网站组建管理与维护第8章.ppt

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1、第第1 1页页第第8章章 网络存储与数据保护网络存储与数据保护 知识要点知识要点：传传传传统统统统存存存存储储储储技技技技术术术术，网网网网络络络络附附附附加加加加存存存存储储储储，存存存存储储储储区区区区域域域域网网网网络络络络，iSCSIiSCSI存储技术。存储技术。存储技术。存储技术。NASNAS存存存存储储储储案案案案例例例例，SANSAN存存存存储储储储案案案案例例例例，光光光光纤纤纤纤通通通通道道道道存存存存储储储储交交交交换机有关问题。换机有关问题。换机有关问题。换机有关问题。备备备备份份份份与与与与恢恢恢恢复复复复的的的的概概概概念念念念、类类类类型型型型及及及及技技技技术术术

2、术。备备备备份份份份设设设设备备备备和和和和介介介介质的选择、备份软件的选择及方案选择。质的选择、备份软件的选择及方案选择。质的选择、备份软件的选择及方案选择。质的选择、备份软件的选择及方案选择。Windows Windows 20002000的的的的数数数数据据据据备备备备份份份份、还还还还原原原原、系系系系统统统统修修修修复复复复与与与与磁磁磁磁盘容错。盘容错。盘容错。盘容错。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2 2页页重点知识重点知识：网络附加存储，存储区域网络网络附加存储，存储区域网络网络附加存储，存储区域网络网络附加存储，存储区域网络NASNASNASNAS存储案例，存储案

3、例，存储案例，存储案例，SANSANSANSAN存储案例存储案例存储案例存储案例数数数数据据据据备备备备份份份份方方方方案案案案，Windows Windows Windows Windows 2000200020002000的的的的数数数数据据据据备备备备份份份份、还还还还原原原原、系统修复与磁盘容错。系统修复与磁盘容错。系统修复与磁盘容错。系统修复与磁盘容错。难点知识难点知识：l l网络附加存储及方案网络附加存储及方案网络附加存储及方案网络附加存储及方案l l存储区域网络及方案存储区域网络及方案存储区域网络及方案存储区域网络及方案l l光纤通道存储交换机有关问题光纤通道存储交换机有关问题光

4、纤通道存储交换机有关问题光纤通道存储交换机有关问题 第第8章章 网络存储与数据保护网络存储与数据保护 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3 3页页三种网络存储系统1.1.传统的存储系统传统的存储系统（SAS)SAS)SAS)SAS)2.2.附网存储系统附网存储系统（NAS)NAS)NAS)NAS)3.3.存储区域网存储区域网（SAN)SAN)SAN)SAN)8.1 网络存储技术网络存储技术山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4 4页页传统的存储系统传统的存储系统SAS1.1.1.1.客户向文件服务器发送请求客户向文件服务器发送请求客户向文件服务器发送请求客户向文件服务器发送请

5、求2.2.2.2.文件服务器将请求继续发送给磁盘文件服务器将请求继续发送给磁盘文件服务器将请求继续发送给磁盘文件服务器将请求继续发送给磁盘3.3.3.3.磁盘访问相应的数据并将结果返回给文件服务器磁盘访问相应的数据并将结果返回给文件服务器磁盘访问相应的数据并将结果返回给文件服务器磁盘访问相应的数据并将结果返回给文件服务器4.4.4.4.服务器将数据返回给客户服务器将数据返回给客户服务器将数据返回给客户服务器将数据返回给客户山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5 5页页网络存储系统网络存储系统NAS1.1.用户直接发送请求给用户直接发送请求给NASNAS服务器服务器2.2.NASNAS服

6、务器检查到缓存命中的情况下访问磁盘缓存然后将数据直接返回服务器检查到缓存命中的情况下访问磁盘缓存然后将数据直接返回给客户机给客户机3.若缓存未命中的情况下需访问磁盘并将数据直接返回给客户机，并在请若缓存未命中的情况下需访问磁盘并将数据直接返回给客户机，并在请求的数据完成后发送请求完成消息求的数据完成后发送请求完成消息山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第6 6页页存储区域网络存储区域网络 SANSANSAN的概念的概念存储区域网络存储区域网络存储区域网络存储区域网络SANSAN（Storage Storage Area NetworkArea Network）是一种类似是一种类似是一种类

7、似是一种类似于普通局域网的高速存储网络，于普通局域网的高速存储网络，于普通局域网的高速存储网络，于普通局域网的高速存储网络，它通过专用的集线器、交换机它通过专用的集线器、交换机它通过专用的集线器、交换机它通过专用的集线器、交换机和网关建立起与服务器和磁盘和网关建立起与服务器和磁盘和网关建立起与服务器和磁盘和网关建立起与服务器和磁盘阵列之间的直接连接。阵列之间的直接连接。阵列之间的直接连接。阵列之间的直接连接。SANSAN不不不不是一种产品，而是配置网络化是一种产品，而是配置网络化是一种产品，而是配置网络化是一种产品，而是配置网络化存储的一种技术方法。它允许存储的一种技术方法。它允许存储的一种技

8、术方法。它允许存储的一种技术方法。它允许各个存储子系统，如磁盘阵列、各个存储子系统，如磁盘阵列、各个存储子系统，如磁盘阵列、各个存储子系统，如磁盘阵列、磁带库等，无需通过中间的服磁带库等，无需通过中间的服磁带库等，无需通过中间的服磁带库等，无需通过中间的服务器即可互相协作。这种网络务器即可互相协作。这种网络务器即可互相协作。这种网络务器即可互相协作。这种网络技术支持远距离通信，并允许技术支持远距离通信，并允许技术支持远距离通信，并允许技术支持远距离通信，并允许存储设备真正与服务器隔离，存储设备真正与服务器隔离，存储设备真正与服务器隔离，存储设备真正与服务器隔离，使存储成为可由所有服务器共使存储

9、成为可由所有服务器共使存储成为可由所有服务器共使存储成为可由所有服务器共享的资源。它的接口通常是享的资源。它的接口通常是享的资源。它的接口通常是享的资源。它的接口通常是ESCONESCON、SCSISCSI、SSASSA、HIPPIHIPPI以及光纤通道等。以及光纤通道等。以及光纤通道等。以及光纤通道等。存储系统山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第7 7页页 当前环境当前环境Low Low BandwidtBandwidth h ComputerComputers sLANLANHigh Bandwidth ComputersHigh Bandwidth ComputersUniUni

10、x xServerServerDisk Disk ArrayArrayNTNTDisk Disk ArrayArrayServerServerDisk Disk ArrayArrayUniUnix xServerServerServerServerNTNTDisk Disk ArrayArray山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第8 8页页 使用使用SANSAN后后.ServerServerLANLANNTNTUniUnix xNTNTUniUnix xHigh Bandwidth High Bandwidth ComputersComputersServerServerServerS

11、erverDisk Disk ArrayArraySANSAN山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第9 9页页 Tivoli Tivoli SANergySANergy File Sharing File SharingSANergySANergy MDC MDC LANLANNTNTUnixUnixNTNTUnixUnixSANergySANergy Client ClientSANergySANergy Client ClientSANSANNTFSNTFSNTNTUNIXUNIX山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1010页页增加灵活性提高可扩展性 高性能 提高可用性 易于

12、管理 非常可靠 存储区域网络（存储区域网络（SAN)SAN)的优点的优点山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1111页页SAN的主要组成部件的主要组成部件 ServersServers IBM:IBM:NetfinityNetfinity,RS/6000,AS/400,NUMA-Q,S/390,RS/6000,AS/400,NUMA-Q,S/390 non-IBM:Sun,HP,Compaq,Dell,etc.non-IBM:Sun,HP,Compaq,Dell,etc.SAN Fabric ComponentsSAN Fabric Components Switches,Hubs,G

13、ateways/RoutersSwitches,Hubs,Gateways/Routers StorageStorage IBM:ESS,FAStT200/500,IBM:ESS,FAStT200/500,MagstarMagstar,LTO,.,LTO,.non-IBM:Any standard based disk&tape sub-systemsnon-IBM:Any standard based disk&tape sub-systems SoftwareSoftware Device and network management:Device and network manageme

14、nt:StorWatchStorWatch Expert Expert Backup management:Tivoli Storage Manager,similar Backup management:Tivoli Storage Manager,similar softwaressoftwares from CA,from CA,VeritasVeritas,Legato,etc.,Legato,etc.Services Services IBM Global ServicesIBM Global Services Business Partners,Systems Integrator

15、sBusiness Partners,Systems Integrators山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1212页页光纤通道的基本结构光纤通道的基本结构山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1313页页综合的光纤通道综合的光纤通道山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1414页页SAN/NAS-Facilitated Solutions山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1515页页分布式存储管理分布式存储管理n n数据保护数据保护数据保护数据保护l l备份和恢复备份和恢复备份和恢复备份和恢复l l灾难恢复灾难恢复灾难恢复灾难恢复n n存储的有效使用存储的有

16、效使用存储的有效使用存储的有效使用l l存档和恢复存档和恢复存档和恢复存档和恢复l l“自动的自动的自动的自动的”空间管理空间管理空间管理空间管理(HSM)HSM)HSM)HSM)硬盘硬盘硬盘硬盘单个文单个文单个文单个文件件件件FILES*.XYZFILES*.XYZHAVEHAVEBEENBEENERASEDERASED审审审审计计计计XXLLIKLMNLXXLMXXLLIKLMNLXXLMMMLXMXXLVMMMMLXMXXLVMMVVMLPVMLMLMVXVVMLPVMLMLMVXLIKLMNLIKLMNPPONLPXVULXPPONLPXVULXNMLPMXVBLMWMNMLPMXVB

17、LMWMZMXLZPWMZZKLMZMXLZPWMZZKLMthe dthe dn n集中管理的数据是分布于不同的机器和区域的集中管理的数据是分布于不同的机器和区域的集中管理的数据是分布于不同的机器和区域的集中管理的数据是分布于不同的机器和区域的n n异构环境异构环境异构环境异构环境山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1616页页FAStT Partitioning 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1717页页异构异构SAN环境下的文件共享环境下的文件共享 -使用象使用象LAN一样的技术一样的技术 -简化磁盘管理简化磁盘管理ESS ConnectivityESS Conne

18、ctivity山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1818页页1.1.与与NASNAS相相比比较较，安安装装费费用用较较高高，随随着着网网络络环环的深度，方案的规模和复杂度而增加。的深度，方案的规模和复杂度而增加。2.2.由由于于远远距距离离光光纤纤通通道道价价格格昂昂贵贵，所所以以SANSAN通通常情况下局限于局域网。常情况下局限于局域网。3.3.由由于于SANSAN考考虑虑的的是是集集中中存存储储，而而不不是是共共享享存存储储，所所以以SANSAN环环境境中中数数据据的的共共享享比比较较困困难难，需需要要客客户户端端的的操操作作系系统统对对其其它它操操作作系系统统的的数数据格式有较

19、好的支持。据格式有较好的支持。4.4.SANSAN安装复杂，通常需要定制安装。安装复杂，通常需要定制安装。存储区域网络（存储区域网络（SAN)SAN)的缺点的缺点山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第1919页页8.1.5 iSCSI存储技术 iSCSI技术是介于SAN和NAS间的存储技术，iSCSI通过TCP/IP网络传送SCSI命令（SCSI over IP）。如图8.4所示。图8.4 iSCSI（IP上的SCSI）设备 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2020页页8.1.5 iSCSI存储技术iSCSI在IP网络上传输SCSI数据块需要经过三个步骤：（1）iClient

20、(初始化程序)代码重新确定SCSI指令通过IP网络的路径；（2）iSCSI目标代码从IP网络接收SCSI指令；（3）随后将SCSI指令直接发送到嵌入式存储（iSCSI设备）或FC SAN（iSCSI网关）。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2121页页8.1.5 iSCSI存储技术iSCSI也是一种SAN技术。通常将基于TCP/IP网络使用iSCSI技术的SAN称为“IP SAN”，将基于高速光纤通道的SAN加上前缀，即“FC SAN”。iSCSI协议模型如图8.5所示。图8.5 iSCSI协议模型 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2222页页8.1.5 iSCSI存储技

21、术iSCSI和NAS的根本区别在于iSCSI基于数据块传输，而NAS基于文件传输；与SAN的根本区别在于iSCSI是通过IP网络传输的，而SAN是通过专用网络传输的。iSCSI在实现上有两种不同的方式：一种是在服务器上安装iSCSI设备驱动，通过iSCSI协议传送I/O请求，目标存储设备（磁盘阵列功磁带库）可以直接连接到iSCSI LAN上。如图8.4所示，这是一种典型的基于iSCSI技术的IP SAN。另一种方式是连接到路由器（如Cisco 5420 iSCSI路由器），通过路由器连接到基于光纤通道的存储设备，即基于iSCSI路由器整合FC和IP应用，如图8.5所示。山东师范大学管理学院山东

22、师范大学管理学院第第2323页页8.2网络存储解决方案 8.2.1中小型网络存储技术选择 1.与现有应用系统的兼容性 2.存储系统未来升级和扩展 3.选用DAS的场合4.网络存储首选NAS 5.慎选SAN和iSCSI 6.DAS、NAS、SAN与ISCSI的比较 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2424页页8.2网络存储解决方案 8.2.1中小型网络存储技术选择 项目项目DASDAS特点特点NASNAS特点特点SANSAN特点特点ISCSIISCSI特点特点设计设计理念理念存存储设备储设备存存储设备储设备存存储储网网络络存存储储网网络络适配器适配器SCSISCSI适配器适配器以太网

23、适配以太网适配器器光光纤纤通道适通道适配器配器以太网适配器以太网适配器传输单传输单位位块块I/OI/O文件文件I/OI/O块块I/OI/O块块I/OI/O网网络连络连接接协议协议SCSISCSITCP/IPTCP/IPFCFC（光光纤纤通通道）道）TCP/IPTCP/IP管理方式管理方式在服在服务务器上管器上管理理在存在存储设备储设备上管理上管理在服在服务务器上器上管理管理在服在服务务器上管器上管理理性价比性价比性能低成本低性能低成本低性能适中成性能适中成本低本低性能高成本性能高成本高高性能高成本适性能高成本适中中表8.3 DAS、NAS、SAN与ISCSI的比较 山东师范大学管理学院山东师范

24、大学管理学院第第2525页页8.2.2 NAS存储案例 1.需求分析 山西师大从1997年3月开始建设网络信息中心，到今日已建成连接学校三个校区教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、教职工住宅楼的大中型园区网络。网络中心建立了多种资源服务器：（1）Internet/Intranet信息服务：Web主页、教工和学生E-mail、FTP软件下载。（2）网络教学：网络教学平台、多媒体教学（直播）转播平台。（3）电子学习：信息技术培训课程（17类约46门课）、视频点播平台；思科网络技术课程（CCNA、CCNP、无线局域网、IT基础1、IT基础2、网络安全）、SUN-UNIX/JAVA课程（英语）；微软课程（

25、MCP、MCSE）；英语学习平台；精品课程。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2626页页8.2.2 NAS存储案例（4）电子考试：Prometric-APTC 国际认证考试系统、思科网络技术课程在线考试系统。（5）电子政务：教育电子政务平台(Edoas)。这些资源的操作系统包括UNIX、Linux和Windows 2000 Advanced Server平台，是一个异构系统，分布在数十台DAS上。这些服务器数据量较大，数据的安全性很重要（如邮件系统约有2万用户），因此对数据存储的管理和备份就显得非常重要。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2727页页8.2.2 NAS存储

26、案例 2.NAS产品选型 MaxAttach NAS 4100文件服务器是一种经济的存储产品，提供了定时的备份功能，可以为“按需存储”的企业或组织提供了理想的解决方案。3.NAS解决方案 通过在网络中选定一台服务器作为数据管理的备份服务器，在其它服务器上安装客户端备份软件，从而将整个网络的数据自动地备份到与网络相连的NAS上。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2828页页8.2.2 NAS存储案例 图8.6 NAS数据存储结构 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第2929页页8.2.3 SAN存储案例 1.需求分析某钢铁企业IT系统，包括内部数据库、ERP系统、决策支持系统、

27、历史数据保存和外部电子商务系统。其中，内部数据库安全性和性能要求高，数据一旦损坏损失巨大。数据库系统要求存储系统具有很高的I/O能力。ERP系统和决策支持系统是典型的大数据量系统，其衍生数据量常常数十倍于原始数据量，要求系统具有海量数据存储能力。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3030页页8.2.3 SAN存储案例 出于安全性的考虑，外部电子商务系统应与内部数据库的数据隔离。但是，由于电子商务系统中的大量数据来源于内部数据库系统和ERP系统，又要求在两个系统之间可以快速交换数据，如图8.7所示。图8.7 企业数据存储相关示意 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3131页页

28、8.2.3 SAN存储案例2.方案基本结构 该存储系统总体采用SAN基本结构，如图8.8所示。方案主要包括磁盘阵列、磁带库、光纤交换设备和软件等部分。这样，可保证各个系统的高性能，并通过集中式的管理，减轻数据管理的压力。图8.8 企业SAN数据存储结构 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3232页页8.2.3 SAN存储案例3.产品选型 美国EMC CLARiiON FC4700是一款充分利用全光纤通道接口的潜能，为各种类型应用提供卓越性能的产品。在FC4700系统上运行EMC SnapViewTM 软件可实现任一时间点信息复制，实现高效备份。EMC MirrorViewTM 软件可

29、以在地理上分离的位置准确保存复制用户的信息，从而实现灾难恢复和远程备份。与此同时，MirrorView和Snapview可与EMC Access LogixTM，Application ransparent FailoverTM（ATF）和Navisphere Manager软件协同运作，共同推进FC4700系统实现最佳效能。这种硬件和软件解决方案构成的存储基础设施完全能够支持不断变化的IT环境。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3333页页8.2.3 SAN存储案例4.SAN实施注意事项 磁盘阵列系统的LUN Masking功能需要仔细考察，有些阵列系统不需要任何外部支持和配合，而

30、有些阵列系统的LUN Masking功能需要光纤交换机甚至光纤卡的配合和支持。数据快照技术可以用软件实现，优点是磁盘利用率高，但是效率和安全性较低；而硬件实现的数据快照则相反，效率和安全性高，但是磁盘利用率低。光纤交换设备的选择应考虑到与其他设备的配合。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3434页页8.2.4光纤通道存储交换机有关问题 1.Loop Switch和Fabric Switch的区别（1）地址空间上的不同、扩展能力不同。FC-AL使用一个字节的地址，称为AL_PA地址（Arbitrated Loop Physical Address）。Fabric使用3个字节的地址，其中

31、第一个字节即是常说的Domain_ID。（2）地址获得方式不同。使用FC-AL协议时，一般讲是在所有的设备之间协商AL_PA地址。设备连接到Fabric交换机上，它会首先做一个Fabric Login向交换机登录，从而获得3个字节的地址。（3）Fabric交换机特别适合构造大的企业级SAN。企业级SAN需要提供许多特殊的服务来确保SAN正常工作。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3535页页8.2.4光纤通道存储交换机有关问题 2.Zoning分区 为了保证SAN正常工作，不互相破坏数据。基于FC存储交换机层面的Zoning分区划分，可以有效提供一种解决方案。这样服务器只能访问同一分

32、区内的设备，提高设备访问的安全性。Zoning分区可具有以下特点：（1）分区可以重叠、同一设备可属于不同分区；（2）分区可以在设备运行时动态划分；（3）使不同的操作系统可以在一个SAN里共存。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3636页页8.2.4光纤通道存储交换机有关问题 如图8.9，基于端口的Hardware Zoning（硬件分区）划分，可以产生直观、清晰的逻辑划分，在实践中被大量使用。还有一种Software Zoning（软件分区）方法，即基于WWN(World Wide Name)进行分区。不过，软件分区在实际中较少使用。图8.9 基于端口的硬件分区 山东师范大学管理学院

33、山东师范大学管理学院第第3737页页8.2.4光纤通道存储交换机有关问题 3.LIP Isolation（LIP隔离）当FC存储交换机遵循FC-AL协议工作时，一般所有设备之间协商AL_PA地址（或常说的Loop-ID），这个过程称为环环路初始化路初始化(LIP)LIP)。SAN上有任何新的设备启动都会引起LIP，这时所有机器停止工作进行地址协商，因此LIP会使系统中断工作。当FC存储交换机遵循FC-SW协议工作时，需要特殊的服务来确保SAN正常工作，与上面所说LIP相类似的一个服务就是RSCNRSCN。设备做完Fabric Login后会向交换机登记许多信息，当该设备关闭或重新启动时就会引起

34、登记状态的改变，RSCN服务就是负责将登记状态改变信息通知SAN上的所有设备。对于不具备LIP隔离功能的交换机，在解决RSCN 影响问题时，只能靠Zoning 分区的方法使一个分区的设备对其他分区的设备减轻冲击。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3838页页8.3 数据备份和恢复 8.3.1 备份与恢复的概念 1.备份与恢复 备份就是保留一套后备系统，做到有备无患。数据备份就是保存数据的副本。数据备份的目的是为了预防事故（如自然灾害、病毒破坏和人为损坏等）造成的数据损失。数据恢复就是将数据恢复到事故之前的状态。数据恢复总是与备份相对应，实际上可以看成备份操作的逆过程。备份是恢复的前提

35、，恢复是备份的目的，无法恢复的备份是没有意义的。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第3939页页8.3.1 备份与恢复的概念 2.数据备份不仅仅是数据复制 数据复制是指将重要的数据复制到其他存储介质，并保存在其他地方，当数据遭到意外损坏或者丢失时，再将保存的数据副本恢复到系统。完善的备份必须在数据复制的基础上，提供对数据复制的管理，彻底解决数据的备份与恢复问题。单纯的数据复制无法提供文件的历史记录，也无法备份系统状态等信息，不便于系统的完全恢复。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4040页页8.3.1 备份与恢复的概念 3.数据存储硬件容错 硬件容错是指用冗余的硬件来保证系统

36、的连续运行。硬件容错的目的为了保证系统数据的可用性和不间断运行，即保护系统的在线状态，保证数据可信且可用。数据备份则是将整个系统的数据或状态保存下来，以便将来挽回因事故带来的数据损失，保存的数据副本处于离线状态。备份数据的恢复需要一定的时间，在此期间，系统往往是不可用的。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4141页页8.3.1 备份与恢复的概念 4备份软件 专业的数据备份是软件级备份，即通过备份软件，将系统数据保存到其他介质上，当系统出错时可将系统恢复到备份时的状态。5数据库备份和恢复 专业的数据备份是系统级的，能够将数据从正在运行的数据库文件中提取出来，实现在线备份。山东师范大学管

37、理学院山东师范大学管理学院第第4242页页8.3.1 备份与恢复的概念 6专业备份系统的特性（1）备份作业集中式管理。（2）跨平台备份与恢复。（3）自动化备份与恢复。（4）大型数据库的备份和恢复。（5）系统灾难恢复。（6）节省系统资源和网络带宽。（7）备份设备和介质管理。（8）安全性与可靠性。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4343页页8.3.1 备份与恢复的概念 7备份系统的逻辑结构 主要用于从特定的系统中提取备份数据。操作系统、数据库和备份任务都需要相应的备份源代理程序，获得备份数据。备份系统的逻辑结构包括以下三个部分：（1）备份源系统（2）备份管理器（3）备份目标系统用于管理

38、和运行备份任务，提供备份用户管理、作业调度管理、备份数据库管理、备份跟踪和审计及数据迁移等功能。备份管理器与备份源系统进行通信，并将来自源系统的数据传送到目标系统。主要完成把备份数据保存到不同备份介质的工作，提供备份设备管理和介质管理等功能。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4444页页8.3.2 数据备份的类型 1.数据备份分类 数据备份，一般可以划分为以下类别：（1）根据备份设备与系统的相对位置可分为本地备份和远程（异地）备份。（2）根据备份介质的不同可分为磁带备份、磁盘备份和光盘备份等。（3）根据备份时间的不同，可分为即时备份（立刻进行备份）和定时备份。山东师范大学管理学院山东

39、师范大学管理学院第第4545页页8.3.2 数据备份的类型（4）根据备份的自动化程度，可分为手工备份和自动备份。自动备份包括按照备份时间计划的定时自动备份和满足备份条件的自动备份。（5）按照备份数据的在线状态和备份的实时性，可分为冷备份（离线备份、非实时备份）和热备份（在线备份、实时备份）。（6）根据备份对象，可分为文件备份和映像备份。（7）根据数据备份的网络实现方式，可分为单机备份和网络备份。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4646页页8.3.2 数据备份的类型 2完全备份、增量备份和差异备份完完全全备备份份：对服务器上的所有数据进行完全备份，包括系统文件和数据文件。完全备份所需

40、时间最长，但恢复时间最短，操作最方便。当系统中的数据量不大时，采用完全备份最可靠。增增量量备备份份：只对上一次备份后增加的和修改过的数据进行备份。其优点很明显，由于没有重复的备份数据，既节省磁盘空间，又缩短了备份时间。但是一旦发生灾难，恢复数据则比较麻烦，因而实际应用中一般不采用这种方式。差差异异备备份份：对上一次完全备份（而不是上次备份）之后新增加的和修改过的数据进行备份。降低增量备份存储空间不足的可能性；在恢复数据时，只需两份数据，一份是上一次完全备份，另一份是最新的差异备份 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4747页页8.3.2 数据备份的类型 3.单机备份和网络备份（1）单

41、机备份：备份设备（如磁盘、磁带和光盘库等）直接连接到网络服务器上，形成基于主机的备份结构。这种备份系统较为简单，备份系统直接将服务器硬盘上的数据保存到备份设备。目前流行的操作系统自带的备份系统大多基于此种结构。如图8.10所示，单机备份配置简单，适合只有13台服务器的网络。（2）网络备份。网络备份支持基于网络的数据备份和恢复功能。如图8.11所示，对于有多台服务器的网络，部署专用的备份服务器，在其他服务器上部署备份代理软件，使用专用的备份管理软件将网络上任一服务器的数据通过网络集中备份到备份服务器上。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4848页页8.3.2 数据备份的类型 3.单机备

42、份和网络备份图8.10 单机备份 图8.11 网络备份网络备份为整个网络建立一套备份体系，能满足实时备份、远程数据保护及快速系统恢复等要求。网络备份可进一步分为局域网备份和广域网备份。局域网备份需要配置备份服务器和专业备份软件，存储设备和介质的管理维护负担重，需专业技术人员，投资较大。广域网备份提供远程异地备份，备份数据远离本地网络现场，可降低安全风险，提高容灾能力。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第4949页页8.3.3 网络存储备份技术 1.基于NDMP的NAS备份 Network Appliance和Legato Systems两个存储厂商共同开发了NDMPNDMP（网络数据管

43、理协议）网络数据管理协议），解决了文件服务器与备份设备的通信问题。如图8.12所示，支持NDMP的NAS设备、NDMP磁带机（磁带库）与备份服务器之间可以建立网络连接。图8.12基于NDMP的NAS备份 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5050页页8.3.3 网络存储备份技术2LAN-free备份 LAN-free备份是指释放网络资源的数据备份方式。在SAN架构中，LAN free备份的实现机制一般如图8.13所示。备份数据只简单地从LAN中“搬移到”SAN中，备份服务器向应用服务器发送指令和信息，指挥应用服务器将数据通过SAN直接从磁盘阵列中备份到磁带库中。图8.13 基于SAN

44、的LAN-free备份 山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5151页页8.3.3 网络存储备份技术3无服务器备份 无服务器备份是在LAN-free备份的基础上的进一步改进，克服了LAN-free备份需要服务器参与的问题；从而全面释放网络和服务器资源，由SAN上独立的备份管理系统把各个服务器的备份工作接管过来，在SAN的两种存储设备间（典型地是磁盘阵列与磁带之间）实现数据的直接传送。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5252页页8.4 中小型网络数据备份方案 8.4.1 备份设备和介质的选择 1.磁盘、磁带和光盘（1）磁盘介质磁盘介质：目前用于备份的磁盘主要指硬盘，根据存储技

45、术，硬盘可分为内部硬盘和外部磁盘阵列。硬盘与磁带和光盘相比存取速度最快，它是备份实时存储和快速读取数据最理想的介质。（2）磁带介质磁带介质：磁带是存储大容量数据的最经济的介质。磁带易于转移，便于异地保存。磁带兼容于绝大多数系统，便于实现自动化备份。磁带是最主要的备份介质，具有安全、可靠、易使用和投资相对较小等特点。（3）光盘介质光盘介质：常用的光盘介质有可录CD-R（640MB）、DVD-R（4.7GB）和可擦写光盘CD-RW（640MB）等。光盘具有可持久地存储和便于携带数据的特点。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5353页页8.4 中小型网络数据备份方案（4）备份介质选择建议备

46、份介质选择建议：业务规模小的小型网络，可以使用外置硬盘，或者在网络上其他计算机上加装内置硬盘作为备份介质。有的数据系统以数值数据为主，容量很小，可使用光盘作为备份介质。对于数据量大的，且具有安全与可靠性要求高的系统，如金融、证券的数据库，最好选择磁带。磁带为专业备份系统所必备。可根据需要组合使用多种介质。如将磁带与磁盘组合使用，对实时性强的数据使用硬盘，对实时性要求不高的数据使用磁带。光盘刻录时间较长，大容量数据备份不宜采用光盘。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5454页页8.4.1 备份设备和介质的选择2.如何选择磁带产品（1）确定备份策略）确定备份策略备份策略主要考虑以下两个因

47、素：确定备份方式 确定备份窗口 估算所需磁带库的容量和备份速度。基本规则有以下两条：磁带机装满磁带的容量不能小于所需备份的硬盘容量之和。磁带机的传输速率必须满足备份窗口的需求。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5555页页8.4.1 备份设备和介质的选择（2 2）选择合适的驱动技术）选择合适的驱动技术 磁带驱动技术是指磁带机遵循的标准，它规定了数据格式、记录方式、定位方式、走带路径、校验方式、压缩算法、介质尺寸、介质生产工艺以及驱动器接口标准等。磁带驱动技术可分为两大类：一类是线性技术，即数据流技术。目前的1/2英寸磁带机是多磁头读写，其数据传输速率较高、容量较大，如DLT、3480

48、/3490等。另一类是螺旋扫描技术，如Mammoth（8mm）、AIT（8mm）和DAT（4mm）等。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5656页页8.4.1 备份设备和介质的选择（3 3）选择磁带设备类型）选择磁带设备类型 磁带备份设备通常分为磁带机、自动加载机和磁带库。磁带机。磁带机是最基本的磁带备份设备，简称带机，又称磁带驱动器。自动加载机。与磁带机不同，自动加载机能够容纳多盘磁带，且能自动换带，从而支持自动备份。磁带库。磁带库是专业级的备份设备，主要由库体（存放许多磁带）、磁带机（读写磁带）、磁带槽位、磁带交换口、控制面板、机械手和电子控制单元组成，简称为带库。（4 4）考察

49、磁带产品的兼容性）考察磁带产品的兼容性 考虑磁带产品与现有网络环境、备份设备和备份软件的兼容性。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5757页页8.4.2 备份软件的选择 1专业备份软件 专业备份软件提供全方位的、系统的备份服务，包括数据备份与数据恢复、备份策略、备份设备（如磁带机、磁带库）与介质管理、数据格式管理（如磁带格式）、系统灾难恢复、备份作业管理、数据库及大型应用软件在线备份与恢复、网络存储备份等。专业备份软件可划分为两类。一类是专业软件公司提供的备份软件，适用多种平台和硬件设备。目前在Windows平台提供专业备份软件的主要有三家公司，分别是VERITAS、CA和LEGAT

50、O。另一类是硬件厂商提供的备份软件，如以HP、IBM、EMC为代表的传统存储设备提供商在不断推出新的备份系统设备的同时，也推出备份软件。山东师范大学管理学院山东师范大学管理学院第第5858页页8.4.2 备份软件的选择 2小型备份工具软件（1）操作系统附带的备份工具 如UNIX的tar/cpio，Windows 2000的Windows Backup，Netware的Sbackup等软件都支持基本的备份功能，支持磁带备份，可以实现单台服务器的单机磁带备份。（2）第三方备份工具软件 还有许多第三方的小型备份工具，多为共享软件或免费软件。这类软件具备一定的备份和恢复功能，一般支持文件压缩备份，不支