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数据备份及光盘存储知识数据备份及光盘存储知识 2011年11月16日数据备份及光盘存储知识 一、主要备份形式 数据备份形式可以划分为虚拟备份和物理备份，虚拟备份是热机备份；物理备份是脱机备份也就是介质备份，光盘备份。 按照备份目的可以划分为信息备份和档案备份。 信息备份以数据热机备份为主以介质备份为辅；档案备份以脱机介质备份为主以数据热机备份为辅。信息备份和数据备份更加突出信息的便捷性和时效性。档案备份和介质备份更加强调电子文件的真实性、完整性和不可更改性。 二、备份级别的划分 参照国际灾难备份行业的同行灾难备份等级划分原则，将灾难备份系统从低级到高级划分为七个等级： 等级零：无异地备份 等级一：备份介质异地存放 等级二：备份介质异地存放及备用场地 等级三：备份介质异地存放及备份中心 等级四：定时数据备份及备份中心 等级五：实时数据备份及备份中心 等级六：零数据丢失 三、备份方法的选择 备份的方法取决于备份目的和备份等级。按照备份目的又可以划分为工作备份和灾害备份。 按照备份等级又可以划分为定时备份和实时备份。 工作备份以备份利用为主备份保护为辅，形式上应以数据备份为主以介质备份为辅。数据备份主要是通过磁盘阵列形式，热机实时双备份，数据运行量较大的单位也可以采用近线备份的磁带库备份。介质备份主要是以光盘备份和磁带备份为主，采用完全脱机离线形式备份。 灾害备份以备份保护为主备份利用为辅，以介质备份为主以数据备份为辅。介质备份主要是以光盘和缩微品为主，以完全离线形式备份。 灾害备份中的异地备份可以采用区域馆际，相同级别馆际，同类型行业馆际之间的相互提供备份条件，形成合作。 定时备份多采用介质备份的方式，实时备份多采用热机备份的方式。 四、备份介质的选择 备份介质的选择主要取决于备份的方式，热机备份多采用磁盘阵列的形式，介质备份多采用一次写光盘和磁带。 数字档案脱机备份介质主要是：一次写光盘、磁带和缩微胶片等。国标GB/T18894电子文件归档与管理规范中的物理备份定义是“指把电子文件集中下载到可脱机保存的载体上”。“推荐采用的载体，按优先顺序依次为：只读光盘、一次写光盘、磁带等”。 一般备份以光盘为主，大型系统数据备份以磁带为主，长久保存以缩微胶片为主。灾害备份以光盘和磁带为主，异地备份以光盘和缩微胶片为主，全面备份以光盘、磁带和缩微胶片异质备份为最佳。 五、备份类型介绍 备份类型主要有完全备份、增量备份、差异备份和成果备份四种。 完全备份，将系统数据全部复制迁移到指定存储空间； 增量备份，将系统数据增加或修改部分随时复制迁移到指定存储空间； 差异备份，将系统数据上一次备份后有变化的部分进行备份； 成果备份，将系统按周期或按成果的阶段性定时复制迁移到指定存储空间。 完全备份、增量备份和差异备份，更加突出备份的实效性和使用性，适宜采用热机备份方式；成果备份包括定时备份更加突出备份的阶段性和结果性，适宜采用脱机备份。 六、光盘种类 随着光电技术的发展，光盘的种类也达到数十种，满足用户多方面的需求。 1、CD-DA CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)称为数字音乐光盘，也就是我们经常买到的CD音乐光盘，因此也称之为Audio CD。Audio CD可说是光盘的始祖，主要应用在音乐储存。 2、CD-ROM CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)称为只读式光盘，这是最常见、使用最广泛的一种光盘，主要是用来保存数字化资料等。它具有容量大，价格十分低廉的优点。 3、Photo CD Photo CD由Kodak及Philips公司共同发表，在Photo CD中可将相片、底片扫描并转换成数字式的Photo-CD格式后存入光盘，在直径120mm的Photo CD光盘中可储存100张以上的相片，每一张相片又以五种不同的分辨率储存，最高分辨率达30722048像素。 4、Video-CD Video-CD(简称VCD)称为激光视频光盘，在VCD影碟机中播放直径为120mm的光盘就是Video-CD。VCD利用MPEG-1的技术将影片数字化，音质可达立体声的取样频率(44.1KHz，16位)，可全屏幕动态播放，播放时间约74分钟，增加交互式菜单功能，可随意选择播放片段。 5、CD-R CD-R(CD-Recordable)称为可记录式光盘，它必须配合CD-R光盘刻录机和刻录软件将资料一次写入CD-R光盘中。但是写入后的资料是不能更改及删除，对资料的保存有较高的安全性。不同的CD-R盘片，其中的感光层所使用有机染料的材料也有所不同，根据所呈现的颜色可分为金盘、绿盘、蓝盘。金盘的反射层镀上一层极薄的黄金，感光层使用浅黄色的有机染料(Pthalocyanine)。这种有机染料有较好的抗旋光性，保存时间长达100年以上。绿盘的反射层镀上一层极薄的黄金，感光层使用绿色的有机染料(Cyanine)，它与反射层可组合出翡翠绿、蓝绿、深蓝色等颜色。绿盘对光的敏感度较高，而且它的兼容性比较好。蓝盘的反射层镀上一层极薄的银，感光层是使用氮化金属的有机染料(AZO)。蓝盘在写入数据时有较高的准确性，而且蓝盘具有很好的抗紫外线能力，适合制作VCD和Audio CD。 6、CD-RW CD-RW称为重复擦写式光盘，它与CD-R一样，也必须配合CD-RW光盘刻录机和刻录软件将资料擦写到CD-RW光盘中。不过CD-RW光盘上的资料可自由更改及删除，使用寿命可达1000次左右的重复擦写，使用弹性比CD-R更大，但是CD-RW光盘的价格比CD-R高许多。CD-RW盘面一般呈淡灰色，与CD-ROM较相近。 7、DVD DVD(Digital Versatile Disk)称为数字万用光盘，DVD-R就跟CD-R一样,都是采用有机染料的方法制成。DVD光盘与CD-ROM光盘的外观很相似，其直径为120mm，厚度为1.2mm。DVD光盘可分为DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-R、DVD-RAM和DVD-RW。 8、档案备份光盘 电子文件归档光盘技术要求和应用规范对光盘的定义： 光盘optical disc 光盘是一种用激光和光学系统读写的光存储信息载体。光盘有存储容量大、数据存取方便、归档寿命长、单位信息存储价格低和易于保存等优点，可以用作归档载体。光盘从功能上分有：只读（Read Only）光盘、可记录（Recordable）光盘和可重写（Rewritable）光盘三类。通常用作归档的光盘是只读光盘CD、DVD和可记录光盘CD-R、DVD-R和DVD+R。 档案级光盘 archival disc 档案级光盘是可记录光盘中的优选品，其各项技术指标优于工业标准。档案级光盘的归档寿命大于20年。 七、光盘特点 光盘具有以下几种特点： 1、高存储密度； 2、高检索速度； 3、数字化存储； 4、可和通信设备相连； 5、可同时存储档案原件全文和档案的二次文献目录、索引等； 6、存取单元价格低； 7、信息存储可靠性高； 8、使用寿命长，信息质量较高； 9、易于保存。 八、光盘寿命 Kodak公司最早开展光盘存档寿命的研究，Kodak对其CD-R光盘加速老化寿命试验研究指出：在25、40RH条件和暗室环境下，95适当刻录的盘片存档寿命为217年。Verbatim对其生产的CD-R光盘进行老化寿命试验，得出至少有100年的数据存档寿命。 TDK公司称它们生产的光盘存寿命能超过70年。Memorex公司则称它在2006年4月推出一种使用24k金的反射层、高性能的染料和抗划伤技术的CD-R和DVD-R格式的存档光盘（Pro Gold Archival Media），其寿命比传统光盘长6倍。Memorex公司称他们的CD-R光盘存档寿命达到300年，DVD-R光盘存档寿命达到100年。 美国国家标准与技术研究院（NIST）信息技术实验室（ITL）的研究认为：只读光盘CD，DVD的寿命一般认为20年至100年；可重写光盘CD-RW和DVDRW，DVD-RAM的寿命应大于25年；可记录光盘CD-R，DVDR的寿命在100年至200年以上。 九、影响光盘寿命的主要因素 1、材质因素 光盘主要由保护层、记录介质、片基、胶层等组成。材质因素决定了光盘老化衰变的难易程度。 光盘盘基材料可分为金属和非金属两种，其中金属主要为铝、铝合金、铜等；非金属主要有石英材料和高分子材料。金属光盘盘基的特点是不易变形、不破碎、不足之处是在高温高湿下易氧化、锈蚀。非金属材料盘基有些需经特殊处理，易加工，但易老化，应加强防护，注意防光照、防高温。 光盘的记录介质材料，主要有碲等金属记录材料、高分子聚合物记录材料、磁光记录材料、相变记录材料等。金属记录材料主要有碲、硒、铋、锗等，一般采用碲或碲合金膜。碲有熔点低、导热率小、光吸收率大、烧蚀性好，有良好的孔型，能实现高密度记录等优点，但同时存在化学稳定性差、易被氧化、被酸腐蚀，使光盘出错率上升等缺点。光盘衰变是由碲膜烧蚀层氧化引起，氧化降低了烧蚀层的吸收，破坏了消反射条件，从而降低了灵敏度和播放对比度。高分子聚合物记录材料形成的影像，稳定性较好，具有一定的耐酸、耐氧化、耐腐蚀性能。磁光记录材料保存时需要防光、防高温。 2、环境因素 据美国某实验室试验，在一般室内温湿度和黑暗的环境下存储，刻录式光盘的预期寿命大约可在100年以上。柯达公司的试验结果为：存放在黑暗、温度25、相对湿度40%的环境中，95%的光盘寿命可超过200年。据估计，正常存储条件下，如果存放在办公室或家庭环境下，其寿命至少也有100年，如果存放条件恶劣，就会导致光盘的寿命降低，但保守估计也有30年。下面就几种影响光盘老化衰变的主要原因进行分析。 （1）温湿度。 在一般的温湿度条件下，光盘产生物理和化学变化很缓慢，在条件好的档案库房产生老化衰变将会非常缓慢，不易受温湿度影响。 （2）光照时间。 光是损坏光盘的另一个重要因素。无论是太阳光还是人工光源都对CD-R 光盘的保存和利用有害。太阳光对光盘的信息读取面破坏作用较大，对光盘的印刷油墨面破坏较小；日光灯对光盘的耐久性有影响，尽管日光灯的光强较弱，但累积到一定的量时还是能对光盘造成一定的破坏。强烈的光线（主要是紫外线）会使光盘中的染色层产生化学变化，使未受刻录激光束照射的非暗点变暗，减少暗点和非暗点之间的对比度，造成暗点和非暗点易混淆，记录数据读不出来，影响数据的读取。 （3）机械性损伤。 机械性损伤也能影响光盘的寿命，如挤压、扭动、冲击、擦伤等，会使光盘变形，变形后的光盘信息不能再现。光盘反射层外的保护层很薄，如果伤及到记录层，所存的数据就会受到损坏，因而也会影响其寿命。光盘的这种耐机械性损伤能力较差，在保存中应尤其注意。 （4）其他外界因素。 由于外来能量的辐照，如核能、X射线及高电厂等引起光盘失效。另外，颗粒污染物对光盘的耐久性影响较大，污染的空气、灰尘及真菌都会对光盘造成危害；墨水对CD-R 光盘耐久性影响最大的是红墨水，其次是蓝墨水、软笔油性蓝色墨水，再次是软笔油性黑色墨水和蓝黑墨水。灰尘对光盘同样存在影响，灰尘中的尘埃影响光盘表面的清洁度，尘粒的摩擦会使光盘的保护层受到磨损，灰尘还能吸附空气中的酸性或碱性物质，可能会对其保护层有影响。另外光盘在使用中高速旋转时，与中心相比，自重边缘会使光盘表面塌边。这种倾向增大时，会使光轴偏离而使信息检不出。此外，刻录设备对光盘也有一定的影响。光盘对刻录机有兼容性要求，不同的光盘适应于不同的刻录机。在刻录速度方面：从4X-52X 速度范围内，当刻录速度在12X-24X 时，光盘的块错误率较低；因此，光盘的最高和最低刻录速度都不是最佳刻录速度。 综上所述，外部环境、外力作用等外来因素对光盘产生的影响不容忽视，为了避免不必要的损失，光盘的存储环境要有严格的限制，同时在使用过程中，要注意不要磨损，保护其保护层，对光盘要定时检测、备份，这样才能更好地利用光盘存储档案。 十、光盘质量的现状及日常维护1.市场上的光盘质量现状分析 目前，CD-R 光盘在出厂时都被分为A 、B 、C 三个等级。A 级最好，B 级次之，C 级较差（在线检测不合格的产品）。当前我国可记录光盘（CD-R）市场的大致构成情况是：国内生产的光盘占50%，台湾生产的光盘占50%，其质量情况是：能作为长期存档用的光盘估计只占极少的比例，其主要原因是国内光盘企业的A 级品光盘绝大部分都销往国外，B 级和C 级光盘都留在国内市场，台湾的绝大部分B 级和C 级光盘都销往了大陆市场，同时，个别不法经销商往往通过各种渠道，将一些大厂的残次品印刷国内外著名光盘品牌的商标之后出售。因此，国内光盘的质量问题较多，作为长期存档用光盘不宜到市场上直接购买。 2光盘档案的保护对策 通过光盘的市场调研和实验测试，我们认为为了加强对光盘档案的保护，必须对光盘档案的保护工作进行前移，首先，制订存档用光盘的产品标准；其次，建立光盘档案的质检中心，研究光盘档案的保护原理和保护方法；再次，研究光盘装具的应用；最后，加强对光盘档案的日常管理。 3.制订存档用光盘的产品标准 优质的载体材料是提高光盘档案信息存储质量的第一要素。在零售市场上购买的光盘很难保证档案信息存储的质量要求，因为光盘的质量与光盘所选用的材料，生产工艺及生产过程控制密切相关，我们用肉眼很难区分光盘的质量好坏。因此，建议档案部门应尽快制订存档用光盘的产品标准，以规范和引导光盘行业设备先进、技术力量强、信誉良好的企业生产存档用CD-R 光盘，只有这样才能保证光盘的质量。 4.建议档案部门设立光盘档案质量检测中心 随着电子政务的发展，数字信息的存储量会越来越大，因此，必须尽快建立光盘质量检测中心。其主要功能是：第一，负责全国各级档案部门的进馆光盘档案的质量检测；第二，制订光盘档案的检测标准与检测法；第三，指导各级档案部门开展光盘档案保护工作；第四，开展光盘档案保护的科研工作。第五，提供国内外光盘档案保护信息，跟踪国内外光盘行业的发展动态。 5.加强光盘档案的保护原理与保护方法的研究 档案部门应组织力量，重点进行以下几个方面的研究工作。第一，探索光盘档案的形成规律，吸收国内外光盘档案保护的科研成果；第二，实验测试光盘档案的预期寿命，把握纸质档案向光盘的最佳迁移时间（太早迁移会造成浪费，太晚迁移则会造成信息丢失）；第三，制订光盘档案保护标准。 6.加强光盘档案的日常管理 应采取切实可行的方法来保护光盘档案。光盘档案不要与其他档案一起存放，最好是单独存放；将光盘放入盒中再放在密封的装具中，不要放在开放式的架子上，尽量减少CD-R 光盘的利用，对于经常利用的光盘档案，可制作原盘的副本提供利用；控制保存和利用环境的温湿度，防止温度与相对湿度的骤变；光盘应避光保存，防水、防潮；光盘的表面应保持整洁。 十一、光盘使用须知 由于光盘比较脆弱，所以在使用过程中要非常小心，掌握正确的使用方法，以免造成损失。 1、不要将不清洁的光盘放入光驱。 2、不要在光盘上贴标签，即使是在光盘的背面。 3、不要在光驱工作时强行按下Eject(出盒键)，使其弹出光驱，光盘正在高速旋转时突然退出，会对盘片造成损坏。 4、不要在阳光下曝晒否则会引起光盘变形，严重时会使其中存放数据的光盘反射层遭到破坏，使数据丢失。 5、不要用标识笔在光盘表面书写。 6、不要将变形的光盘放入光盘驱动器，这样会造成光驱机械部件的变形和损坏。 7、不要用手或硬物触摸光盘的底面，