《存儲技術(shù)基礎(chǔ)》課程論文

長沙理工大學(xué)《存儲技術(shù)基礎(chǔ)》課程論文備份技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查張逸凡學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程專業(yè)通信工程班級通信班學(xué)號2012學(xué)生姓名指導(dǎo)教師課程成績完成日期2015年6月5日 備份技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：摘要隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的依賴程度越來越強(qiáng)，如何安全有效地進(jìn)行信息的備份，已成為人們非常關(guān)注的問題。備份技術(shù)又分為系統(tǒng)備份和數(shù)據(jù)備份，其中系統(tǒng)備份主要用于系統(tǒng)出現(xiàn)故障后的后備支援，本文主要介紹的是數(shù)據(jù)備份技術(shù)，首先介紹數(shù)據(jù)備份的發(fā)展歷程，然后論述數(shù)據(jù)備份的發(fā)展現(xiàn)狀以及備份所用到的技術(shù)。最后提出了數(shù)據(jù)備份技術(shù)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞信息技術(shù)；備份技術(shù)；數(shù)據(jù)備份引言近年來隨著計(jì)算機(jī)存儲信息量的增長數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)日益成為引人關(guān)注的重要研究課題尤其是數(shù)據(jù)備份占有重要地位它已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)存儲領(lǐng)域里一個(gè)相對獨(dú)立的分支讓用戶始料未及的是信息的及時(shí)可用性導(dǎo)致數(shù)據(jù)或文件不能被刪除大型的電子商務(wù)和存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)也驅(qū)使數(shù)據(jù)存儲的增長對更大的數(shù)據(jù)庫更大的文件系統(tǒng)更長的文件名以及更長的路徑名的需要也在成比例地增長著為保護(hù)不斷增長的數(shù)據(jù)防止數(shù)據(jù)丟失數(shù)據(jù)備份技術(shù)作為數(shù)據(jù)保護(hù)的重要方式也得到了長足的發(fā)展更加受到人們的重視。2數(shù)據(jù)備份的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)備份的發(fā)展過程可以概括為一句話：備份的發(fā)展貫穿了計(jì)算機(jī)的發(fā)展史，它是計(jì)算機(jī)發(fā)展史的縮影，并且經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一個(gè)階段是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以前的單機(jī)備份。在此階段是“單機(jī)處理，軟盤交流”的個(gè)人行為想起來時(shí)才去備份，是典型的拍腦袋的舉動，具有較大的不確定性，沒有得到重視；其備份的形式通常就是對要備份的文件復(fù)制到硬盤的另一個(gè)位置或者軟盤上，數(shù)據(jù)得不到安全有效的保護(hù)。第二個(gè)階段是局域網(wǎng)環(huán)境的備份。由于網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)共享在這個(gè)階段顯得日益重要，數(shù)據(jù)備份得到了應(yīng)有的重視，成為了系統(tǒng)管理員或應(yīng)用操作員日常工作的一部分；備份的數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)中整個(gè)企業(yè)的數(shù)據(jù)，介質(zhì)以磁帶為主，不再是以前磁盤對磁盤的備份，但依然是系統(tǒng)管理員的手工作業(yè)，通常是通過備份工具或是備份命令，腳本進(jìn)行人機(jī)交互執(zhí)行，效率不高，逐漸成為系統(tǒng)管理員工作領(lǐng)域中繁重的負(fù)擔(dān)，還沒有出現(xiàn)商業(yè)化備份軟件，研究性備份系統(tǒng)開始誕生。最后一個(gè)階段是基于的應(yīng)用環(huán)境下的備份。這期間的典型表現(xiàn)是企業(yè)的整個(gè)業(yè)務(wù)流程依賴于Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更加復(fù)雜化，計(jì)算模式由C/S、B/S到P2P復(fù)雜多變，數(shù)據(jù)種類增加，異種數(shù)據(jù)庫，多種文件系統(tǒng)和操作平臺呈現(xiàn)在異構(gòu)的企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中；數(shù)據(jù)量劇增，存儲空間增大，數(shù)據(jù)存儲位置變得分散；出現(xiàn)NAS和SAN存儲機(jī)制，備份技術(shù)在結(jié)構(gòu)上也得到了長久的發(fā)展，基本工作機(jī)制也逐步得到更新。3數(shù)據(jù)備份技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析3.1數(shù)據(jù)備份的概念數(shù)據(jù)備份雖然出現(xiàn)了相當(dāng)長的時(shí)間，到目前為止，仍然沒有完全統(tǒng)一的定義。不同的研究者給數(shù)據(jù)備份提出了不同的定義，在此簡單列舉有代表性的定義，分別從不同的角度對數(shù)據(jù)備份概念進(jìn)行了描述，。有助于對數(shù)據(jù)備份的一些基本特征有一定的理解。在單機(jī)備份時(shí)期，數(shù)據(jù)備份就是指數(shù)據(jù)的復(fù)制，進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，另外多存放一份副本。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)據(jù)備份的內(nèi)涵變得更得豐富起來。Lyons和Alan在1996年給出的定義為：數(shù)據(jù)備份就是僅僅對數(shù)據(jù)所作的副本存儲，以便公司員工能夠去災(zāi)難發(fā)生地點(diǎn)用曾經(jīng)備份過的數(shù)據(jù)還原文件和應(yīng)用軟件能夠如什么也沒發(fā)生過一樣繼續(xù)企業(yè)活動；ORACLE公司給出的定義為：備份就是數(shù)據(jù)的一份復(fù)制，這份復(fù)制可以包括數(shù)據(jù)庫的多個(gè)重要部分如控制文件和數(shù)據(jù)文件等，備份是一種安全措施，用來防止未預(yù)料到的數(shù)據(jù)丟失和應(yīng)用性錯(cuò)誤，如果丟失了原來的數(shù)據(jù)，那么可以通過備份來重新構(gòu)建；在描述數(shù)據(jù)備份時(shí)，強(qiáng)調(diào)一個(gè)全面災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃中的備份和恢復(fù)同等重要，把數(shù)據(jù)備份的概念分解為若干個(gè)環(huán)節(jié)比如決定備份什么，、何時(shí)進(jìn)行備份及如何進(jìn)行備份來論述。從這些描述可知，數(shù)據(jù)備份的本質(zhì)依然保持其原始含義即數(shù)據(jù)的復(fù)制。結(jié)合當(dāng)今技術(shù)，可將數(shù)據(jù)備份定義描述為：為保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，不受各種數(shù)據(jù)災(zāi)難的影響，對數(shù)據(jù)進(jìn)行另外的復(fù)制，并存放在不同于原來的數(shù)據(jù)位置，以防發(fā)生數(shù)據(jù)丟失時(shí)確保成功恢復(fù)數(shù)據(jù)，這一切所涉及的軟件、硬件及管理過程的集合。這個(gè)定義從多個(gè)角度來描述數(shù)據(jù)備份，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份是個(gè)內(nèi)涵豐富的概念。一般認(rèn)為數(shù)據(jù)備份主要涉及三個(gè)技術(shù)領(lǐng)域：（1）備份硬件，包括系統(tǒng)、適配器、存儲技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)；存儲介質(zhì)通常指磁性磁帶；備份軟件包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)功能的軟件。但在這三者之中，起主導(dǎo)作用的是備份軟件，也可以完全這么說：數(shù)據(jù)備份技術(shù)是存儲領(lǐng)域中面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)保護(hù)的增值性軟件技術(shù)。3.2數(shù)據(jù)備份的意義從數(shù)據(jù)備份的概念，可知數(shù)據(jù)備份對保護(hù)數(shù)據(jù)具有相當(dāng)關(guān)鍵、相當(dāng)重要的作用。其根本目的，重新利用，也就是說，一個(gè)無法恢復(fù)的備份對任何系統(tǒng)來說都是毫無意義的。所以說，數(shù)據(jù)備份的意義首先在于對數(shù)據(jù)以某種方式加以額外的保留，以便在系統(tǒng)遭受破壞或其他特定情況下，能成功重新加以利用，防止防范意外事件對系統(tǒng)破壞。其次，數(shù)據(jù)備份是歷史數(shù)據(jù)保存歸檔的最佳方式。換言之，即便系統(tǒng)正常工作，沒有任何數(shù)據(jù)丟失或破壞發(fā)生，數(shù)據(jù)備份仍然具有非常大的意義，如為我們進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，以及重要信息的電子歸檔保存提供了可能性。再次，數(shù)據(jù)備份是保護(hù)數(shù)據(jù)的重要方式之一。在當(dāng)今技術(shù)環(huán)境下，它與服務(wù)器可用群集技術(shù)、遠(yuǎn)程容災(zāi)技術(shù)三者相互融合優(yōu)勢互補(bǔ)，共同承擔(dān)著系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)任務(wù)。在具有一定規(guī)模的系統(tǒng)中，備份技術(shù)、群集技術(shù)和容災(zāi)技術(shù)互相不可替代，并且穩(wěn)定和諧地協(xié)同工作，共同保證著系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.3備份與容災(zāi)、集群的關(guān)系數(shù)據(jù)備份在多數(shù)情況下是指數(shù)據(jù)從在線狀態(tài)，剝離到離線狀態(tài)的過程，我們可以從表1中看出這與服務(wù)器高可用集群技術(shù)以及遠(yuǎn)程容災(zāi)技術(shù)，具有本質(zhì)上的區(qū)別。雖然從目的上講，這些技術(shù)都是為了消除或減弱意外事件給系統(tǒng)帶來的嚴(yán)重影響，但是由于它們側(cè)重的數(shù)據(jù)保護(hù)方向不同，實(shí)現(xiàn)的手段和產(chǎn)生的效果也不盡相同。群集和容災(zāi)技術(shù)的目的，是為了保證系統(tǒng)的可用性。也就是說，當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)所提供的服務(wù)和功能不會因此而間斷，對數(shù)據(jù)而言，集群和容災(zāi)技術(shù)是保護(hù)系統(tǒng)的在線狀態(tài)。保證數(shù)據(jù)可以隨時(shí)被訪問。而相對來說，備份技術(shù)的目的，是將整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或狀態(tài)保存下來，這種方式不僅可以挽回硬件設(shè)備損壞帶來的損失，也可以挽回邏輯錯(cuò)誤和人為惡意破壞的損失。然而，數(shù)據(jù)備份技術(shù)并不保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)可用性，也就是說，一旦意外發(fā)生，備份技術(shù)只保證數(shù)據(jù)可以恢復(fù)，但是恢復(fù)過程需要一定的時(shí)間，在此期間，系統(tǒng)是不可用的。表1備份、集群與容災(zāi)技術(shù)的比較4備份的常用技術(shù)數(shù)據(jù)備份技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn)形式，從不同的角度可以對備份進(jìn)行不同的分類。4.1數(shù)據(jù)備份技術(shù)的模式角度分類（1）邏輯備份。每個(gè)文件都是由不同的邏輯塊組成"每一個(gè)邏輯的文件塊存儲在物理磁盤塊上。該方法不需要將欲備份文件運(yùn)行在歸擋模式下，不但備份簡單，而且可以不需要外部存儲設(shè)備，包括導(dǎo)出M導(dǎo)入"這種方法包括讀取一系列的數(shù)據(jù)日志，并寫入文件中，這些日志的讀取與其所處位置無關(guān)。（2）物理備份。該方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整恢復(fù)，但數(shù)據(jù)必須運(yùn)行在歸擋模式下（業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在非歸擋模式下運(yùn)行），且需要極大的外部存儲設(shè)備，例如磁帶庫，具體包括冷備份和熱備份"冷備份和熱備份是物理備份（也稱低級備份），它涉及到組成數(shù)據(jù)庫的文件，但不考慮邏輯內(nèi)容。4.2從數(shù)據(jù)備份技術(shù)的策略角度分類（1）全備份。全備份就是指對某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的所有數(shù)據(jù)或應(yīng)用進(jìn)行的一個(gè)完全拷貝，當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)災(zāi)難時(shí)，只要用一份備份資料，就可以恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。不足之處為：在備份數(shù)據(jù)中有大量內(nèi)容是重復(fù)的，這些重復(fù)的數(shù)據(jù)占用了大量的空間；另外，由于需要備份的數(shù)據(jù)量比較大，備份所需時(shí)間也就較長。（2）增量備份.增量備份是指在一次全備份或上一次增量備份后，以后每次的備份只需備份與前一次相比增加或者被修改的文件，該數(shù)據(jù)備份技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是沒有重復(fù)的備份數(shù)據(jù)，節(jié)省空間，縮短備份時(shí)間，缺點(diǎn)在于當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生災(zāi)難時(shí)，恢復(fù)數(shù)據(jù)比較麻煩，必須具有上一次全備份和所有增量備份文件，并且它們必須沿著從全備份到依次增量備份的時(shí)間順序逐個(gè)反推恢復(fù)，其中任何一個(gè)數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)出了問題，都會導(dǎo)致整個(gè)后續(xù)數(shù)據(jù)的癱瘓，同時(shí)這也極大地延長了恢復(fù)時(shí)間。（3）差分備份。數(shù)據(jù)管理人員在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行一次系統(tǒng)完全備份，然后在接下來的時(shí)間里，再將當(dāng)天所有與前一次不同的數(shù)據(jù)做備份。差分備份無需每天都做系統(tǒng)完全備份，備份所需時(shí)間短，節(jié)省空間，數(shù)據(jù)恢復(fù)也很方便。5數(shù)據(jù)備份的發(fā)展趨勢為適應(yīng)備份需求的變化，備份技術(shù)需要克服數(shù)據(jù)的分散給備份帶來的困難、需要應(yīng)付種類繁多的數(shù)據(jù)類型、需要大容量的存儲介質(zhì)并對存儲介質(zhì)進(jìn)行更好的管理。同時(shí)，備份不能影響企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的可用性，應(yīng)在業(yè)務(wù)少時(shí)備份。備份日志信息應(yīng)能有效管理并在此基礎(chǔ)上提供報(bào)表分析、警報(bào)發(fā)送等功能。備份操作應(yīng)該簡單易行，友好操作直觀等。這些新的備份需求將引領(lǐng)著數(shù)據(jù)備份技術(shù)的新發(fā)展，由此產(chǎn)生以下幾方面的發(fā)展趨勢：（1）應(yīng)全方位數(shù)據(jù)保護(hù)的要求，最新的備份技術(shù)將由主要致力于Files和Database6/7的備份，逐漸擴(kuò)展到WEB、OA、Boot、Partition、OS、Email、Application等領(lǐng)域，將整個(gè)企業(yè)或組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息集成一體化全方位備份。（2）備份軟件會朝著更加智能化的方向發(fā)展，比如備份策略更加人性化、智能化。手工恢復(fù)會進(jìn)一步減少，自動恢復(fù)會不斷增多。會出現(xiàn)郵件，短信通知備份報(bào)告或警報(bào)，移動監(jiān)控備份操作。（3）與數(shù)據(jù)保護(hù)的其他方式結(jié)合更緊密，尤其是結(jié)合網(wǎng)絡(luò)。硬件的集群化，走與SAN和NAS融合的道路。與此同時(shí)，因成本管理原因與容災(zāi)，鏡象技術(shù)有融合發(fā)展的應(yīng)用需求，這會提升并行備份。大容量存儲等備份時(shí)間及空間上的性能。（4）備份技術(shù)會出現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，1997年成立的網(wǎng)絡(luò)存儲官方工業(yè)協(xié)會SNIA，在推動存儲領(lǐng)域技術(shù)大發(fā)展的同時(shí)，必定為第二個(gè)最廣泛的網(wǎng)絡(luò)存儲應(yīng)用即網(wǎng)絡(luò)備份倡導(dǎo)制定出一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，來解決備份技術(shù)領(lǐng)域許多不統(tǒng)一的問題6結(jié)束語正如以上所述，數(shù)據(jù)備份作為存儲領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，其在存儲系統(tǒng)中的地位和作用都是不容忽視的。隨著存儲技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，在SAN和NAS這些新的存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)的備份技術(shù)在結(jié)構(gòu)上也得到了長足的發(fā)展。從LANFree備份到無服務(wù)器備份，這些備份領(lǐng)域里的新興技術(shù)正在日漸成熟和完善。另外，一些系統(tǒng)基本工作機(jī)制也在逐步更新。雖然這些新技術(shù)在今天還存在著一定的問題和應(yīng)用以及各方面的限制，但是相信在不久的將來，這些技術(shù)都將會廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)之中。參考文獻(xiàn)