資料備份方法及災難恢復探討(轉)

資料備份方法及災難恢復探討[@more@]備份不僅是資料的保護，其最終目的是為了在系統遇到人為或自然災難時，能夠透過備份內容對系統進行有效的災難恢復。備份不是單純的複製，管理也是備份重要的組成部分。管理包括備份的可計劃性、磁帶機的自動化操作、歷史記錄的儲存以及日誌記錄等。

　　一、備份技術分類

　　資料備份有多種實現形式，從不同的角度可以對備份進行不同的分類。

　　1.備份模式角度

　　(1)邏輯備份

　　每個檔案都是由不同的邏輯塊組成。每一個邏輯的檔案塊儲存在連續的物理磁碟塊上，但組成一個檔案的不同邏輯塊極有可能儲存在分散的磁碟塊上。

　　備份軟體通常既可以進行檔案操作，又可以對磁碟塊進行操作。基於檔案的備份系統能夠識別檔案結構，並複製所有的檔案和目錄到備份資源上。這樣的系統跨越了儲存在每個inode上的指標，可順序的讀取每個檔案的物理塊，然後備份軟體連續的將檔案寫入到備份媒介上。這樣的備份使得每個單獨檔案的恢復變得很快，但連續的儲存檔案會使得備份速度減慢，因為在對非連續儲存磁碟上的檔案進行備份時需要額外的查詢操作。這些額外的操作增加了磁碟的開銷，降低了磁碟的吞吐率。另外，對於檔案一個很小的改變，基於檔案的邏輯備份也需將整個檔案備份。

　　(2)物理備份

　　系統在複製磁碟塊到備份媒介上時忽略檔案結構，這會提高備份的效能，因為備份軟體在執行過程中，花費在搜尋操作上的開銷很少。但這種方法使得檔案的恢復變得複雜且緩慢，因為檔案並不是連續的儲存在備份媒介上。為了允許檔案恢復，基於裝置的備份必須要收集檔案和目錄是如何在磁碟上組織的資訊，才能使備份媒介上的物理塊與特定的檔案相關聯。因而，基於裝置的備份適合於指定一個特定的檔案系統來實現，並且不易移植。而基於檔案的方案則更易移植，因為備份檔案包含的是連續檔案。另外，基於裝置的備份方案可能會導致資料的不一致。

　　2.備份策略角度

　　(1)全備份(FullBackup)

　　這種備份方式很直觀，容易被人理解。當發生資料丟失的災難時，只要用一盤磁帶(即災難發生前一天的備份磁帶)，就可以恢復丟失的資料。

　　但也存在不足之處：首先，每天都對系統進行完全備份，在備份資料中有大量內容是重複的，例如作業系統與應用程式。這些重複的資料佔用了大量的磁帶空間，意味著增加成本；另外，由於需要備份的資料量相當大，備份所需時間也就較長。

　　(2)增量備份(IncrementalBackup)

　　該備份的優點是沒有重複的備份資料，節省磁帶空間，縮短備份時間。缺點在於當發生災難時，恢復資料比較麻煩。例如，若系統在週四早晨發生故障，那麼就需要將系統恢復到週三晚上的狀態。管理員需要找出週一的完全備份磁帶進行系統恢復，再找出週二的磁帶來恢復星期二的資料，最後再找出週三的磁帶來恢復星期三的資料。在這種備份下，各磁帶間的關係就像鏈子一樣，其中任何一盤磁帶出了問題，都會導致整條鏈子脫節。

　　(3)差分備份(DifferentialBackup)

　　管理員先在週一進行一次系統完全備份，然後在接下來的幾天裡，再將當天所有與星期一不同的資料備份到磁帶上。差分備份無需每天都做系統完全備份，備份所需時間短，節省磁帶空間，災難恢復也很方便。系統管理員只需兩盤磁帶，即系統全備份的磁帶與發生災難前一天的備份磁帶，就可以將系統完全恢復。

　　備份策略角度各方式的比較如表1所示。

　　3.備份伺服器在備份過程中是否可接收使用者響應和資料更新角度

　　(l)冷備份

　　冷備份很好地解決了在備份選擇進行時併發更新帶來的資料不一致性問題，缺點是使用者需要等待很長的時間，伺服器將不能及時響應使用者的需求。目前的新技術有LAN-Free、Server-Free等，這種方式的恢復時間比較長，但投資較少。

　　(2)熱備份

　　由於是同步備份，熱備份資源佔用比較多，投資較大，但是它的恢復時間非常短。在熱備份中有一個很大的問題就是資料的有效性和完整性，如果備份過程中產生了資料不一致性，會導致資料的不可用。解決此問題的方法是對於一些總是處於開啟狀態的重要資料檔案，備份系統可以採取檔案的單獨寫/修改特權，保證在該檔案備份期間其他應用不能對它進行更新。

　　二、備份的主要方法

　　備份的方法主要有：檔案備份、伺服器主動式備份、系統複製、跨平臺備份、SQL資料庫備份、分級式儲存管理、遠端備份。

　　目前備份的最好解決方案是具有“容災”效能的遠端備份解決方案。“容災”和“容錯”不同，容錯就是系統在執行過程中，若其某個子系統或部件發生故障，系統將能夠自動診斷出故障所在的位置和故障的性質，並且自動啟動冗餘或備份的子系統或部件，保證系統能夠繼續正常執行，自動儲存或恢復檔案和資料。容災是為了保證系統的安全可靠，防止由於自然災害等導致的整個系統全部或大部分發生問題。

　　三、系統目標

　　1.高可靠性

　　解決由於自然或人為的災難，包括系統硬體、網路故障以及機房斷電甚至火災、地震等情況導致的計算機系統資料災難，避免單點故障的出現。

　　2.災難恢復

　　避免災難發生後所導致的資料災難，有效利用災難恢復方案在應急地點迅速準確地重新恢復業務應用。

　　3.保持業務的持續性

　　資料儲存必須保持業務的持續性，系統故障的出現可能導致業務停頓，服務物件的不滿，企業形象也會因此大打折扣。

　　4.高可用性，容災設計

　　它避免了出現單點故障，大到主機、儲存裝置，小到光纖介面卡，所有部件均是冗餘容錯的。

　　5.高可管理性

　　主機系統、儲存裝置、光纖交換機、光纖卡等，均能透過一臺工作站進行集中管理和監控，可節省人力資源，提高工作效率。

　　四、備份的特點

　　備份最大的忌諱就是在備份過程中因介質容量不足而更換介質，因為這會降低備份資料的可靠性與完整性。

　　備份的目的是為了防備萬一發生的意外事故，意外不可能每天發生，因此備份頻率不是很高，備份資料的存取速度並不是一個很重要的因素。在備份過程中，可管理性是備份中一個重要的因素。可管理性與備份的可靠性緊密相關，最佳的可管理性是自動化備份方案。

　　五、資料備份和災難恢復方案

　　一個完整的資料備份和災難恢復方案應包括備份硬體、備份軟體、備份計劃和災難恢復計劃四個部分。

　　1.備份硬體

　　包括硬碟介質儲存、光學介質備份和磁帶儲存技術

　　2.備份軟體

　　雖然已有使用者在網路中運用到大容量備份裝置，但大多數使用者還沒有意識到備份軟體的重要性，重要的原因是許多人對備份知識和備份手段缺乏瞭解。

　　備份軟體主要分兩大類：一是各個作業系統廠商在軟體內附帶的，如NetWare作業系統的“Backup”功能、NT作業系統的“NTBackup” 等；二是各個專業廠商提供的全面的專業備份軟體，如HPOpenViewOmniBack Ⅱ和CA公司的ARCserveIT等。

　　對於備份軟體的選擇，不僅要注重使用方便、自動化程度高，還要有好的擴充套件性和靈活性。同時，跨平臺的網路資料備份軟體能滿足使用者在資料保護、系統恢復和病毒防護方面的支援。一個專業的備份軟體配合高效能的備份裝置，能夠使損壞的系統迅速“起死回生”。

　　3.備份計劃

　　災難恢復的先決條件是要做好備份策略及恢復計劃。日常備份計劃描述每天的備份以什麼方式進行、使用什麼介質、什麼時間進行以及系統備份方案的具體實施細則。在計劃制訂完畢後，應嚴格按照程式進行日常備份，否則將無法達到備份的目的。

　　4.災難恢復

　　災難恢復措施在整個備份中佔有相當重要的地位。因為它關係到系統、軟體與資料在經歷災難後能否快速、準確地恢復。全盤恢復一般應用在伺服器發生意外災難，導致資料全部丟失、系統崩潰或是有計劃的系統升級、系統重組等情況中。

　　此外，有些廠商如惠普還推出了擁有單鍵恢復(OBDR)功能的磁帶機，只需用系統盤引導機器啟動，將磁帶插入磁帶機，按動一個按鍵即可恢復整個系統。

　　在具體的對資料備份和災難的恢復實施中，要根據使用者的實際情況來分別對每個部分進行確認。