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备份系统解决方案前言随着信息技术的不断发展，近年来在世界范围内掀起了兴建网络环境、传播数据信息的热潮。随着计算机存储信息量的不断增长，数据备份和灾难恢复就成为引人关注的话题。企业最为宝贵的财富就是数据，要保证企业业务持续的运做和成功，就要保护基于计算机的信息。人为的错误，硬盘的损毁、电脑病毒、自然灾难等等都有可能造成数据的丢失，给企业造成无可估量的损失。对于银行系统，由于行业自身的特殊性，计算机系统业务数据丢失更是一场大灾难，会导致系统文件、客户资料、技术文件、财务帐目的丢失，业务将难以正常进行。这时，最关键的问题在于如何尽快恢复计算机系统，使其能正常运行。由于数据备份所占有的重要地位，它已经成为计算机领域里相对独立的分支机构。一般来说，各种操作系统所附带的备份程序都有着这样或那样的缺陷，所以若想对数据进行可靠的备份，必须选择专门的备份软、硬件，并制定相应的备份及恢复方案。在发达国家，几乎每一个网络都会配置专用的外部存储设备，而这些设备也确实在不少灾难性的数据丢失事故中发挥了扭转乾坤的作用。计算机界往往会用服务器和数据备份设备(如磁带机)的连接率，即一百台服务器中有多少配置了数据备份设备，来作为评价备份普及程度和对网络数据安全程度的一个重要衡量指标。如果每一台服务器或每一个局域网络都配置了数据备份设备以及相应的备份软件，那么无论网络硬件还是软件出了问题，都能够很轻松地恢复。本方案正是经过了对软、硬件产品的综合考察，对各种备份方案的深入分析而提出的。我们力图向贵公司提供完备、智能化、易管理的数据备份环境，简洁、可靠的灾难恢复机制，从而为贵公司数据保护系统的建设尽绵薄之力。1.1 为什么要备份每一位计算机前的使用者都会有这样的经验：一但在操作过程中敲错了一个键，我们几个小时，甚至是几天的工作成果便有可能付之东流。据统计，80%以上的数据丢失都是由于人们的错误操作引起的。遗憾的是，这样的错误操作对人类来说是永远无法避免的。另一方面，随着网络的普遍建立，人们更多的通过网络来传递大量信息。而在网络环境下，除了人为的错误操作之外，还有各种各样的病毒感染、系统故障、线路故障等，使得数据信息的安全无法得到保障，我们对网络的大量投资也失去了意义。在这种情况下，数据备份就成为日益重要的措施，通过及时有效的备份，系统管理者就可以高枕无忧了。在国内，大多数人还没有意识到备份的重要性，这与西方国家强烈的备份意识差距很大。实际上，我们已有了很多前车之鉴，一些重要的科研机构内曾经不止一次地发生过灾难性的病毒侵入事故，造成了很大的经济损失。随着国内计算机和网络的不断普及，网络环境已危机四伏，数据随时都有被毁坏的可能，我们必须对系统和数据进行备份！备份如今已不是一件繁琐的事情，软、硬件产品的不断研究和推出，使得数据备份具有了速度快、可靠性高、自动化强等特点，完全解脱了系统管理员的负担。在投资上，与兴建网络相比，专用的存储设备和备份软件价格很低，根本不会成为用户的经济负担。如果每一台服务器或每一个局域网都配置了数据备份设备，并加以合理的利用，那么无论网络硬件还是软件出了问题，都能够轻松地恢复。也许您目前还没有发生过大量的灾难性数据丢失事故，但这并不意味着灾难永远不会光临您的网络系统。而我国网络环境和各种防范设施的不健全，也使得病毒的滋生与传播极为容易，对数据安全造成了极大的威胁。因此，在还没有尝到灾难的苦果之前，让我们尽快行动起来，对我们珍贵的数据进行可靠的备份吧。1.2 数据备份的原则对数据进行备份是为了保证数据的安全性，消除系统使用者和操作者的后顾之忧。不同的应用环境要求不同的解决方案来适应，一般来说，要满足以下原则： 稳定性备份产品的主要作用是为系统提供一个数据保护的方法，于是该产品本身的稳定性就变成了最重要的一个方面。一定要与操作系统100%的兼容。 全面性在复杂的计算机网络环境中，可能会包括了各种操作平台，如NetWare、Windows NT/2000、UNIX等，并安装了各种应用系统，如数据库、群件系统等。选用的备份软件，要支持各种操作系统、数据库和典型应用。 自动化很多单位由于工作性质，对何时备份、用多长时间备份都有一定的限制。在下班时间系统负荷轻，适于备份。可是这会增加系统管理员的负担，由于精神状态等原因，还会给备份安全带来潜在的隐患。因此，备份方案应能提供定时的自动备份，并利用磁带库等技术进行自动换带。在自动备份过程中，还要有日志记录功能，并在出现异常情况时自动报警。 高性能随着业务的不断发展，数据越来越多，更新越来越快，在休息时间来不及备份如此多的内容，在工作时间备份又会影响系统性能。这就要求在设计备份时，尽量考虑到提高数据备份的速度，利用多个磁带机并行操作的方法。 安全性计算机网络是计算机病毒传播的高速通道，给数据安全带来极大威胁。如果在备份的时候，把计算机病毒也完整的备份下来，将会是一种恶性循环。因此，要求在备份的过程中有查毒、防毒、杀毒的功能，确保无毒备份。 操作简单数据备份应用于不同领域，进行数据备份的操作人员也处于不同的层次。这就需要一个直观的、操作简单的图形化用户界面，缩短操作人员的学习时间，减轻操作人员的工作压力，使备份工作得以轻松地设置和完成。 实时性有些关键性的任务是要24小时不停机运行的，在备份的时候，有一些文件可能仍然处于打开的状态。那么在进行备份的时候，要采取措施，实时地查看文件大小、进行事务跟踪，以保证正确地备份系统中的所有文件。 容错性数据是备份在磁带上的，对磁带进行保护，并确认备份磁带中数据的可靠性，也是一个至关重要的方面。如果引入RAID技术，对磁带进行镜像，就可以更好的保证数据安全可靠，给用户再加一把保险锁。1.3 数据备份的策略1.3.1 备份系统组成能否安全有效的备份取决于以下三个因素： 执行备份的磁带机磁带机的质量与性能在整个备份过程中是至关重要的，它是能否进行高质量备份的关键所在。目前的信息存储设备市场上有DC2000/Travan、DAT（数码音频磁带技术）、DLT（数码线型磁带技术）等多种类型的磁带，并具备错误修正、读写检测、磁带监测等多种功能，以保证备份数据的万无一失。 存储备份数据的介质介质是数据的负载物，它的质量一定要有保证，使用质量不过关的介质无疑是拿自己的数据冒险。由于磁带是一种易耗品，有一定的使用寿命，使用者应当知晓何时需要更换新磁带。有些好的磁带会自带一个使用记录，当磁带使用次数超过了最高限制，会自动报警，提醒用户更换磁带。 控制备份的软件操作系统通常包括一些基本功能，但是为了达到更好的备份效果，最好使用专门的备份软件。优秀备份软件包括加速备份、防病毒、自动操作、灾难恢复等特殊功能，对于安全有效的数据备份是非常重要的。理想的备份软件与自动加载磁带机配合，可提供自动备份、自动磁带轮换、自动诊断和数据统计功能。1.3.2 网络备份方式在复杂的网络环境中，往往集合了NOVELL、Windows NT/2000、UNIX等多种操作系统，网络服务器的类型和网络本身的容量也不尽相同。此时，就要根据操作系统和网络本身的特点，来选择不同的备份方式。一般来说，网络备份是基于服务器的，磁带机或磁带库直接连在服务器上，服务器控制将要备份的数据传送到磁带机上。基于服务器的网络备份方式有两种形式： 多服务器备份方式：一个或多个磁带机连接在一台服务器上，备份该服务器和网络中所有其它服务器与客户机内的数据。 单服务器备份方式：每台服务器都连接一台磁带机，并且只对这台服务器内的数据进行备份；通常这种备份方式只能对服务器的本地硬盘内数据进行备份（当然还包括网络中的其他客户机），而对于网络中其它服务器的数据则无能为力。多服务器备份与单服务器备份之间在应用范围、管理方法等方面都存在差异，具体选用哪种方式要根据系统配置、网络情况和用户的需求来决定。1.3.3 备份策略备份的策略是按照用户的需求来确定的，取决于用户要备份的数据量、备份数据要保留多久、何时可以进行备份、能承受的备份时间等。目前的备份策略都是基于多磁带轮换制，磁带数目和轮换频率按具体需求而定。轮换以月、星期、日为基础，以十带轮换策略为例，其备份方式如下图所示：注： 图中空白磁带表示每第四个星期五都要使用一盘最旧的月备份磁带进行每周完全备份备份的最终目的是确保数据的安全，而为了达到这一目的，要注意几个方面。 将磁带存储在异地：备份后的磁带一定要保存在异地或防火的保险箱内。 定期清洗磁头：由于频繁进行备份操作，磁头清洗是保证备份质量的关键。 使用合格的磁带：对磁带的读写操作会造成磁带的磨损，当磁带损坏或过期时，要及时更换新磁带。 选用有报警功能的磁带机：可以连续监视磁带机的运行，用户可以监测磁带机的状态是否正常。 每两三个星期从备份磁带中恢复一些文件，从而得知备份文件的状态状态如何。2. 需求分析2.1 系统的架构：贵公司系统中以 Windows NT Server 为主，运行 SQL Server数据库，辅以自有开发软件。其中，要备份的数据量约为150GB2.2 可能出现的系统故障对贵公司目前的网络系统来说，可能出现如下故障，它们都将导致系统无法正常运行。2.2.1 物理故障物理故障是指造成系统无法正常运行的软硬件损坏。如操作系统故障、应用程序损坏、硬盘故障、主机故障等。物理故障能够直接导致系统无法继续运行。这类故障相对来说容易查找，也容易修复。此类故障不会造成太大损失，只要及时修复就可以排除。但这些故障通常会导致逻辑故障，如硬盘故障可能导致数据丢失，网络故障可能会破坏数据一致性等。常见的几种物理故障包括： 操作系统故障：非法指令造成的系统崩溃，系统文件被破坏导致无法启动操作系统等。 应用程序损坏：缺少文件或程序本身不完善导致程序无法运行。 整机损坏：由掉电、火灾、地震等造成设备无法运行。 硬盘故障：硬盘是精密的机电设备，安装时的无意磕碰、掉电、电流突然波动等原因都有可能造成设备无法运行。 网络设备故障：传输距离过长、设备添加与移动、传输介质的质量问题和老化都有可能造成故障。物理故障造成的后果比较明显，容易发现，相对来说容易排除。但是如果不能及时排除，也会造成极大的损失。2.2.2 逻辑故障逻辑故障包括两种，第一是系统能够正常运行，但实际已经有部分损坏，如数据文件丢失，程序丢失等。第二种是系统本身虽然完好无损，可是系统中的部分数据是错误的。这类故障的隐蔽性很强，通常难以发现，更难以修复。常见的几种逻辑故障包括： 数据不完整：系统缺少完成业务所必须的数据。 数据不一致：系统数据是完全的，但不符合逻辑关系。 数据错误：系统数据是完全的，也符合逻辑关系，但数据是错误的，与实际不符。逻辑故障隐蔽性强，往往带有巨大的破坏性，并造成部可估算的损失。根据有关统计，恢复10MB（约250页纸）的数据最少也要花费近20天时间，成本在万元以上。目前服务器硬盘容量平均为10GB，不难算出恢复服务器数据的成本将大得惊人。上面提到的两种故障，对备份工作有不同的要求：物理故障会造成系统无法运行，容易发现，但要求能够迅速的恢复系统。逻辑故障不易发现，但只要有原始数据，同样可以恢复，这就要求长期进行历史数据备份。因此拥有好的备份系统和备份方案，可以将灾难的损失减少到最低程度。2.3 日常备份需求要进行备份的共有一到两台Windows服务器（视节点的大小不同而定）、一台 Novell 服务器。每台服务器的配置和应用不同，对备份数据的要求也不同。数据量及用户访问频度这两到三台服务器是每一个节点系统的中枢，并且不断地更新数据，因此要每天对系统做完全备份。由于正常工作时间服务器频繁地被访问，负载较重，因此建议在晚间和休息日进行系统备份。为了减轻系统管理员的工作负担，应采用自动定时的备份策略。在本系统中，决定以 Windows服务器为备份核心，在系统负荷不是很大的情况下可以用系统中现有的 Windows 服务器作为备份服务器，如果系统负荷较大，则需要增加一台专用的 Windows 服务器作为备份服务器，其上安装磁带机，对上述的两到三台服务器进行网络备份，必要时做网络恢复。当某一台服务器出现故障无法正常运转时，通过备份服务器及预先做好的启动盘和数据磁带进行远程灾难恢复。由于备份服务器本身有可能也记录了很多重要的信息，因此对备份服务器本身也要进行备份。3. 方案描述正确理解备份的真正含义和备份对系统的要求，我们不难选择一套全面的数据备份方案。基于现有的服务器和将要新增的磁带机（库），以及需求情况，我们对系统提出如下的备份方案：3.1 备份系统组成：为了充分保护信息数据，建议在中心节点使用一台专用的备份服务器 (Windows NT) 进行数据备份，保护系统中其他各个服务器的系统文件和数据文件。而在中心节点以外的其他地市节点，建议使用现有的 Windows 服务器进行系统和数据的备份。备份服务器以 Backup Exec 9.0 for Windows Server为基本的备份平台，配置磁带库或磁带机系统，并可以采用自动加载装置进行订时的自动备份。在主服务器（专门用于备份的NT服务器）上，通过Backup Exec 9.0 for Windows Server网络备份 SQL Server 及 Sybase Server 的 Windows 2003 Server 的操作系统核心文件、系统文件和应用程序，以及 SQL Server、Sybase Server的系统文件、数据库和应用程序，并可以进行所有数据的灾难恢复。由于信息数据、计费数据都是存储在数据库中的（SQL或Sybase），其存储与组织方式有别于普通的文件，因此，对于 SQL 选用 Backup Agent for MS SQL Server，对于 Sybase 选用 Open File Agent，可以对数据库的系统文件及数据文件进行备份，当数据库发生错误时，可以通过备份的数据对其进行恢复。对于备份正处于打开执行状态的文件，为保证备份数据的完整性，实现真正的Online备份，可以选用Backup Agent for Open files代理产品，它可以保证在文件处于打开状态时进行备份，并保持整个备份数据的完整性。这样可以随时进行数据备份而无需考虑文件处于何种状态。（如果已选择了 Open File Agent for Sybase，则不用单独购买本选件）如果NT服务器发生硬件故障或逻辑故障造成系统停机不能启动的情况，建议采用 Intelligent Disaster Recovery Option 智能灾难恢复选件进行简单、快速、方便的灾难恢复。它无需原有系统的安装盘，仅靠其生成的系统恢复软盘和磁带上的备份数据就可以使出现故障的NT服务器在30分钟到2小时内恢复正常，大大减少恢复系统所花的时间。为了实现磁带库对磁带的自动轮换和加载，需要采用Auto Loader 选件。它可以设定磁带库的自动加载任务，加快备份速度，便于备份介质的管理。在选用磁带库或光盘库时，还可同时选用RAID Option选件（备份阵列选件）与之配合，可获得高速备份功能与高级的介质管理功能，比如通过磁带库中各磁带的校验防止读写错误等等。（如果没有使用磁带库和多个磁带机，则不用选择这些选件）这些备份代理都采用了“代理加速器”技术，即通过主备份服务器向要备份的Client端发出请求，建立与被备份的Client端的服务器的通讯联系机制，由所要备份的Client端将所要备份的数据打包送至主备服务器进行备份，整个备份传输过程自动进行，不需主备份服务器做过多的干预，减少了网络上的数据传送，这样提高了主备份服务器备份效率。整体方案如下图所示：3.2 备份操作策略备份过程中要用到大量的存储介质（本方案中为磁带），随着时间的推移，介质上备份数据的作用会越来越小，除非要特意恢复到某一历史时刻的状态，都会用最新的备份数据来进行恢复。所以在制定备份策略时，要根据数据的运作和使用情况，来确定数据的最长有效期、可容忍的数据丢失时间，从而确定执行备份的时间、每次备份的种类、使用空介质和重用老介质的方法。数据库服务器作为重要的运营系统和宝贵的信息库，承担着日常的网络与数据中枢的角色，其长期运行过程中积累下来的数据具有重要的价值。基于此，对于这些服务器的备份，应从整体、系统、长期的角度来制定备份策略，做到既能快速的进行日常备份，又能完备的保留一定历史时期内的数据。3.2.1 备份策略对数据进行备份，是出于保证数据的安全性、对系统信息做历史记录、在灾难发生时恢复系统等多方面考虑的。若要详细、历史的记录数据，并在特定情况下恢复特定时期的数据，就要保证数据备份的频率、以及备份介质上数据的保存时间符合预期设计的目标。目前，国内外大型企业对资源数据的备份都是每天进行一次的，并且采用完全备份方式，给数据恢复带来便利。由于采用了先进的软、硬件配置，这种日常备份操作都可以在晚间系统负载较轻时定时、自动、快速进行，对系统日间使用不会造成任何影响。考虑到本系统的具体情况，我们认为做每日完全备份是极为合理的方案。由于系统中的每台服务器数据交换和信息更新都极为频繁，每天都有大量的信息数据、计费数据、语音文件产生，那么做每日备份，记录每日系统的最新信息是极为必要的。对系统做完全备份是出于恢复方便考虑，系统管理员不必使用任何其它历史资料，就可以对系统进行完全恢复，简单便捷。若是只对应用数据进行备份，那么一但系统崩溃，需要使用最近一次完全备份的磁带恢复系统，再使用最近一次应用备份的磁带恢复具体应用，操作及为不便。如果应用在系统配置文件中的一些信息较最近一次完全备份时有所不同，那么即使恢复了系统也难以正常运行，或者造成不可见的故障隐患由此我们认为，对系统进行每日完全备份是必要的，可以更好的提高系统的安全性和可靠性。3.2.2 磁带轮换策略基于对服务器进行每日完全备份的策略，以及对保留备份记录的要求，我们制定了下述磁带轮换方法：NT服务器，每星期的每日进行完全备份，每周五的完全备份作为这个星期的完全备份，每月最后一个星期的完全备份作为这个月的备份。因此，需要4盘磁带做每日完全备份，3盘磁带作每星期完全备份，3盘磁带作每月完全备份，共需要10盘磁带完成一台服务器的所有备份任务。三台服务器需要30盘磁带。3.2.3 介质使用及命名规则为了更好的管理介质，我们对所有磁带按统一的规则来命名：备份类型 集合名 日期 备份类型： F完全备份 A部分备份 集合名： 使用者指定的唯一性名字 日期： 使用该介质进行备份的时间 MM/DD/YY格式如：某一磁带可以命名为：F-ICBCOA-2/1/993.3 方案可实现的功能：通过制定以上的备份策略，可以对网络中每台机器的系统程序、应用程序以及数据加以保护，不仅能详尽地记录历史数据、有效的管理日益增多的数据量、节省硬盘空间，还能在灾难发生时对系统进行恢复，使损失减至最小。 能够备份整个网络中的所有服务器的系统文件和应用程序，实现异构环境下的网络备份。 能够备份主服务器（专用于备份的服务器）自身的全部数据。 能够高速备份其他服务器的全部数据。 能够备份 Windows 的系统文件、数据库和应用程序。 能够做真正的Online实时备份，保持备份数据的完整性。 支持主服务器和其他Windows服务器的灾难恢复，简单、快速、方便的恢复出现故障的Windows服务器。 能够用备份数据恢复WINDOS 环境下的 数据库服务器。 对原系统的影响：备份主服务器时无影响，备份其他服务器和工作站时对网络无明显影响。 支持磁带库或光盘库等高性能存储设备，可做高速备份，可管理大量的数据备份介质。3.4 所需的硬件配置： 一台专门用于备份的Windows主服务器 一台磁带库或磁带机3.5 所需的软件配置： 操作系统：Microsoft Windows Server2003中文操作系统 系统的备份软件：Backup Exec , Windows Server, v9.0 ￥11925Backup Exec ,Windows，Intelligent Disaster Recovery Option ￥7425Backup Exec ,Windows，Database Agent ￥14925Backup Exec ,Windows，Advance Open File Option ￥13425磁带库的报价：Model DescriptionsList Price￥TA108-1桌面式（4U）￥98,000 驱动器： SONY AIT-1 设备存储容量：280GB（自然）/728GB（压缩）单盘磁带容量：35GB（自然）/90GB（压缩）装载磁带数量：8数据传输速率：4MB/Sec（自然）/10.4MB/Sec（压缩）数据压缩：ALDC数据缓存：8MB介质：AME扫描方式：螺旋驱动器接口：Ultra SCSI LVD（2个68pin）平均磁带访问时间：12 Sec磁带加载时间：20 SecLCD可显示驱动器、磁带、配置、检测状态、电源、活动和报警4-键键盘和开关按钮TA108-2桌面式（4U）￥146,000 驱动器： SONY AIT-2 设备存储容量：400GB（自然）/1040GB（压缩）单盘磁带容量：50GB（自然）/130GB（压缩）装载磁带数量：8数据传输速率：6MB/Sec（自然）/15.6MB/Sec（压缩）数据压缩：ALDC数据缓存：10MB介质：AME扫描方式：螺旋驱动器接口：Ultra 2 SCSI LVD（2个68pin）平均磁带访问时间：12 S