種存儲技術的比較DASSANNAS協議存儲設備驅動程序 FC協議 TCP/IP協議 存儲設備的連接與安裝使用 為服務器增加新的SCSI卡，把服務器與磁

21、盤陣列物理上直接相連接入，在服務器上做好設備共享，以供使用。安裝簡單 服務器通過HBA卡、光纖交換機連入SAN網絡，是光纖通道接入。須購買管理、在線備份恢復軟件。安裝復雜 給NAS服務器和存儲設備分別安裝千兆網卡，通過RJ-45接入網絡交換機，屬網絡接入。安裝十分簡單 存儲設備RAID的分割 各個相對獨立的RAID RAID分割情況要視操作系統種類多少而定 在RAID的基礎上增加了文件存儲操作系統，其RAID是一個整體 對存儲設備的使用 只能獨享只能獨享共享與獨享兼顧訪問方式只能通過與之連接的主機進行數據訪問 客戶端通過相應的服務器操作系統才能訪問SAN通過文件系統的集中化管理能夠實現網絡文件

22、的訪問數據集中的實現不是好好數據共享的實現 每一個主機管理它本身的文件系統，但不能實現與其他主機共享數據同一操作系統平臺用戶能夠共享真正的數據共享DASDAS、NASNAS和SANSAN三種存儲技術的比較( (續) )DASSANNAS系統成本 低高較高維護成本高較高低系統復雜程度高高低系統性能不好好受網絡環境影響系統配置較復雜復雜簡單系統使用較復雜簡單簡單系統靈活性差好較好系統擴展性差好好應用限制無無視頻等大文件傳輸數據保護能力較好好好兼容性較好標準不統一，差標準的協議，好可管理性差繁瑣，要管理軟件容易數據傳輸率較高高較低DASDAS，SANSAN，NASNAS混合配置主要存儲備份介質網絡存

23、儲備份系統使用較多的存儲備份介質有：磁帶磁帶、磁光盤磁光盤驅動器驅動器（MO）、硬盤硬盤、CD-ROMCD-ROM、WORMWORM等。目前被廣泛采用的備份介質還是磁帶。硬盤存儲備份介質硬盤存儲備份介質 ：實時存儲和快速讀取數據最理想的介質 ，但價格昂貴、無法移動、不便于保管 ,因此采用內部的磁盤機制作為備份的介質并不是大容量數據備份的最佳選擇光學存儲備份介質光學存儲備份介質 ：傳統磁盤技術與光技術結合的產物 ，更適合于數據的永久性歸檔和小容量數據的備份優點:傳送速度快;可靠性高;使用壽命長;可重復使用 缺點:MO的價格較高，僅次于硬盤; MO容量有限，無法適應大量數據備份;理論壽命尚未經過實踐檢驗，值得商榷;數據傳輸率與其他備份介質相比沒有明顯優勢磁帶存儲備份介質磁帶存儲技術是一種安全的、可靠的、易使用和相對投資較小的備份方式 ，真正適合數據存儲備份領域。磁帶備份包括硬件介質和軟件管理，目前它是用電子方法存儲大容量數據最經濟方法。磁帶系統提供了廣泛的備份方案，并且允許備份系統按用戶數據的增長而隨時地擴容