备份基础知识

网络存储基础教育 第十二章备份基础知识 备份的意义备份基本概念备份系统基本架构容灾系统简介 教学内容 5 1备份的意义 数据的重要性 用户的核心业务系统上的数据极其重要 因而 如何保护好计算机系统里存储的数据 保证系统稳定可靠地运行 并为业务系统提供快捷可靠的访问 是系统建设中最重要的问题之一 保证系统稳定可靠地运行 除了要利用高可用的在线数据解决方案 另外一个关键的要素是要保护基于计算机的信息 也就是存储在计算机内的数据 数据备份重要性 虽然计算机技术的发展给人们的日常生活提供了很多便利 然而 人为的操作错误 系统软件或应用软件的缺陷 硬件的损毁 电脑病毒 骇客攻击 自然灾难等等诸多因素都有可能造成计算机中数据的丢失 从而给企业造成无可估量的损失 为了保护信息系统的关键业务数据 我们必须对这些数据进行有效的备份 并支持快速恢复 备份的意义 由于支撑企业业务的IT基础架构的组件的故障而导致企业正常业务的不可预见的中断组件的范围包括 信息系统 网络系统和组成它们的各种软 硬件 以及数据本身 破损数据 人为失误 逻辑炸弹 程序错误 软件错误 病毒 断电 爆炸 火灾 洪水 黑客 闪电 电涌 静电 偷窃 备份的意义 美国政府发布规定 要求所有政府 金融和医疗等机构都必须建立备份数据中心 以确保在遭受恐怖主义攻击 军事打击或自然灾害之后 能够实现快速重建 数据失效分析 数据失效可分为两种物理损坏 PhysicalDamage 失效后的数据彻底无法使用逻辑损坏 LogicalDamage 失效的数据仍可以部分使用 但从整体上看 数据之间的关系是错误的逻辑损坏比物理损坏更为严重 因为逻辑损坏不易被发现 潜伏期长 当发现数据有错误时可能已经无法挽回 数据失效分析 硬件故障和软件错误可以靠硬件冗余来解决而病毒 错误操作等灾难必须靠备份来解决 为什么要搭建备份系统 双机热备 系统命令 异构网络无法备份 不具备容错功能 不具备开放性 复杂备份策略无法实现 对大型 超大型数据库无能为力 磁带库等特殊设备无法支持 备份的正确认识 拷贝不等于备份磁盘阵列不等于备份集群 Cluster 不等于备份光盘库存储不等于备份备份的特点备份可保留档案的历史记录备份可保存目录服务记录及重要的系统信息能够恢复的备份才叫备份 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 备份的概念 备份就是针对应用系统的一个或多个完整的数据拷贝 当应用系统出现问题时 可以随时从备份中恢复需要的数据 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 数据备份的原则 可用性 对数据进行备份是为了保证数据的一致性和完整性 消除系统使用者和操作者的后顾之忧 保证恢复之后的数据可以使用 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和可靠性就变成了最重要的一个方面 首先 备份软一定要与操作系统100 的兼容 其次 当事故发生时 能够快速有效地恢复数据 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 如各种厂家的UNIX NetWare WindowsNT VMS等 并安装了各种应用系统 如ERP 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 数据备份的原则 自动化 很多系统由于工作性质 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 数据备份的原则 维持业务系统的有效性 实时备份对业务系统的性能将会产生一定的影响 有时会很大 如何采取有效的技术手段避免备份对服务器系统 数据库系统 网络系统的影响 将是非常重要的 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 要采取适当的措施 保证正确地备份系统中的所有文件 备份系统的组成 备份网络 网络环境是数据备份的传输通道 一个良好通畅的网络能够保证备份数据在其上快速正确的传输 备份软件 优秀备份软件包括加速备份 自动操作 灾难恢复等特殊功能 对于设备安全有效的数据备份是非常重要的 备份设备 数据备份的最终目的地 备份设备的质量与性能在整个备份过程中是至关重要的 它是能否进行高速高质量备份的关键所在 备份系统示意图 5 2备份基本概念 概念 备份窗口 备份窗口一个工作周期内留给备份系统进行备份的时间长度 如果备份窗口过小 则应努力提高备份速度 备份窗口 2 4点 某网站数据访问曲线图 备份窗口 20 6点 某公司工作时间 概念 备份时间 恢复时间 备份时间数据从开始备份到完全结束所经历的时间数据恢复时间即在出现灾难的时候 我们能够多快地恢复全部数据 重新开始正常的业务 备份时间 备份时间 备份时间 关系 备份窗口 备份时间 备份窗口 备份时间 备份窗口大于备份时间 备份窗口 备份时间 备份窗口小于备份时间 使用特殊备份功能 增量备份 日志备份 使用快速备份设备 提高网络带宽 关系 备份时间 恢复时间 缩短备份时间的方法 缩短恢复时间的方法 使用增量备份 使用日志备份 使用快速备份设备 提高网络带宽 SNAPSHOT 使用全备份 不使用日志备份 使用快速备份设备 提高网络带宽 SNAPSHOT 备份的类型 从备份数据的内容上区分 完全备份对备份对象进行完全备份增量备份每次备份的数据只是相对于上一次备份后新增加的和修改过的数据差异备份每次备份的数据是相对于上一次全备份之后增加的和修改过的数据 备份的类型 全备份差异备份增量备份 对三种备份类型的理解 全备份 全备份很好理解 系统中所有的数据都通过备份进程备份 全备份需要备份的时间最长 这种方法的好处是恢复时间很快 恢复时间缩短了是因为我们已经有了所有的数据备份 所有要做的就是做一次全恢复 差异备份 通常 系统管理员在周末进行一次全备份 在一周的其它时间做差异备份 这种备份方法的恢复时间较长 我们不但要从全备份中恢复数据 还需要将每天的变化量恢复到系统中 增量备份 增量备份是在周末进行全备份 每天增加备份当天的数据变化 对于备份时间 增量备份需要的备份的时间最短 但是 恢复时间却很长而且很复杂 在恢复的过程中 我们不但需要恢复第一的全备份 还需要使用每天变化量的备份 一次恢复一天的数据 直到最近的一次所做的增量备份为止 三种备份类型的比较 完全备份 增量备份 差分备份 1 4 2 5 6 3 1 4 2 5 6 3 A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D A B E F C D A B 1 2 3 4 1 2 3 4 数据恢复的区别 完全备份 增量备份 差分备份 1 4 2 5 6 3 1 4 2 5 6 3 A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D A B E F C D A B 1 2 3 4 1 2 3 4 数据恢复的区别 完全备份 增量备份 差分备份 1 4 2 5 6 3 1 4 2 5 6 3 A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D A B E F C D A B 1 2 3 4 1 2 3 4 备份的方式 从使用的角度来看 手工备份 功能最强 成本最高 最易出错自动备份 使用方便 成功率高 降低成本 从应用的角度来看 离线备份 业务需要停顿在线备份 业务不停顿 5 3备份系统基本架构 本地备份 什么是本地备份 本地备份也叫手工备份 是每台服务器有自己的本地备份设备 这是最简单的备份方案 由于备份设备连接到每台服务器上 所以每台服务器不得不单独管理备份进程 这种备份方案不仅增加了硬件投资 还增加了管理的费用 本地备份的问题手动 用户每次都要自己配置备份任务无规律 没有策略缺乏对备份数据的管理 本地备份示意图 网络备份 什么叫网络备份 网络备份也叫做LAN备份 是一种流行的备份解决方案 通常 带有备份设备的备份服务器被放置在网络中 备份服务器负责整个系统的备份 它管理整个网络的备份策略 备份媒体和备份目标 所有的备份数据必须通过本地局域网进行传输 网络备份的优点实现了大容量自动化 集中式备份备份过程有策略管理 无需管理员介入网络内所有需要备份的服务器可共享一台备份设备 网络备份 网络备份的问题这种基于LAN的备份解决方案将强制备份数据通过LAN进行传输 因此在备份过程中网络就会超负荷 这不仅会导致备份性能下降 还会使备份时间更长 网络备份示意图 SAN备份 什么叫SAN备份 数据备份流通过SAN网络传输到备份设备 实现数据备份的方式叫做SAN备份 这种方式解放了LAN上的流量 因此也叫做LANFree备份 SAN备份的优点提高备份速度 减少备份及恢复窗口优化备份设备的使用降低备份服务器负担消除对业务网络 LAN 的影响 LANFree备份示意图 ServerLess备份 什么叫ServerLess备份 Serverless备份是备份技术中最近的技术 它可以在LANFree备份的基础上节省有价值的服务器资源 CPU 内存等 一些Serverless备份设备放在服务器和存储子系统之间 这些设备负责备份数据的全部责任 它从存储阵列向磁带设备直接发送数据 ServerLess备份的优点实现不影响应用的备份极大的减少服务器负担 ServerLess备份示意图 5 4容灾系统简介 容灾的概念 什么是容灾 广义上 我们可以把所有与业务连续性相关的内容都纳入容灾 容灾是一个系统工程 它包括支持用户业务的方方面面 而容灾对于IT而言 就是提供一个能防止用户业务系统遭受各种灾难影响破坏的计算机系统 容灾还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 从狭义的角度 我们平常所谈论的容灾是指 除了生产站点以外 用户另外建立的冗余站点 当灾难发生 生产站点受到破坏时 冗余站点可以接管用户正常的业务 达到业务不间断的目的 为了达到更高的可用性 许多用户甚至建立多个冗余站点 容灾与备份的关系 容灾与备份的区别从定义上看 备份是指用户为应用系统产生的重要数据 或者原有的重要数据信息 制作一份或者多份拷贝 以增强数据的安全性 因此 备份与容灾所关注的对象有所不同 备份关系数据的安全 容灾关心业务应用的安全 我们可以把备份称作是 数据保护 而容灾称作 业务应用保护 容灾与备份的关系 容灾与备份的联系备份与容灾是存储领域两个极其重要的部分 二者有着紧密的联系 首先 在备份与容灾中都有数据保护工作 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据中恢复 容灾的7个层次 据国际标准SHARE78的定义 灾难恢复解决方案可根据以下主要方面所达到的程度分为七级 可以根据企业数据的重要性以及您需要恢复的速度和程度 来设计选择并实现您的灾难恢复计划 备份 恢复的范围恢复计划的状态在应用中心与备份中心之间的距离应用中心与备份中心之间是如何相互连接的数据是怎样在两个中心之间传送的有多少数据被丢失怎样保证更新的数据在备份中心被更新备份中心可以开始备份工作的能力 容灾的7个层次 0层 无异地备份数据 Nooff siteData 对于使用0层灾难恢复解决方案的业务 可称其为没有灾难恢复计划 主要表现为 数据仅在本地进行备份恢复 没有任何数据信息和资料被送往异地 没有处理意外事故的计划 恢复时间 在此种情况下 恢复时间不可预测 容灾的7个层次 1层 有数据备份 无备用系统 DataBackupwithNoHotSite 使用1层灾难恢复解决方案的业务 通常将需要的数据备份到磁带上 然后将这些介质运送到其它较为安全的地方 但在那里缺乏能恢复数据的系统 若数据备份的频率很高 则在恢复时丢失的数据就会少些 此类业务应能忍受几天乃至几星期的数据丢失 容灾的7个层次 2层 有数据备份 有备用系统 DataBackupwithHotSite 使用2层容灾解决方案的业务会定期将数据备份到磁带上 并将其运到安全的地点 在备份中心有备用的系统 当灾难发生时 可以使用这些数据备份磁带来恢复系统 虽然还需要数小时或几天的时间来恢复数据以使业务可用 但不可预测的恢复时间减少了 容灾的7个层次 3层 电子链接 ElectronicVaulting 使用3层容灾解决方案的业务 是在2层解决方案的基础上 又使用了对关键