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维普资讯http://www.cqvip.com口囊技术与口■亿 企业数据备份和灾难恢复 Enterprse Data Backup and Disaster Recovery 玲 WANG Ling 备份是防止企业数据丢失的最后防线,同时它在信息服务灾难恢复策略中具有最高优先级。企业数据 备份具有相当的复杂性,在企业备份体系结构、企业备份策略和备份技术的选择上需要有效合理的设 计。尽量在备份工作和应用系统的性能上取得最佳平衡,在灾难发生时能有效快速的恢复数据。 备份企业备份策略备份技术 Allmraet Backupisthelastdefencefrom enterprise datal惜ing,andit hasthefrst proryinthe strategies ofin- ormaton srvice&dL ̄aster recovery.There’re much complexi i enter data backup.It need.efective and rea- sonable design work tO choose backup architeure、backup strategy ad backup thnologi.Try t achieve the bal&ice between expense i backu process and perormance ofapplicaton system.SO that d recover),Ca be efve ad em。 cientwhenever disasters happn. Keywords Backup Enterrise backup strategy Backup tehnolog 数据备份是企业防止重要数据在众多类型的灾难中丢 1.2.资源使用和数据实时之间的平衡 备份频率本质上是资源消耗(网络和输入,输出带宽、处 理器容量、磁带和磁带库硬件、应用程序接入等)和数据实时 需求的彼此消长。在提供众多信息服务的企业中,找到备份 频率和资源消耗之间的平衡并非易事。 1.2.3平台和数据管理器 失的最后一道防线。包括未镜像的硬盘崩溃,重要文件被毁 坏或被错误删除,甚至站点灾难使整个数据中心丢失,备份 磁带都可以避免不必要的数据损失。可靠的定期备份必须 具有任何信息服务灾难恢复的最高优先级。 1数据备份和企业备份的复杂性 1.1备份的目的 在大型企业中,可能使用多个数据管理器(文件系统以 及数据库管理系统),每个管理器都有自己的目标数据备份 备份是任何企业数据保护体系结构的核心。备份是特 定数据(理想状态下)在其存在的某一时刻的复制。数据备 份的目的是通过保护数据使得企业: a.在服务器、应用程序、存储设备或软件发生故障,或发 生失误或站点灾难后,尽快恢复正常运营。 b.迅速地将数据迁移到需要的任何地方。 机制。要将这些机制整合为一种方案,提供所有必要眼务数 据的一致性备份,并保持数据随服务变化而实时更新。这将 是一个巨大的系统工程。 1.2.技术选择 企业对应用程序连续可用性的要求与日俱增。现有的 各种备份机制使企业能用最少的停机时间实现一致性数据 备份,那么如何选择并实施备份技术也是一项复杂的工作。 1.2.5业务限制 业务和法规可能要求将数据保留多年,使得企业备份或 存档的介质数量巨大,对于这些介质的管理工作也很复杂。 1.2.地理位置 C.使历史数据的保留符合商业规定的要求。 1.2企业备份的复杂性 企业备份比通常意义上的数据拷贝要复杂的多,企业备 份必须能够对精确定义的数据收集进行拷贝,无论数据的组 织形式是文件、数据库,还是逻辑卷或磁盘。而且要管理上 述拷贝的备份介质,以便需要时能迅速、准确地找到任何目 标数据的任何备份,并准确追踪介质。还要提供复制备份数 据的机制,用于离站存档或灾难防护。所以在大型企业中, 实施满足要求的备份策略是十分复杂的,主要表现在以下几 方面: 从业务角度考虑,可能需要服务器和数据位于多个分散 的位置,多个数据中心保持一套统一的备份程序,这需要周 密的设计和细致的管理。 而且还需要系统管理人员针对不同平台具有不同的备 份技巧和经验,以及对于备份工作的可靠有效的执行。由此 可见,企业备份是一项具有相当复杂度的工作,需要尽量去 实现工作的自动化,减少人工干扰造成的错误。 1.2.1数据的组织和分类 要想在故障或灾难恢复中有用,备份必须包括可能丢失 的所有数据。对于提供成百上千个信息服务项目的企业,有 的数据会与其他部门共享,要确定“正确的”备份目标数据组 可能是一项非常复杂的任务。 企业备份结构的组件 企业备份结构中的三大功能组件如图1所示: 2.1备份客户端 指需要备份数据的任何计算机,包括应用程序、数据库、 *广东邮电职业技术学院计算机系 510630 圃2 M 3期 
维普资讯http://www.cqvip.com文件服务器,也包括从在线存储设备上读取数据并将数据传 送到备份服务器的软件组件。 鲁骨 存储单元 鲁份客户■ 主鲁份-鲁份介质 文件秉麓 虚用I鲁并) 曩务嚣I曩鲁嚣 文件 一一  张~一 文件 一』l 文件_i 鲁骨 删删 鲁骨 代毫 ■ 自由㈠ 宝闻 匡匮 Ⅱ 由计划龠夸开持鲁骨 鲁昔羹摄嚣 图1企业备份的功能组件 2.2备份服务器 指将数据拷贝到备份介质并保存历史备份信息的计算 机系统。有时还分为主备份服务器和介质服务器,主备份服 务器是用于安排备份和恢复工作,维护备份编录;介质服务 器是按照主备份服务器的指令将数据拷贝到备份介质上,它 通常与备份存储单元相连。 2.备份存储单元 指数据磁带、磁盘或光盘,由介质服务器控制和管理。 备份是主备份服务器、备份客户端和介质服务器三方协 作的过程:主备份服务器根据预先制定的策略和当前的条 件,启动和监控备份工作,为每个备份任务选择一个介质服 务器。备份客户端将需要备份的数据从它的在线卷传送到 指定的介质服务器,同时将实际备份过的文件列表传送到主 备份服务器。介质服务器选择一个或多个备份存储单元,选 择并加载介质,通过网络接收客户端数据,并将数据写入存 储介质中。反之,备份恢复的过程是:客户端请求主服务器 恢复特定备份的数据,主备份服务器确定由哪个备份介质服 务器来监控被请求的备份和执行恢复操作,介质服务器查找 并安装包含恢复数据的介质(可能需要人工协助),然后将数 据发送到请求恢复的客户端。备份客户端接收数据并写入 本机的文件系统。 这样一种模块化备份体系,在小型系统中可以在一个应 用服务器中运行。而随着需求的变化和规模的增长,可以不 断的扩展,更加体现出中央控制和资源扩展及共享的优势。 企业备份策略 备份是资源密集的操作,企业当然希望备份对信息服务 的影响越小越好。可以通过备份策略来平衡。备份策略主 要包括:什么数据需要备份,应当何时备份,应当备份到何 处。 3.1什么数据需要备份 这需要不仅了解企业的运营策略,还要了解计算机系统 的操作。有效的备份策略应当可以区分很少变化的数据和经 常变化的数据,并且对后者的备份要比对前者的备份更频繁。 3.2何时备份 僵囊技术与僵囊亿■丽琵强目匡 系统管理员必须平衡可以接受的最长备份周期(用以决 定最坏情况下有多少个小时的数据更新需要通过其他方式 重建)和备份资源消耗对信息服务的影响之间的关系。持续 备份会消耗大量的处理、输入,输出、网络容量,以及大量的 存储空间和编录空间,从而负面影响备份成本和系统性能。 对于能够预料繁忙和空闲时期的信息服务,备份时间比较容 易安排。然而很多服务很难预料空闲期,这样,企业就必须 尽量寻找减少备份资源消耗的方法,使备份和在线信息服务 同时进行。 3.3备份到何处 对于介质服务器的选择会因为商业周期、设备可用性或 其他考虑因素的不同而不同。主备份服务器软件追踪每一 客户端的备份任务执行情况,并动态选择介质服务器,动态 选择根据备份设备的可用性、相对负载以及是否符合选择标 准而定。备份介质也是用类似的方法进行管理。企业备份 管理器根据介质池来管理介质,每个介质池都有一个或多个 预定的备份任务。介质服务器通常会根据平均使用(以及磨 损)存储介质的运算法则,从某个任务的介质池中选取可用 介质进行备份操作。 备份技术 备份的唯一目标就是,在故障或灾难发生后,信息服务 能够恢复。因此,制定备份策略时要从企业的恢复需求入 手。比如,某个订单处理系统允许有8小时的宕机时间,而 不会对其业务产生严重影响,那么采用增量备份策略也许是 合适的。增量备份的特点是较短的备份时间,但恢复时间相 对较长。对于互联网上的零售业务来说,哪怕一分钟的停机 都意味着永久性的销售损失。更适合这种信息服务的备份 策略应当是:即使较大程度地牺牲应用性能,也要实时复制 数据。 4.1增量备份 在大多数企业信息服务中,连续两次备份之间只有一小 部分在线数据发生变化。增量备份是备份客户端利用文件 系统元数据确定哪些文件已经发生改变,并只拷贝上次备份 以后发生变化的文件。这样,最大限度地减少备份资源的需 求,完成备份的速度快,对在线信息服务的影响比全备份小。 不过,增量备份是以全备份为基础的,要从增量备份中恢复 套文件,必须首先恢复此前的全备份,以建立基准,然后按 照时间从先到后的顺序恢复增量备份,根据基准替换发生变 化的文件。所以这种备份的恢复时间相对较长。 相对不频繁的全备份应安排在企业信息服务不繁忙的 时段,而相对频繁的增量备份则就安排在平时。 4.不同种类的增量备份 增量备份有两种截然不同的类型:差异备份和累积备 份。差异备份包含最新任意类型备份之后修改的所有文件 拷贝。这样,采用“每周全备份和每天差异备份”的策略时。 通过恢复最新的全备份,然后按时间顺序恢复每一次新增的 差异备份,即可完成整个系统的恢复。越靠近周末,就有越 多的增量备份需要恢复,因此完全恢复花费的时间就越长。 6年第3期圈 
维普资讯http://www.cqvip.com累积备份是最新全备份之后备份的所有文件拷贝。从 累积备份中恢复文件 统只需要恢复最新的全备份和最新 的累积备份。从累积备份中恢复文件系统简单迅速,但花费 的时间较长,因为随着时间的推移,相对于最新全备份以后 星期日 星期一 星期二 的改动越来越多。 全备份、累积备份和差异备份可以合并使用,以平衡备 份对系统运行的影响和文件系统或数据库恢复所需时间之 间的关系。一个周备份策略举例如表1: 星期三 星期四 星期五 星期六 表1周备份策略举例 备份类 全备份 差异 型 增量备份 差异 增量备份 累积 增量备份 差异 增量备份 差异 增量备份 差异 增量备份 备份拷 星期日 星期日 星期一 星期日 星期三 星期四 星期五 贝的数 存储的 全备份之后改 备份之后改动 全备份之后改 备份之后改动 备份之后改动 备份之后改 据 完整数 动的文件 的文件 动的文件 的文件 的文件 动的文件 据库 完整数 恢复星 恢复星期日的 恢复星期日的 恢复星期日的 恢复星期日的 恢复星期日的 恢复星期日 据库恢 期日的 备份和星期一 备份、星期一 备份和星期三 备份、星期三 备份、星期三 的备份、星 复程序 备份 的差异备份 和星期二的差 的累积备份 的累积备份和 的累积备份、 期三的累积 异备份 星期四的差异 星期四和星期 备份、星期 备份 五的差异备份 四、星期五 和星期六的 差异备份 4.3 快照和数据库备份 数据库管理系统一般能够进行时间点数据库的备份,所采 取,然后不问断地写入磁带中,其中包括没有指派给文件的数 据块。为了尽可能快地读取磁盘块内容,不管数据块代表用 户数据、文件系统元数据还是代表未被分配的空间。要从快 闪备份中检索文件,备份管理器需要重建文件系统元数据,然 后从磁带上检索该文件。由于数据是在恢复时而不是在备份 时被重建,因此快闪备份的速度特别快,但恢复的时间却比较 长。快闪备份最适合包含大量小文件的系统,因为在常规备 份中,这些小文件会引发系统的巨大输入,输出开销。 用的技术类似于文件系统快照。备份程序读取以前的镜像,其 他的所有应用程序读取实时目标数据内容。这种方式是对启动 时间点的数据库内容进行备份,有些企业管理器可以通过从文 件系统快照中拷贝数据,以最小的开销,进行数据库某个时间点 的一致性热备份。其中gr? ̄照都代表了某个时间点数据库数 据的镜像。快照可以采用随写随拷贝技术,或者采用在线镜像 分离出来的数据库卷的完整镜像拷贝方式。 当数据库没有处理数据,并且所有高速缓存数据都写入 磁盘时,应立即启动用于数据库备份目的的快照操作。因此 快照开始之前,需要暂停数据库操作。当数据库暂停时,文 件系统快照便即时启动(花几秒钟时间),随后数据库可以重 新启动,供应用程序使用。快照几乎不需要数据库备份窗 口。全备份和增量备份都可以通过快照进行。 企业应该针对自身业务特点,综合应用各种技术,提高 备份性能,减小备份对信息服务的影响。 结束语 企业数据备份具有相当的复杂性,从企业备份体系结 构、企业备份策略和备份技术的选择和设计,到备份管理器 性能的提高等方面,都需要有效合理的设计。尽量在备份工 作和应用系统的性能上取得最佳平衡,在灾难发生时能有效 快速的恢复数据。 5 备份管理器性能的提高 5.1多路备份 为了优化磁带机的性能以及提高介质的有效使用率,将 几个同时备份的数据块交错写入同一张磁带中。数据流的 参考文献: 【1  htp:whipapers.zdnet.co/sarch.aspx?kw:data% 20backup%2C%20disaster%20recovery,July 2OO4. 多路备份可以弥补客户端数据传输缓慢、网络繁忙以及网络 和磁带机速度不匹配的诸多不足,提高介质的使用率。当多 路备份数据流交错写入时,数据流的每个数据块都会标上任 务识别符,这样它们就可以在恢复过程中被正确识别。 5.2并行备份 【2J htp:a.symantc.corn/ontentarcle.c ?aid:120# ntm,JAN 3,2O05.  【3]htp://wlepa ̄rs.dnet.com/whiepaper.aspx?kw:daa% 20 ̄kup%2C%20disaster%20recovery&docid:131596, 大规模的备份任务可以通过把数据分散到几个磁带同 June 2OO4. 时进行备份的方法来提高速度。特别是通过快照对大型数 据库进行全备份时,效果更为明显。如果快照文件的备份可 以分成多个备份任务同时执行,则可以一次性激活多个数据 【4]htp://whiepapers.dnet.confwhipaper.aspx?kw:data% 20backup%2C%20disaster%20recovery&docid:131595, June 2OO4. 流,而且如果多个网络连接都可以使用,这几个数据流就可 以占用多个网络连接。 5.3快闪备份 [作者简介] 王玲,女,1971年2月生,基于网络的计 算机应用研究方向,计算机专业讲师。学历:西安交通大学 计算机软件专业学士、华南理工大学计算机应用硕士 (收稿日期:2O05.1228) 快闪备份是将文件系统占用的所有磁盘数据块一次性读 

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