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淺論數(shù)據(jù)備份與容災系統(tǒng)
摘要：為了保障數(shù)據(jù)資料的安全，必須進行數(shù)據(jù)備份。而一旦發(fā)生災難，造成大量數(shù)據(jù)丟失，容災系統(tǒng)將能保證業(yè)務盡快恢復，甚至可以保證業(yè)務不間斷執(zhí)行。數(shù)據(jù)備份也正是容災系統(tǒng)得以運行的前提。
關鍵詞：數(shù)據(jù) 備份 容災
數(shù)據(jù)資料已經(jīng)成為企事業(yè)單位的無形資產(chǎn)和重要財富，其安全也倍受關注。當遭受地震、洪水、臺風、恐怖襲擊等重大災害，以及發(fā)生大范圍停電、網(wǎng)絡中斷、硬件故障等事故時就會由于數(shù)據(jù)丟失破壞而造成重大損失。考慮到大范圍內(nèi)災難或故障發(fā)生的可能性，為了保障數(shù)據(jù)安全，利用現(xiàn)有存儲設備資源為大量的主流平臺用戶制定完備的備份和容災方案，構建簡單、經(jīng)濟、可靠的備份及容災系統(tǒng)，增強系統(tǒng)的抗災能力，最大限度地減少損失有著十分重要意義。
一、數(shù)據(jù)備份策略
從備份策略來講，現(xiàn)在的備份可分為三種：完全備份、增量備份、差異備份、累加備份策略。下面來討論以下這幾種備份方式：
完全備份就是拷貝給定計算機或文件系統(tǒng)上的所有文件，而不管它是否被改變。
增量備份就是只備份在上一次備份后增加、改動的部分數(shù)據(jù)。增量備份可分為多級，每一次增量都源自上一次備份后的改動部分。
差異備份就是只備份在上一次完全備份后有變化的部分數(shù)據(jù)。如果只存在兩次備份，則增量備份和差異備份內(nèi)容一樣。
累加備份采用數(shù)據(jù)庫的管理方式，記錄累積每個時間點的變化，并把變化后的值備份到相應的數(shù)組中，這種備份方式可恢復到指點的時間點。
一般在使用過程中，這三種策略常結合使用，常用的方法有：完全備份、完全備份加增量備份、完全備份加差異備份、完全備份加累加備份。
完全備份會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)移動，選擇每天完全備份的客戶經(jīng)常直接把磁帶介質連接到每臺計算機上（避免通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)）。這樣，由于人的干預（放置磁帶或填充自動裝載設備），磁帶驅動器很少成為自動系統(tǒng)的一部分。其結果是較差的經(jīng)濟效益和較高的人力花費。
完全備份加增量備份源自完全備份，不過減少了數(shù)據(jù)移動，其思想是較少使用完全備份。比如說在周六晚上進行完全備份（此時對網(wǎng)絡和系統(tǒng)的使用最小）。在其它6天（周日到周五）則進行增量備份。增量備份會問這樣的問題：自昨天以來，哪些文件發(fā)生了變化？這些發(fā)生變化的文件將存儲在當天的增量備份磁帶上。
完全備份加差異備份的思想也是較少使用完全備份。比如說在周六晚上進行完全備份，在其它6天（周日到周五）則進行差異備份。做差異備份時，將會把自上星期六以來發(fā)生了變化的文件存儲在當天的增量備份磁帶上。
二、容災系統(tǒng)的等級及實現(xiàn)技術
容災是一個范疇比較廣泛的概念，廣義上，我們可以把所有與業(yè)務連續(xù)性相關的內(nèi)容都納入容災。容災是一個系統(tǒng)工程，它包括支持用戶業(yè)務的方方面面。而容災對于IT而言，就是提供一個能防止用戶業(yè)務系統(tǒng)遭受各種災難影響破壞的計算機系統(tǒng)。容災還表現(xiàn)為一種未雨綢繆的主動性，而不是在災難發(fā)生后的“亡羊補牢”。從狹義的角度，我們平常所談論的容災是指，除了生產(chǎn)站點以外，用戶另外建立的冗余站點，當災難發(fā)生生產(chǎn)站點受到破壞時，冗余站點可以接管用戶正常的業(yè)務，達到業(yè)務不間斷的目的。為了達到更高可用性，許多用戶甚至建立多個冗余站點。
容災系統(tǒng)是通過在異地建立和維護一個備份存儲系統(tǒng)，利用地理上的分離來保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)對災難性事件的抵御能力。
根據(jù)容災系統(tǒng)對災難的抵抗程度，可分為數(shù)據(jù)容災和應用容災。數(shù)據(jù)容災是指建立一個異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是對本地系統(tǒng)關鍵應用數(shù)據(jù)實時復制。當出現(xiàn)災難時，可由異地系統(tǒng)迅速接替本地系統(tǒng)而保證業(yè)務的連續(xù)性。應用容災比數(shù)據(jù)容災層次更高，即在異地建立一套完整的、與本地數(shù)據(jù)系統(tǒng)相當?shù)膫浞輵孟到y(tǒng)（可以同本地應用系統(tǒng)互為備份，也可與本地應用系統(tǒng)共同工作）。在災難出現(xiàn)后，遠程應用系統(tǒng)迅速接管或承擔本地應用系統(tǒng)的業(yè)務運行。
設計一個容災系統(tǒng)，需要考慮多方面的因素，如備份/恢復數(shù)據(jù)量大小、應用數(shù)據(jù)中心和備援數(shù)據(jù)中心之間的距離和數(shù)據(jù)傳輸方式、災難發(fā)生時所要求的恢復速度、備援中心的管理及投入資金等。根據(jù)這些因素和不同的應用場合，通常可將容災系統(tǒng)分為四個等級。
第0級：沒有備援中心這一級容災系統(tǒng)，實際上沒有災難恢復能力，它只在本地進行數(shù)據(jù)備份，并且被備份的數(shù)據(jù)只在本地保存，沒有送往異地。
第1級：本地磁帶備份，異地保存在本地將關鍵數(shù)據(jù)備份，然后送到異地保存。災難發(fā)生后，按預定數(shù)據(jù)恢復程序恢復系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。這種方案成本低、易于配置。但當數(shù)據(jù)量增大時，存在存儲介質難管理的問題，并且當災難發(fā)生時存在大量數(shù)據(jù)難以及時恢復的問題。為了解決此問題，災難發(fā)生時，先恢復關鍵數(shù)據(jù)，后恢復非關鍵數(shù)據(jù)。
第2級：熱備份站點備份在異地建立一個熱備份點，通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)備份。也就是通過網(wǎng)絡以同步或異步方式，把主站點的數(shù)據(jù)備份到備份站點，備份站點一般只備份數(shù)據(jù)，不承擔業(yè)務。當出現(xiàn)災難時，備份站點接替主站點的業(yè)務，從而維護業(yè)務運行的連續(xù)性。
第3級：活動備援中心在相隔較遠的地方分別建立兩個數(shù)據(jù)中心，它們都處于工作狀態(tài)，并進行相互數(shù)據(jù)備份。當某個數(shù)據(jù)中心發(fā)生災難時，另一個數(shù)據(jù)中心接替其工作任務。這種級別的備份根據(jù)實際要求和投入資金的多少，又可分為兩種：①兩個數(shù)據(jù)中心之間只限于關鍵數(shù)據(jù)的相互備份；②兩個數(shù)據(jù)中心之間互為鏡像，即零數(shù)據(jù)丟失等。零數(shù)據(jù)丟失是目前要求最高的一種容災系統(tǒng)方式，它要求不管什么災難發(fā)生，系統(tǒng)都能保證數(shù)據(jù)的安全。所以，它需要配置復雜的管理軟件和專用的硬件設備，需要投資相對而言是最大的，但恢復速度也是最快的。
在建立容災系統(tǒng)時會涉及到多種技術，如：SAN或NAS技術、遠程鏡像技術、基于IP的SAN的互連技術、快照技術等。
衡量容災系統(tǒng)的兩個技術指標：RPO（Recovery Point Objective）：即數(shù)據(jù)恢復點目標，主要指的是業(yè)務系統(tǒng)所能容忍的數(shù)據(jù)丟失量。
RTO（Recovery Time Objective）：即恢復時間目標，主要指的是所能容忍的業(yè)務停止服務的最長時間，也就是從災難發(fā)生到業(yè)務系統(tǒng)恢復服務功能所需要的最短時間周期。
RPO針對的是數(shù)據(jù)丟失，而RTO針對的是服務丟失，二者沒有必然的關聯(lián)性。RTO和RPO的確定必須在進行風險分析和業(yè)務影響分析后根據(jù)不同的業(yè)務需求確定。對于不同企業(yè)的同一種業(yè)務，RTO和RPO的需求也會有所不同。
三、數(shù)據(jù)容災與數(shù)據(jù)備份的聯(lián)系
從定義上看，備份是指用戶為應用系統(tǒng)產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)（或者原有的重要數(shù)據(jù)信息）制作一份或者多份拷貝，以增強數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的安全，容災關心業(yè)務應用的安全，我們可以把備份稱作是“數(shù)據(jù)保護”，而容災稱作“業(yè)務應用保護”。備份最多表現(xiàn)為通過備份軟件使用磁帶機或者磁帶庫將數(shù)據(jù)進行拷貝，也有用戶使用磁盤、光盤作為存儲介質；容災則表現(xiàn)為通過高可
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