数据备份技术与灾难恢复

数据备份技术与灾难恢复数据安全与容灾备份基本概念备份的基本概念与类型存储备份系统备份架构与备份系统部署数据备份软件应用案例

1）Windows备份管理工具

2）BackupExec3）爱数备份灾难恢复系统风险，灾难，故障------中断！！信息资源面临的风险技术风险设备故障软件错误网络中断电力故障人为风险人为误操作数据失窃病毒爆发自然灾害火灾地震洪水台风飓风资产信息客户信息市场信息核心业务和技术信息企业数据中心承载的信息资源灾难恢复的重要性与迫切性－认识灾难数据来源于:ContingencyPlanningResearch,Inc1999(1982-1997（美国）样本数：6000宗)12345业务发生中断……恢复的时间故障、灾难业务中断紧急响应重定位备份资源在行动恢复操作系统重装载数据库回滚和再同步业务重新开始NAS/SAN存储系统存放内容和数据库四/七层交换机本地负载均衡磁带备份Web服务器应用服务器数据库服务器集群磁带备份广域网主站NAS/SAN存储系统存放内容和数据库四/七层交换机本地负载均衡Web服务器应用服务器数据库服务器集群后备站全局负载均衡业务持续性---数据备份系统业务连续性管理体系数据安全与灾难备份恢复灾难(Disaster)：是指由于人为或自然的原因，造成信息系统运行严重故障或瘫痪，使信息系统支持的业务功能停顿或服务水平不可接受，达到特定的时间的突发性事件，通常导致信息系统需要切换到备用场地运行。灾难备份(BackupforDisaster)：是指利用技术、管理手段以及相关资源，确保已有的关键数据和关键业务在灾难发生后在确定的时间内可以恢复和继续运营的过程。灾难恢复(DisasterRecovery)

：是指将信息系统从灾难造成的故障或瘫痪状态恢复到可正常运行状态，并将其支持的业务功能从灾难造成的不正常状态恢复到可接受状态的活动和流程。数据安全与灾难备份恢复

硬件故障、网络故障、逻辑问题、意外的灾难性事件和人为的因素等是引起数据损坏和数据灾难的重要原因。 1．硬件故障 常见的影响数据完整性的硬件故障有： （1）磁盘故障；（2）I/O控制器故障； （3）电源故障；（4）存储器故障； （5）介质、设备和其它备份的故障； （6）芯片和主板故障。

2．网络故障（1）网络接口卡和驱动程序的问题。（2）网络连接上的问题。（3）辐射问题。数据安全与灾难备份恢复3．逻辑问题1）软件错误；2）文件损坏；3）数据交换错4）容量错误；5）不恰当的需求；6）操作系统错误7）计算机病毒 4．灾难性事件 （1）火灾； （2）水灾； （3）风暴——龙卷风、台风、暴风雪等； （4）工业事故； （5）蓄意破坏/恐怖活动。5．人为因素 （1）意外事故； （2）缺乏经验、误操作； （3）压力/恐慌； （4）通信不畅； （5）蓄意的报复破坏和窃取。数据安全与灾难备份恢复采用预防性的技术，防范危及数据完整性的事件的发生---数据备份一旦数据的完整性受到损坏时采取有效的恢复手段，恢复被损坏的数据---灾难恢复

备份是用来恢复出错系统或防止数据丢失的一种最常用的办法。

网络数据安全的最后一道防线！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。为什么要搭建备份系统?双机热备可实现系统高可用逻辑性破坏无法解决数据误删除物理性容错自然灾难可用性安全性双机热备系统命令—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；数据备份中心客户客户总部客户分支机构1客户分支机构2客户分支机构…二线支持监控系统一线支持三线支持服务水平管理服务台事件管理问题管理GDS数据中心NetworkServerOSDatabaseMidwareApplications变更管理发布管理配置管理知识库其他管理服务支持系统

客户生产系统备份系统示意图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1101001110111110备份的基本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。1101001110111110备份的基本概念-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点某公司工作时间备份的基本概念-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……Snapshot(快照技术)有什么用？备份类型类型执行操作备份前是否检查标记备份后是否清除标记完全备份备份所有选定的文件否是增量备份只备份自上次正常或增量备份以来创建或更改的文件（只备份有存档标记的文件）是是差异备份只备份自上次正常或增量备份以来创建或更改的文件（只备份有存档标记的文件）是否副本备份备份所有选定的文件否否每日备份当天创建或更改过的所有选定文件否否备份的类型完全备份差异备份 增量备份Sun.Mon.Tue.Wed.Thu.Fri.Sat.Sun.

每天全备份

易于管理Sun.Mon.Tue.Wed.Thu.Fri.Sat.Sun.每周一天全备份

本周其余每天备份和全备份的差异部分Sun.Mon.Tue.Wed.Thu.Fri.Sat.Sun.

每周一天全备份本周其余每天备份和上次备份的差异部分备份方案常规备份+增量备份更新数据更新数据更新数据更新数据星期一星期二星期三星期四星期五常规增量增量增量增量原数据

网格图示代表不做备份的数据。灰色图示代表需要备份的数据。备份方案常规备份+差异备份更新数据更新数据周四更新更新数据周三更新周三更新更新数据周二更新周二更新周二更新星期一星期二星期三星期四星期五常规差异差异差异差异网格图示代表不做备份的数据。灰色图示代表需要备份的数据。原数据对三种备份类型的理解完全备份

完全备份很好理解，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142563142563ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDABEFCDAB12341234数据恢复的区别完全备份增量备份差分备份142563142563ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDABEFCDAB12341234数据恢复的区别完全备份增量备份差分备份142563142563ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDABEFCDAB12341234数据备份方式

1〉定期磁盘、u盘、磁带备份数据—手工备份

(复制粘贴、tar、winrar)

2〉远程磁带库、光盘库备份:即将数据传送到远程备份中心制作完整的备份磁带或光盘。

3〉远程关键数据＋磁带备份:采用磁带备份数据，生产机实时向备份机发送关键数据。

4〉远程数据库备份:就是在与主数据库所在生产机相分离的备份机上建立主数据库的一个拷贝。

5〉网络数据镜像:这种方式是对生产系统的数据库数据和所需跟踪的重要目标文件的更新进行监控与跟踪，并将更新日志实时通过网络传送到备份系统，备份系统则根据日志对磁盘进行更新。

6〉远程镜像磁盘:通过高速光纤通道线路和磁盘控制技术将镜像磁盘延伸到远离生产机的地方，镜像磁盘数据与主磁盘数据完全一致，更新方式为同步或异步。

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RAID3、5、30、50提高系统I/O性能数据安全保护可管理性磁盘cache预读回写数据镜像数据校验磁盘阵列集中管理管理软件磁盘分段RAID1、10存储备份系统---RAID技术及应用存储备份系统---

RAID优缺点RAID

0

存取速度最快

没有容错

RAID

1

完全容错

成本高

RAID

3

写入性能最好

没有多任务功能RAID

4

具备多任务及容错功能

Parity

磁盘驱动器造成性能瓶颈

RAID

5

具备多任务及容错功能

写入时有overhead

RAID

0+1/RAID

10

速度快、完全容错

成本高

存储备份系统的发展软盘，硬盘，磁带，磁光盘scsi技术，ssa技术，fc技术，iscsi技术das，nas，sanLanbackup，lan－freebackup，server－freebackup…….存储备份系统--直连存储（DAS）DAS（DirectAttachedStorage）直接附加存储、或称直连存储存储备份系统--直连存储（DAS）内置DAS外置DAS存储备份系统---NAS网络附加存储设备

（Network

Attached

Storage，NAS）是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，或称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列。NAS是基于LAN的，按照TCP/IP协议进行通信，面向消息传递，以文件的I/O方式进行数据传输。在LAN环境下，NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享。存储备份系统---SANSAN=StorageAreaNetwork(存储区域网络)是一种基于光网的特殊的后台数据存取网络提供了一个性能稳定的数据高速存取平台关键概念:支持前台企业信息处理网络(例如：Ethernet及TCP/IP）

有助于减轻关键工作量和增加应用性能及高可用性成为一种有灵活同时有扩展性的数据平台来解决现有的数据迁移和数据共享瓶颈问题基于NCITST11:光纤通道(FibreChannel)标准I/O接口(X3.230-1994)光纤通道=是SANFabric的基础

为存储系统提供一个网络连接模式客户机LAN(局域网)广域网存储区域网（第二网）Fabric=第二网“Fabric”是一个由智能光纤通道交换机构成并具有良好系统设计的高智能网络,这一数据网络可以提供企业级的性能,扩展能力,可管理能力,可靠性和可用能力服务器存储子系统第一网存储备份系统--iSCSI架构存储备份系统---iSCSI运行在TCP层上的SCSI传输协议在IP网络上封装SCSI命令的新机制为新一代内置支持TCP/IP的存储端节点设计的协议存储备份系统--iSCSI产品的工作原理在Target端和Initiator端将SCSI命令重新TCP/IP封包和解包后，即可在普通的以太网内传输存储备份系统--iSCSI架构软件Target+NAS服务器安装WindowsStorageServer成为NAS安装iSCSItarget软件如:飞康(Falconstor)占用服务器系统资源存储备份系统--iSCSI架构全IP交换架构使用硬件控制器完成iSCSI封包存储设备拥有固定的IP/MAC地址,便于管理及控制不占用服务器资源网络备份架构—

传统lan备份环境下数据流走向ApplicationServerLANRAIDorJBODTapeLibraryBackupServerSAN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）的影响网络备份架构--LANFree备份示意图Lan－free备份数据流的走向LocalAreaNetworkMetadataReadWriteBackupServerBackupClient减少备份优化磁带应用降低服务器负担消除对业务网络的影响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网络备份架构—

ServerLess备份示意图Server－less数据流走向DiskFibreChannelLocalAreaNetworkTapeStorageAreaNetwork实现不影响应用的备份减轻服务器负担SAN环境下磁带驱动器的共享TapeLocalAreaNetworkSANFibreChannel网络备份架构—NAS的备份NASServerTapeBackupServer在线Snapshot备份模式在线snapshot文件级备份FlashBackup比普通文件备份效率更高可以做文件系统的全备份或增量备份可以轻松处理对数以亿计的小文件备份可以将备份的文件系统中单独的文件或目录恢复到远程或本地的文件系统中。001010001010010101001001缓存文件系统1.Mapoffilesystemismade2.Physicalbackupbegins3.Forlivedata,oldimageiscached4.Cacheddataiswrittentotape

您准备花多少时间恢复系统？每次备份您最长给我多少时间？恢复时您能让我丢多少数据？您备份的数据量有多大？您希望各种数据保留多长时间？您的系统环境？主机/存储/带宽/应用您打算花多少钱？如何部署备份系统您备份数据的类型是什么？影响备份系统的因素目标数据目标数据的容量备份时间恢复时间设备类型备份计划(全备份,差异备份,增量备份)备份系统的结构的类型在线备份(如果需要)备份对应用系统的影响备份对系统的影响对应用的影响CPU时间占用内存占用、总线占用对网络的影响对网络带宽的影响设备占用CPU内存网络应用

备份应用

备份应用

备份备份策略的内容全备份、增量备份、差分备份备份类型数据保留时间一个月一年……备份什么数据文件、操作系统、数据库裸设备备份、备份软件日志……备份的目的地磁盘、磁带备份服务器……每天备份每周备份……备份周期备份时间范围（备份窗口）备份对象类型文件/文件夹备份数据库备份逻辑卷备份操作系统备份备份软件备份文件备份文件备份指定需要备份的文件或者目录即可数据库备份多处存放控制文件归档日志定期备份并删除数据文件（物理分区）全备份、增量备份使用镜像或复制方式备份在线日志程序文件文件复制（快照）每周1-2全备份每天增量备份定期复制可使用镜像或复制在两次全备份间不超过7跳同步/异步镜像/复制备份一次即可操作系统备份注册表信息动态链接库用户配置文件系统引导信息应用软件Windows系统操作系统备份Linux/Unix操作系统系统配置文件设备文件系统启动信息其它软件etcpasswdgroupshadow/devdevicespecialfilesbootvarkernel&bootfilesusrtmpbinliblsttycatwhosbinmountfdiskhomedalelauradale’sfileslaura’sfileslogs,spools,etc备份系统备份设备配置信息介质管理信息备份策略配置备份数据版本信息备份软件工作日志备份软件日志镜像磁盘备份专门磁带备份网络备份备份的目的地媒体池虚拟磁带媒体池媒体池媒体池备份数据保留的时间时间数据的价值不同保留时间的数据，不存放在同一盘磁带中备份计划周期性备份每n日、每n周、每n月一般作正常的数据备份如：每周一次全备份、每天一次增量备份系统启动时备份系统状态信息，以便在机器出现故障时随时恢复系统登陆时备份用户配置信息系统空闲时备份对CPU占用比较大的数据备份报告的内容多处存放服务器配置数据库/文件系统配置定期备份并删除系统连接结构全备份、增量备份使用镜像或复制方式备份备份系统详细配置备份工作完成状况文件复制（快照）每周1-2全备份每天增量备份定期复制可使用镜像或复制在两次全备份间不超过7跳同步/异步镜像/复制备份一次即可备份工具软件应用GhostWindows备份管理工具BackupExecAnyBackup

（爱数）……Windows备份管理工具Windows备份管理工具专业备份软件赛门铁克公司的BackupExec软件是一种多线程、多任务的C/S网络备份管理解决方案。赛门铁克-VERITAS的BackupExec备份管理软件的特点：稳定性高高效性可扩展性易使用和维护集中式管理异构备份平台的互操作首次启动向导对话框BackupExec管理控制台界面

BackupExec操作运行安装对话框Windows服务管理RemoteAgent

本地选项数据备份

远程选项数据备份

BackupExec操作选择要备份的数据说明

选择备份的设备和介质选项

选择备份的常规选项

设置备份计划对话框使用BackupExec进行网络备份采用BackupExec的网络备份方案实例（1）以太网客户机客户机客户机WindowsWindowsWindowsWindowsWindowsWeb服务器专利检索服务器专利检索服务器DS6107磁盘阵列7x73GB360GBOracle数据库服务器RAID5+Spare200GBOracle数据库服务器VERITASVERITASBackupExec网络备份爱数备份方案爱数备份-单机版爱数备份-网络版灾难恢复建设流程成立灾难恢复专门机构制订灾难备份方案实施灾难备份方案制订灾难恢复预案保持灾备系统永续运行分析灾难备份需求数据处理中心风险分析业务影响分析确定灾难恢复策略与目标灾备建设起点获得管理层支持科技、业务、财务、后勤支持等相关部门数据备份系统备用数据处理系统备用通信网络系统灾备中心运营管理实施灾难备份方案落实相应的规章制度组建运营管理队伍日常监控与操作管理问题管理与变更流程演练管理预案维护和评估预案测试和演练初稿的制订初稿的评审初稿的修订预案的测试预案的审核和批准灾难恢复等级划分灾难恢复等级的定义是基于对灾难恢复七要素的不同要求。备份介质异地存放零数据丢失+远程集群支持数据实时传输+完全设备支持电子传输+完全设备支持电子传输+部分设备支持备份介质异地存放和备份中心

1级2级3级4级5级6级灾难恢复的七大要素序号要素要素的考虑要点1备用基础设施灾难备份中心选址与建设备用的机房及工作辅助设施和生活设施2数据备份系统数据备份范围与RPO数据备份技术数据备份线路3备用数据处理系统数据处理能力；与生产系统的兼容性要求平时的状态（处于就绪还是运行）4备用网络系统备用网络通信设备系统与备用通信线路的选择备用通信线路的使用状况序号要素要素的考虑要点5灾难恢复预案明确灾难恢复预案的：A）整体要求B）制订过程的要求C）教育、培训和演练要求D）管理要求6运行维护管理能力运行维护管理组织架构人员的数量和素质运行维护管理制度其他要求7技术支持能力软件、硬件和网络等方面的技术支持要求技术支持的组织架构各类技术支持人员的数量和素质等灾难恢复系统设计要点确定关键业务(能确保企业生存所需要的基本业务功能)支持关键业务的信息系统所能容许的中断时间(RTO)确定关键业务系统所能容许的数据丢失(RPO)确定灾难恢复所需要的最小资源:数据备份系统的关键技术备用数据处理系统(维持基本的处理能力)备用通信网络资源灾难备份中心资源运营管理要求RTORPO恢复时间目标RecoveryTimeObjective(RTO)在业务功能丧失对业务实体产生严重影响之前，最长可接受时间业务可以容忍的持续停机时间时间$$$t0业务成效解决方案成本t1$1t1=恢复时间目标(RTO)恢复点目标RecoveryPointObjective(RPO)

为了恢复处理交易而必须恢复数据的时间点

业务可以容忍的数据损失量

按年代顺序排列时间$$$业务影响ct0解决方案成本ct1$1ct1=恢复点目标（RPO）

灾难恢复建设的建议加强灾难恢复(业务持续)规划进行RA、BIA分析确定总体持续性战略目标确定灾难恢复建设策略与阶段性目标综合选择灾难恢复建设策略灾难备份中心建设模式：自建、外包、合建灾难恢复系统投资模式：自建、租赁灾难备份中心运营管理模式:自营、外包合适选择灾难恢复技术方案灵活选择灾难备份与恢复技术实现分级保护强化灾难恢复系统的运营管理强化灾难恢复系统的运营管理，特