第8章容灾与数据备份技术教学课件PPT.ppt
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1、完整版教学课件完整版教学课件第8章 容灾与数据备份技术2XXX 微信:XXX XXX/XXXXXX学院信息安全技术3XXX 微信:XXX XXX/第8章 容灾与数据备份技术本章学习目标 了解容灾技术的基本概念 了解RAID的级别及其特点 了解并会使用一些常用数据恢复工具 了解数据备份技术的基本概念 掌握Ghost的使用容灾与数据备份技术在信息安全领域有着举足轻重的地位,本章对容灾技术和数据备份技术的基本概念进行介绍。4XXX 微信:XXX XXX/8.1 容灾技术忽视数据备份,没有容灾能力将会给企业或组织带来巨大的损失。据统计资料显示,当受到数据灾难袭击的时候,30%受影响的公司被迫立即退出市
2、场,另外有29%受影响的公司会在两年内倒闭。所以当各种无法预知的事故或灾难导致重要的数据丢失时,能够及时采取灾难恢复措施,可以将企业或组织的损失降低到最低。5XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 1容灾的定义容灾是一个范畴很广泛的概念,是一个系统工程,包括支持用户业务的方方面面,可以将所有与业务连续性相关的内容都纳入到容灾中。对于IT而言,容灾提供一个能防止用户业务系统遭受各种灾难破坏的计算机系统。容灾主要表现为一种未雨绸缪的主动性,而不是在灾难发生后的亡羊补牢。容灾是指在发生灾难性事故时,能够利用已备份的数据或其他手段,及时对原系统进行恢复,以保证数据的安全性以及业务的连续
3、性。从技术上看,衡量容灾系统有两个主要指标:RPO和RTO。RPO(Recovery Point Object):数据恢复点目标,主要是指当灾难发生时业务系统所能容忍的数据丢失量。RTO(Recovery Time Object):数据恢复时间目标,主要是指所能容忍的业务停止服务的最长时间,即从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期。RPO针对的是数据丢失,而RTO针对的是服务丢失,二者没有必然的关联性。RTO和RPO的确定必须在进行风险分析和业务影响分析后,根据不同的业务需求确定。对于不同企业的同一种业务,RTO和RPO的需求也会有所不同。RPO与RTO越小,系统的可用性就越高,
4、当然需要的投资也越大。6XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 2导致系统灾难的原因从广义上讲,对于一个计算机系统而言,一切引起系统非正常停机的事件都称之为灾难。威胁数据的安全,造成系统失效的主要原因有以下几个方面。(1)硬件故障。主要的硬件故障包括I/O和硬盘损坏、电源(包括电缆、插座)及网络故障等,如果是安装系统的磁盘故障,则还必须重建系统。(2)人为错误。是最容易忽略的故障原因,包括误操作、人为蓄意破坏,如对一些关键系统配置文件的不当操作,或人为删除一个文件或格式化一个磁盘,会导致系统不能正常启动。另外还有黑客的攻击,黑客侵入计算机系统,并且破坏计算机系统。(3)软件故障
5、。是最为复杂和多样化的故障原因,如系统参数设置不当或由于应用程序没有优化,造成运行时系统资源不合理分配或数据库参数设置不当等,都有可能导致系统性能下降,甚至停机。(4)病毒影响。病毒使计算机系统感染,损坏计算机数据,需要及早预防病毒的攻击。(5)自然灾难。地震、台风、水灾、雷电、火灾等会无情地毁灭计算机系统,这种灾难破坏性很大,影响面比较广。7XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 灾难发生后,恢复的一般步骤如下。第1步:恢复硬件。第2步:重新装入操作系统。第3步:设置操作系统(驱动程序设置、系统和用户设置)。第4步:重新装入应用程序,进行系统设置。第5步:用最新的备份恢复系统
6、数据。8XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 3容灾的级别容灾可以分为3个级别:数据级别、应用级别和业务级别。4容灾系统由于容灾所承担的是用户最关键的核心业务,其发挥的作用异常重要,容灾本身的复杂性也十分明显,这些决定了容灾是一项系统工程。容灾首先涉及众多技术及众多厂商的各类解决方案。性能、灵活性及价格都是必须考虑的因素,更重要的是,用户需要根据自己的实际需求量身打造。许多用户的生产站点都是经过长期积累、多次改造后形成的,对于特殊的应用还采用特定的设备。那么当用户考虑构建容灾站点时就必须把所有的情况都考虑进来,构建容灾方案的一条基本准则是“选择适合自己的”。与此同时用户还要考
7、虑长远一些,尽量采用先进而不是将要被淘汰的技术,毕竟冗余站点与生产站点一样会长期使用。一个完整的容灾系统应该包含3个部分:本地容灾、异地容灾和有效的管理机制。9XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 5容灾备份技术建立容灾备份系统时会涉及多种技术,如SAN技术、DAS技术、NAS技术、远程镜像技术、虚拟存储、基于IP的SAN的互连技术、快照技术、推技术、RAIT和并行流技术等。(1)SAN(Storage Area Network,存储局域网)技术。(2)DAS(Direct Attachment Storage,直接挂接存储)技术。(3)NAS(Network Attachm
8、ent Storage,网络挂接存储)技术。(4)远程镜像技术。(5)虚拟存储。(6)基于IP的SAN的互连技术。(7)快照技术。(8)推技术。(9)RAIT(Redundant Array of Inexpensive Tape)。(10)并行流技术。10XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 下面是对个人用户提出的一些备份建议。(1)操作系统与应用软件备份。在安装完操作系统与应用软件后,将操作系统所在的分区映射为一个镜像文件(使用Ghost),保存在另一块硬盘或另一个逻辑分区上,这样在数据恢复时就可以直接由镜像文件恢复操作系统。如果应用软件没有安装在系统盘(C盘)的Prog
9、ram Files文件夹下,而是安装在了其他分区(D盘)上,那么在备份C盘后也要备份D盘,这样在操作系统发生数据故障时,就会很快恢复系统,而不用重新安装操作系统与所有的软件。(2)文档备份。如对于Office文档(包括Word、PowerPoint和Excel文档等),需要经常整理,然后定期备份。(3)邮件与地址簿备份。Outlook(或Foxmail)里的邮件与地址簿可以通过其“导出”工具来把地址信息和邮件导出,将导出的信息复制到其他存储介质上,从而完成备份。11XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 6容灾备份等级设计一个容灾备份系统需要考虑多个因素:备份/恢复数据量大小,
10、应用数据中心与备援数据中心之间的距离和数据传输方式,灾难发生时所要求的恢复速度,备援数据中心的管理及投入资金等。根据这些因素和应用场合的不同,将容灾备份划分为4个等级,如表8.1所示。等 级说 明0级本地备份、本地保存的冷备份。它的容灾恢复能力最弱,它只在本地进行数据备份,并且被备份的数据磁带只在本地保存,没有送往异地1级本地备份、异地保存的冷备份。在本地将关键数据备份,然后送到异地保存,如交由银行保管。灾难发生后,按预定数据恢复程序恢复系统和数据。这种容灾方案也是采用磁带机等存储设备进行本地备份,同样还可以选择磁带库和光盘库等存储设备2级热备份站点备份。在异地建立一个热备份站点,通过网络进行
11、数据备份,也就是通过网络以同步或异步方式,把主站点的数据备份到备份站点。备份站点一般只备份数据,不承担业务。但是,当出现灾难时,备份站点接替主站点的业务,从而维护业务运行的连续性3级活动互援备份。这种异地容灾方案与前面介绍的热备份站点备份方案相似,不同的是主、从系统不再是固定的,而是互为对方的备份系统。这两个数据中心系统分别在相隔较远的地方建立,它们都处于工作状态,并进行相互数据备份。当某个数据中心发生灾难时,另一个数据中心接替其工作任务。通常在这两个系统之间的光纤设备连接中还提供冗余通道,以备工作通道出现故障时及时接替工作。这种级别的备份根据实际要求和投入资金的多少,可分为两种:(1)两个数
12、据中心之间只限于关键数据的相互备份;(2)两个数据中心之间互为镜像,即零数据丢失,零数据丢失是目前要求最高的一种容灾备份方式,它要求不管发生什么灾难,系统都能保证数据的安全。所以,它需要配置复杂的管理软件和专用的硬件设备,需要的投资是最大的,但恢复速度也是最快的。当然采取这种容灾方式的主要是资金实力较雄厚的大型企业和电信级企业12XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 7数据容灾与备份的联系备份是指用户为应用系统产生的重要数据(或原有的重要数据信息)制作一份或多份副本,以增强数据的安全性。备份与容灾关注的对象不同,备份关注数据的安全,容灾关注业务应用的安全。可以把备份称做“数据
13、保护”,而把容灾称做“业务应用保护”。备份通过备份软件使用磁带机或磁带库(有些用户使用磁盘或光盘)作为存储介质,将数据进行复制,容灾则表现为通过高可用方案将两个站点或系统连接起来。备份与容灾是存储领域两个非常重要的部分,二者有着密切的联系。首先,在备份与容灾中都有数据保护工作,备份大多采用磁带方式,性能低,成本低;容灾采用磁盘方式进行数据保护,数据随时在线,性能高,成本高。其次,备份是存储领域的一个基础,在一个完整的容灾方案中必然包括备份的部分;同时备份还是容灾方案的有效补充,因为容灾方案中的数据始终在线,因此存储有完全被破坏的可能,而备份提供了额外的一条防线,即使在线数据丢失,也可以从备份数
14、据中恢复。13XXX 微信:XXX XXX/8.1.1 容灾技术概述 8容灾计划严格地说,容灾计划包括一系列应急计划,如业务持续计划、业务恢复计划、操作连续性计划、事件响应计划、场所紧急计划、危机通信计划、灾难恢复计划等。9组织与职责分配在确定了灾难恢复计划后,必须组建合适的团队来实施恢复策略,并确定与各个团队相关的关键决策者、信息部门和终端用户的相关职责。这些团队负责对事件进行响应,对功能进行恢复,使系统回到正常运行状态。这些团队的数量和种类根据组织规模和需要来组织,可能包括以下几个小组。(1)事件响应小组。(2)应急行动小组。(3)损失评估小组。(4)应急管理小组。(5)异地存储小组。此外
15、,还可以包括应急作业小组、应用软件小组、系统软件小组、安全小组、网络恢复小组、通信小组、运输小组、硬件小组、供应小组、协调小组、异地安置小组、法律事务小组、恢复测试小组和培训小组等。14XXX 微信:XXX XXX/8.1.2 RAID简介RAID最初是“Redundant Array of Independent Disk”(独立磁盘冗余阵列)的缩写,后来由于廉价磁盘的出现,RAID成为“Redundant Array of Inexpensive Disk”(廉价磁盘冗余阵列)的缩写。RAID技术诞生于1987年,由美国加州大学伯克利分校提出。RAID的基本想法是把多个便宜的小磁盘组合到一
16、起,成为一个磁盘组,使性能达到或超过一个容量巨大、价格昂贵的磁盘。虽然RAID包含多块磁盘,但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现的。RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度、安全性和性价比。RAID技术起初主要应用于服务器高端市场,但是随着IDE硬盘性能的不断提升,RAID芯片的普及和个人用户市场的成熟和发展,RAID技术正不断向低端市场靠拢,从而为用户提供了一种既可以提升硬盘速度,又能够确保数据安全性的良好的解决方案。目前RAID技术大致分为两种:基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID技术。RAID按照实现原理的不同分为不同的级别,不同的级别之间工作模式是有区别
17、的。15XXX 微信:XXX XXX/8.1.2 RAID简介1RAID 0(无差错控制的带区组)图8.1 RAID 0(无冗余)图8.2 RAID 0中的数据映射16XXX 微信:XXX XXX/8.1.2 RAID简介2RAID 1(镜像结构)图8.3 RAID 1(镜像结构)3RAID 2(带海明码校验)图8.4 RAID 2(带海明码校验)17XXX 微信:XXX XXX/8.1.2 RAID简介4RAID 3(带奇偶校验码的并行传送)图8.5 RAID 3(带奇偶校验码的并行传送)5RAID 4(块奇偶校验阵列)图8.6 RAID 4(块奇偶校验阵列)18XXX 微信:XXX XXX
18、/8.1.2 RAID简介6RAID 5(块分布奇偶校验阵列)图8.7 RAID 5(块分布奇偶校验阵列)7RAID 6(双重块分布奇偶校验阵列)图8.8 RAID 6(双重块分布奇偶校验阵列)19XXX 微信:XXX XXX/8.1.2 RAID简介8RAID 0+1(高可靠性与高效磁盘结构)把RAID 0和RAID 1技术结合起来,即RAID 0+1,是具有极高可靠性的高性能磁盘阵列。它将两组磁盘按照RAID 0的形式组成阵列,每组磁盘按照RAID 1的形式实施容错。数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读/写能
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