計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)-2.ppt

第10章 數(shù)據(jù)安全,本章主要介紹： 1.數(shù)據(jù)完整性 2.容錯與網(wǎng)絡(luò)冗余 3.網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,數(shù)據(jù)完整性這一術(shù)語用來泛指與損壞和丟失相對的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，它通常表明數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性是可以信賴的，同時也意味著數(shù)據(jù)有可能是無效的或不完整的。數(shù)據(jù)完整性包括數(shù)據(jù)地正確性、有效性和一致性。 （1）正確性。數(shù)據(jù)在輸入時要保證其輸入值與定義這個表相應(yīng)的域的類型一致。 （2）有效性。在保證數(shù)據(jù)有效的前提下，系統(tǒng)還要約束數(shù)據(jù)的有效性。 （3）一致性。當(dāng)不同的用戶使用數(shù)據(jù)庫時，應(yīng)該保證他們?nèi)〕龅臄?shù)據(jù)必須一致。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,10.1.1 數(shù)據(jù)完整性 影響數(shù)據(jù)完整性的因素主要有五種：硬件故障、網(wǎng)絡(luò)故障、邏輯問題、意外的災(zāi)難性事件和人為的因素 1硬件故障 常見的影響數(shù)據(jù)完整性的硬件故障有： （1）磁盤故障； （2）I/O控制器故障； （3）電源故障； （4）存儲器故障； （5）介質(zhì)、設(shè)備和其它備份的故障； （6）芯片和主板故障。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,2網(wǎng)絡(luò)故障 （1）網(wǎng)絡(luò)接口卡和驅(qū)動程序的問題。 （2）網(wǎng)絡(luò)連接上的問題。 （3）輻射問題。 3邏輯問題 （1）軟件錯誤； （2）文件損壞； （3）數(shù)據(jù)交換錯誤； （4）容量錯誤； （5）不恰當(dāng)?shù)男枨螅?（6）操作系統(tǒng)錯誤。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,4災(zāi)難性事件 （1）火災(zāi)； （2）水災(zāi)； （3）風(fēng)暴龍卷風(fēng)、臺風(fēng)、暴風(fēng)雪等； （4）工業(yè)事故； （5）蓄意破壞/恐怖活動。 5人為因素 （1）意外事故； （2）缺乏經(jīng)驗； （3）壓力/恐慌； （4）通信不暢； （5）蓄意的報復(fù)破壞和竊取。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,10.1.2 提高數(shù)據(jù)完整性的辦法 解決辦法有兩個方面的內(nèi)容。首先，采用預(yù)防性的技術(shù)，防范危及數(shù)據(jù)完整性的事件的發(fā)生；其次，一旦數(shù)據(jù)的完整性受到損壞時采取有效的恢復(fù)手段，恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。下面所列出的是一些恢復(fù)數(shù)據(jù)完整性和防止數(shù)據(jù)丟失的方法： 備份、鏡像技術(shù)、歸檔、轉(zhuǎn)儲、分級存儲管理、奇偶檢驗、災(zāi)難恢復(fù)計劃、故障發(fā)生前的預(yù)前分析和電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 備份是用來恢復(fù)出錯系統(tǒng)或防止數(shù)據(jù)丟失的一種最常用的辦法。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,鏡像技術(shù)是物理上的鏡像原理在計算機(jī)技術(shù)上的具體應(yīng)用，它所指的是將數(shù)據(jù)原樣從一臺計算機(jī)（或服務(wù)器）上拷貝到另一臺計算機(jī)（或服務(wù)器）上。鏡像技術(shù)在計算機(jī)系統(tǒng)中具體執(zhí)行時一般有兩種方法： （1）邏輯地將計算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)按段拷貝到網(wǎng)絡(luò)中的另一臺計算機(jī)或服務(wù)器上； （2）嚴(yán)格地在物理層上進(jìn)行，例如建立磁盤驅(qū)動器、IO驅(qū)動子系統(tǒng)和整個機(jī)器的鏡像。 歸檔有兩層意思，其一，把文件從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的在線存儲器上復(fù)制到磁帶或光學(xué)介質(zhì)上以便長期保存；其二，在文件復(fù)制的同時刪除舊文件，使網(wǎng)絡(luò)上的剩余存儲空間變大一些。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,轉(zhuǎn)儲是指將那些用來恢復(fù)的磁帶中地數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到其它地方的。 分級存儲管理與歸檔很相似，它是一種能將軟件從在線存儲器上歸檔到靠近在線存儲上的自動系統(tǒng)，也可以進(jìn)行相反的過程。 奇偶校驗提供一種監(jiān)視的機(jī)制來保證不可預(yù)測的內(nèi)存錯誤，防止服務(wù)器出錯以至造成數(shù)據(jù)完整性的喪失。 災(zāi)難給計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來的破壞是巨大的，而災(zāi)難恢復(fù)計劃是在廢墟上如何重建系統(tǒng)的指導(dǎo)性文件。,10.2 容錯與網(wǎng)絡(luò)冗余,隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)可靠性變得越來越重要。其主要原因如下： （1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的提高，使系統(tǒng)的復(fù)雜性增加，服務(wù)器主頻的加快，將導(dǎo)致系統(tǒng)更容易出錯，為此，必須進(jìn)行精心的可靠性設(shè)計。 （2）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的環(huán)境已不再局限于機(jī)房，這使系統(tǒng)更容易出錯，因此，系統(tǒng)必須具有抗惡劣環(huán)境的能力。 （3）網(wǎng)絡(luò)已走向社會，使用的人也不再是專業(yè)人員，這要求系統(tǒng)能夠容許各種操作錯誤。 （4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件成本日益降低，維護(hù)成本相對增高，則需要提高系統(tǒng)的可靠性以降低維護(hù)成本。,10.2 容錯與網(wǎng)絡(luò)冗余,10.2.3 容錯系統(tǒng)的實現(xiàn)方法 1空閑備件 “空閑備件”，其字面上的意思是系統(tǒng)中配置一個處于空閑狀態(tài)的備用部件。 2負(fù)載平衡 負(fù)載平衡是另一種提供容錯的途徑，在具體的實現(xiàn)時使用兩個部件共同承擔(dān)一項任務(wù)，一旦其中的一個部件出現(xiàn)故障，另一個部件立即將原來有兩個部件負(fù)擔(dān)的任務(wù)全部承擔(dān)下來 。,（2）磁盤雙聯(lián) 在鏡像磁盤對中增加一個I/O控制器便稱為磁盤雙聯(lián)。它由于對I/O總線爭用次數(shù)的減少而提供了系統(tǒng)的性能。 （3）RAID RAID（冗余磁盤陣列）是一種能夠在不經(jīng)歷任何故障時間的情況下更換正在出錯的磁盤或已發(fā)生故障的磁盤的存儲系統(tǒng)，它是保證磁盤子系統(tǒng)非故障時間的一條途徑。 RAID的另一個優(yōu)點是在其上面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)一個磁盤上傳輸數(shù)據(jù)時的速度。即數(shù)據(jù)能夠從RAID上較快地讀出來。,10.2 容錯與網(wǎng)絡(luò)冗余,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)備份實際上不僅僅是指網(wǎng)絡(luò)上各計算機(jī)的文件備份，它實際上包含了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一套備份體系。 主要包括如下幾個方面： （1）文件備份和恢復(fù)； （2）數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)； （3）系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)； （4）備份任務(wù)管理。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.1 備份與恢復(fù)操作的種類 對于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理員來說，備份和恢復(fù)是一項繁重的任務(wù)。而備份的最基本的一個問題是：為保證能恢復(fù)全部系統(tǒng)，需要備份多少以及何時進(jìn)行備份？ 1備份 備份包括全盤備份、增量備份、差別備份、按需備份和排除。 全盤備份是將所有的文件寫入備份介質(zhì)。 增量備份指的是只備份那些上次備份之后已經(jīng)作過更改的文件，即備份已更新的文件。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),差別備份是對上次全盤備份之后更新過的所有文件的進(jìn)行備份的一種方法。 差別備份的主要優(yōu)點是全部系統(tǒng)只需兩組磁帶就可以恢復(fù)最后一次全盤備份的磁帶和最后一次差別備份的磁帶。 需備份是指在正常的備份安排之外額外進(jìn)行的備份操作。按需備份也可以彌補(bǔ)冗余管理或長期轉(zhuǎn)儲的日常備份的不足。 排除不是一種備份的方法，它只是把不想備份的文件排除在需備份文件之外的一類方法。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.3 備份和恢復(fù)的設(shè)備與介質(zhì) 備份系統(tǒng)中用于備份與恢復(fù)的介質(zhì)主要的有：磁帶介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì)。 1磁帶介質(zhì) （1）具有較好的磁化特性，容易在它上面讀寫數(shù)據(jù)； （2）磁帶上的數(shù)據(jù)不會被與之相鄰的同一磁帶上別的數(shù)據(jù)處于低強(qiáng)度磁場的影響； （3）磁帶的各層不能相互分開或出現(xiàn)剝落現(xiàn)象； （4）磁帶具有很好的抗拉強(qiáng)度，不容易被拉斷； （5）磁帶具有很好的柔軟度，這樣確保了通過磁帶機(jī)時可以卷得很緊并可以很容易地被彎曲。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),1光學(xué)介質(zhì) 光學(xué)介質(zhì)技術(shù)是將從介質(zhì)表面反射回來的激光識別成信息。光學(xué)介質(zhì)上的0和1以不同的方式反射激光，這樣光驅(qū)就可以向光軌上發(fā)射一束激光并檢測反射光的不同。 常見的光學(xué)介質(zhì)有：磁光盤和可讀 CD。 磁光盤，或稱MO（Magnetic-Optical），是最好的持久性和耐磨性的一種介質(zhì)。它允許進(jìn)行非?？焖俚臄?shù)據(jù)隨機(jī)訪問，MO特別適合于分級存儲管理應(yīng)用。但由于MO的容量至今仍不能與磁帶相比，因此，它未被廣泛用于備份系統(tǒng)。 可讀CD，即CD-ROM，目前因為速度太慢和進(jìn)行多進(jìn)程介質(zhì)寫入困難，目前還不能適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)備份的要求。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),2提高備份性能的技術(shù) 用于提高網(wǎng)絡(luò)備份性能的技術(shù)有：RAID技術(shù)、設(shè)備流、磁帶間隔和壓縮。 （1）RAID技術(shù) 磁帶是備份系統(tǒng)常用的一種設(shè)備介質(zhì)。磁帶在記錄磁頭上移動所需的時間是一個瓶頸口，是影響備份速度的一個重要因素，而解決這類瓶頸問題的一種行之有效的辦法是采用磁帶RAID系統(tǒng)。磁帶RAID的概念與磁盤RAID相類似，數(shù)據(jù)是“帶狀”通過多個磁帶設(shè)備的，因此，可以獲得特別快的傳輸速率。缺點是正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)就要對多臺磁帶設(shè)備進(jìn)行精確的定位和計時。,10.3 RAID技術(shù),Raid0 Raid1 Raid5,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),磁帶輪換主要的有如下幾種模式： （1）A/B輪換，在這種方式中，把一組磁帶分為 A、B兩組?！癆”在偶數(shù)日使用，“B”在奇數(shù)日使用，或反之。這種方式不能長時間保存數(shù)據(jù)。 （2）每周輪換，這種方法每周換一次磁帶。這種方法當(dāng)數(shù)據(jù)較少時很有效。 （3）每日輪換，它要求每一天都得更換磁帶，即需要有七個標(biāo)明星期一到星期日的磁帶。這種方式，在聯(lián)合使用全盤備份和差別備份或增量備份時較有效。 （4）每月輪換，它通常的實現(xiàn)方法是每月的開始進(jìn)行一次全盤備份，然后在該月余下的那些天里在其他的磁帶上作增量備份。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.5 備份系統(tǒng)的設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)備份實際上不僅僅是指網(wǎng)絡(luò)上各計算機(jī)的文件備份，它實際上包含了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一套備份體系。 1系統(tǒng)現(xiàn)狀分析及備份要求 系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析的內(nèi)容包括： （1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作平臺； （2）網(wǎng)絡(luò)所采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)； （3）網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)； （4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及所選用的服務(wù)器等。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),對網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)的要求主要有： （1）備份的數(shù)據(jù)需要保留的時間； （2）對數(shù)據(jù)庫的備份是否要求在線備份； （3）對不同操作平臺服務(wù)器要求以低成本實現(xiàn)備份； （4）是否需要一套自動恢復(fù)的機(jī)制； （5）對恢復(fù)時間的要求； （6）對系統(tǒng)監(jiān)控程序運(yùn)行的要求； （7）對備份系統(tǒng)自動化程度的要求； （8）對網(wǎng)絡(luò)前臺工作站信息備件要求； （9）說明現(xiàn)已采用的備份措施等。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),2備份方案的設(shè)計 （l）備份軟件 備份軟件的選擇對一個網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的，它的選擇必須滿足用戶的全部需求。 （2）備份介質(zhì) 常見的備份介質(zhì)首選是磁帶，當(dāng)然，根據(jù)實際情況也可以考慮其它的介質(zhì)，如磁光盤、可讀CD等。 （3）日常備份制度 如果決定采用磁帶作為備份的介質(zhì)，那么，可以根據(jù)“磁帶輪換”中所介紹的幾種模式，選擇其中的一種或幾種模式作為日常備份制度。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),3備份方案的實現(xiàn) 備份方案的實現(xiàn)包括下列幾個方面： （1）安裝。包括應(yīng)用系統(tǒng)，備份軟件以及磁帶機(jī)的安裝； （2）制定日常備份策略； （3）文件備份； （4）數(shù)據(jù)庫備份； （5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)備份； （6）工作站內(nèi)容的備份。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.6 備份的誤區(qū) 1為什么要備份 （1）電器的物理損壞，尤其是硬盤驅(qū)動器的毀壞，使數(shù)據(jù)丟失； （2）人為的錯誤偶然地刪除文件或重新格式化硬盤； （3）黑客通過遠(yuǎn)程侵入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失； （4）硬盤驅(qū)動器或硬盤被病毒感染； （5）盜竊； （6）自然災(zāi)害對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的破壞； （7）電源浪涌可以損害硬盤驅(qū)動上的數(shù)據(jù)； （8）電磁干擾使文件被清除等。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),2備份的誤區(qū) 備份的誤區(qū)主要存在于下列三個方面：拷貝、磁盤陣列和利用系統(tǒng)提供的備份命令。 （1）拷貝 拷貝是實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份的一個手段，但它不是備份的全部。 拷貝不能保存檔案的歷史記錄； 備份可保存目錄服務(wù)記錄及重要的系統(tǒng)信息。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),（2）磁盤陣列（RAID） RAID主要是針對數(shù)據(jù)安全的，不能作為備份。 RAID的主要用途是保證在線，（即時資料）； RAID并沒有保留第二份或更多份的歷史資料； 兩個磁盤同時毀壞了怎么辦？ RAID的投資與磁帶機(jī)的投資比較，當(dāng)容量越大時成本就越大。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),（3）系統(tǒng)備份命令 系統(tǒng)所提供的備份命令與備份是有所不同的。 不具備容錯的功能； 不具備開放性； 對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行備份； 對大型、超大型數(shù)據(jù)庫無能為力。,小 結(jié),1數(shù)據(jù)完整性簡介 影響數(shù)據(jù)完整性的因素主要有如下五種： （1）硬件故障； （2）網(wǎng)絡(luò)故障； （3）邏輯問題； （4）意外的災(zāi)難性事件； （5）人為的因素。 提高數(shù)據(jù)完整性的可行的解決辦法有兩個方面的內(nèi)容，首先，采用預(yù)防性的技術(shù)防范危及數(shù)據(jù)完整性的事件的發(fā)生，其次，一旦數(shù)據(jù)的完整性受到損壞時采取有效的恢復(fù)手段，恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。,小 結(jié),2容錯與網(wǎng)絡(luò)冗余 從容錯技術(shù)的實際應(yīng)用出發(fā)可以將容錯系統(tǒng)分成五種不同的類型： （1）高可用度系統(tǒng)； （2）長壽命系統(tǒng)； （3）延遲維修系統(tǒng)； （4）高性能計算系統(tǒng)； （5）關(guān)鍵任務(wù)計算系統(tǒng)。 實現(xiàn)容錯系統(tǒng)的方法有： 空閑備件、負(fù)載平衡、鏡像、復(fù)現(xiàn)。,小 結(jié),3網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng) 盡可能快地恢復(fù)計算機(jī)或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)信息。網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)主要