數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)

數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)摘要近年來，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息產(chǎn)業(yè)獲得了空前的發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)的安全性越來越重視。數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)逐漸成為了熱點(diǎn)問題。由于各種客觀原因，人們無法預(yù)測(cè)何時(shí)、何地會(huì)發(fā)生何種程度的災(zāi)難，也不不可能完全防止、控制其發(fā)生。但高性能的數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)方案能充分保護(hù)系統(tǒng)中有價(jià)值的信息。保證災(zāi)難發(fā)生時(shí)系統(tǒng)任然正常工作。引言隨著以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的電子信息技術(shù)在社會(huì)各方面越來越廣泛的深入應(yīng)用，各種工作逐步走上了辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展道路，大量的管理信息系統(tǒng)和專用辦公軟件被開發(fā)并投入使用，這對(duì)規(guī)范管理、提高工作效率起到了良好的促進(jìn)作用。在實(shí)際工作中，信息系統(tǒng)和管理軟件從開始投入使用起，就將隨著工作的開展和時(shí)間的推移，持續(xù)記錄并積累大量的數(shù)據(jù)。工作中的許多重要的決策就是以這些日常積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。但信息系統(tǒng)在提供方便和高效的同時(shí)，在運(yùn)行中卻常常會(huì)出現(xiàn)一些意料之外的問題，如人為誤操作、硬件損毀、電腦病毒侵襲、斷電或其它意外原因造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓、數(shù)據(jù)丟失，給企業(yè)、單位和管理人員帶來難以彌補(bǔ)的損失。避免這種損失的最佳途徑就是建立可靠的數(shù)據(jù)備份恢復(fù)系統(tǒng)但是大部分應(yīng)用人員只是在受到損失后才意識(shí)到了數(shù)據(jù)備份的重要性。目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、背景 3\o"CurrentDocument"二、解決方案 3\o"CurrentDocument"三、什么是數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)？ 4\o"CurrentDocument"四、需要備份的數(shù)據(jù)對(duì)象 5\o"CurrentDocument"五、備份設(shè)備 6\o"CurrentDocument"六、備份類型（或備份模式） 6\o"CurrentDocument"七、備份窗口 7\o"CurrentDocument"八、備份介質(zhì) 7\o"CurrentDocument"九、備份系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和部署 8\o"CurrentDocument"十、恢復(fù)操作系統(tǒng) 10一、背景有專業(yè)機(jī)構(gòu)的研究數(shù)據(jù)表明：丟失300MB的數(shù)據(jù)對(duì)于市場(chǎng)營(yíng)銷部門就意味著13萬元人民幣的損失，對(duì)財(cái)務(wù)部門意味著16萬的損失，對(duì)工程部門來說損失可歌件故跨保鷺朋史記就達(dá)80萬。而丟失的關(guān)鍵數(shù)據(jù)如果15天內(nèi)仍得不到恢復(fù)，企業(yè)就有可能被淘汰出局。實(shí)際上，我們很多企業(yè)和組織已有了前車之鑒，一些重要的企業(yè)內(nèi)曾經(jīng)不止一次地發(fā)生過災(zāi)難性的數(shù)據(jù)丟失事故，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失,在這種情況下，數(shù)據(jù)備份就成為日益重要的措施，我們必須對(duì)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行備份！通過及時(shí)有效的備份，系統(tǒng)管理者就可以高枕無憂了。所以，對(duì)信息系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)的所有服務(wù)器、PC進(jìn)行有效的文件、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)備份越來越迫切。歌件故跨保鷺朋史記就二、解決方案基于磁盤備份篇：企業(yè)數(shù)據(jù)主要分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，即行數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括所有格式的辦公文檔、文本、圖片、XML、HTML、各類報(bào)表、圖像和音頻/視頻信息等。專業(yè)的備份系統(tǒng)可同時(shí)備份結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，，目前市面上常見基于磁盤的備份系統(tǒng)類型可分為兩種:備份軟件+通用硬件存儲(chǔ)平臺(tái)（服務(wù)器、NAS存儲(chǔ)、磁盤陣列柜）和存儲(chǔ)一體柜?；诖艓浞萜夯诖艓浞葜饕侵咐么艓C(jī)、磁帶庫(kù)、虛擬帶庫(kù)等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，磁帶備份具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：大容量：1盤介質(zhì)上可存儲(chǔ)高達(dá)800GB以上的數(shù)據(jù)小尺寸：所有這些容量都可存儲(chǔ)在1盤小巧的數(shù)據(jù)磁帶上可移動(dòng)性：介質(zhì)可以與設(shè)備分離，提供額外的病毒保護(hù)便攜性：介質(zhì)可以在現(xiàn)場(chǎng)之外存儲(chǔ)，提供額外保護(hù)長(zhǎng)壽命：適合長(zhǎng)期存儲(chǔ)（至少10-15年）三、什么是數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)？數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)是指在運(yùn)行業(yè)務(wù)軟件的計(jì)算機(jī)上安裝專用的備份軟件，該軟件將按照計(jì)算機(jī)管理員設(shè)定的規(guī)則，周期性地為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)制作一個(gè)或多個(gè)拷貝，并將其存放到專門的備份設(shè)備上；當(dāng)在線存儲(chǔ)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)因?yàn)楦鞣N原因（如磁盤壞、病毒、誤刪除等）丟失后，管理員或用戶可以通過備份軟件提供的GUI,從備份設(shè)備上將數(shù)據(jù)恢復(fù)到在線存儲(chǔ)上。一般來說，在線存儲(chǔ)是指計(jì)算機(jī)上存放數(shù)據(jù)的硬盤或磁盤陣列。存儲(chǔ)設(shè)備通常是磁帶機(jī)/磁帶、或磁帶庫(kù)，今天也可能是磁盤、或磁盤陣列。SymantecBackupExec就是典型的備份軟件。例如圖書館的借還書計(jì)算機(jī)上運(yùn)行著圖書館軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Sqlserver,圖書館所有的書籍信息和借還信息均存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)物理地存放在計(jì)算機(jī)的硬盤中。顯然如果這些數(shù)據(jù)丟失，圖書館就停止運(yùn)轉(zhuǎn)了，需要對(duì)這臺(tái)機(jī)器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝BackupExec,同時(shí)連接一臺(tái)磁帶機(jī)，BackupExec按照計(jì)算機(jī)管理員的要求，每個(gè)星期六晚上將所有SqlServer數(shù)據(jù)庫(kù)都制作一個(gè)拷貝，并存放到磁帶機(jī)中的磁帶中。一旦Sqlserver中某條記

錄丟失,BackupExec很容易在ndata7管理員磁帶機(jī)錄丟失,BackupExec很容易在ndata7管理員磁帶機(jī)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)系統(tǒng)圖書館管理軟件SqlServer磁帶中找到它的拷貝，并將其恢復(fù)到指定的位置。這就是一套數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)系統(tǒng)。四、需要備份的數(shù)據(jù)對(duì)象通常計(jì)算機(jī)上有三種數(shù)據(jù)需要備份：文件數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)、及裸設(shè)備數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)：文件通常指操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)直接管理的數(shù)據(jù)，它是數(shù)據(jù)在硬盤上的一種存放格式。我們可以通過Windowsexplore看到它的存在。在Windows中，一個(gè)文件同時(shí)只能被一個(gè)應(yīng)用程序讀寫。這就意味著，當(dāng)文件正被應(yīng)用訪問時(shí)，備份軟件是不能夠讀取它并進(jìn)行備份的。通常安裝一個(gè)叫做openfileoption的軟件來協(xié)調(diào)這種備份操作。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)庫(kù)軟件（Sqlserver、oracle等）是指以一定的邏輯關(guān)系將數(shù)據(jù)組織起來，便于用戶進(jìn)行各種計(jì)算、更新、檢索和查詢。符合這種邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)叫數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。它們通常以文件的方式存放在磁盤上、或者直接放到裸設(shè)備上，但是文件系統(tǒng)不直接管理它。它們有數(shù)據(jù)庫(kù)軟件自身進(jìn)行維護(hù)和存取。由于數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)之間存在著復(fù)雜的邏輯關(guān)系，且被數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)修改，因此當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件正在運(yùn)行時(shí)，不能讀取這些數(shù)據(jù)。即使讀出來也不一定能用。所以備份時(shí)需要與數(shù)據(jù)庫(kù)軟件配合，或停掉數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)程。裸設(shè)備數(shù)據(jù)：不管文件系統(tǒng)文件還是數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，都存放在磁盤上。Windows提供一種方式可以直接讀取磁盤的數(shù)據(jù)塊，而不管它們是什么邏輯關(guān)系。這種脫離上層應(yīng)用的數(shù)據(jù)叫裸設(shè)備數(shù)據(jù)。五、備份設(shè)備備份設(shè)備是指存放數(shù)據(jù)拷貝的設(shè)備，也叫離線設(shè)備，通常是磁帶機(jī)或磁帶庫(kù)。近來隨著磁盤價(jià)格的下降，很多客戶也采用廉價(jià)磁盤做備份設(shè)備。還有最近出現(xiàn)的虛擬磁帶庫(kù)，它是用磁盤來仿真磁帶存放備份數(shù)據(jù)。在海量存儲(chǔ)環(huán)境，一般采用磁盤做中間緩沖，磁帶做最終備份設(shè)備。很多計(jì)算機(jī)本身帶著一個(gè)磁帶機(jī)，尤其是unix服務(wù)器。只有磁帶機(jī)的情況下，需要人工將磁帶送進(jìn)去，或取出來，人工保存磁帶。當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時(shí)，人工管理變得不可能。磁帶庫(kù)是指含有一個(gè)或多個(gè)磁帶機(jī)、一定數(shù)目的磁帶槽和一個(gè)機(jī)械手的存儲(chǔ)設(shè)備。機(jī)械手負(fù)責(zé)將磁帶槽中的磁帶送到磁帶機(jī)中，或反之；磁帶機(jī)將要備份的數(shù)據(jù)寫到磁帶上，或從磁帶上讀數(shù)據(jù)恢復(fù)到應(yīng)用計(jì)算機(jī)上；磁帶槽保存含有關(guān)鍵數(shù)據(jù)的拷貝。生產(chǎn)磁帶庫(kù)的廠家很多如：HP、IBM、EXBYTE、Quantum等。六、備份類型（或備份模式）在圖書館的例子中我們說每周備份一次所有的數(shù)據(jù)，在實(shí)際當(dāng)中是否可行？如果周五的時(shí)候發(fā)生了問題，數(shù)據(jù)被破壞，磁盤上的數(shù)據(jù)不能使用了，那么我們采用計(jì)算機(jī)上的BackupExec將數(shù)據(jù)的拷貝從磁帶上重新恢復(fù)到磁盤中。但是那是上周六的數(shù)據(jù)，周一至周五發(fā)生的變更全部丟失了。我們能否推薦每天都備份呢？如果數(shù)據(jù)量小，還可以。如果數(shù)據(jù)量大，就太花時(shí)間，也占有太多的磁帶容量。為了解決上述問題，提出了全備份與增量備份的概念。全備份是指將所有的數(shù)據(jù)都備份一遍。增量備份是指只備份相對(duì)于前一天改變過的數(shù)據(jù)。還有一種增量備份叫累積增量備份，指?jìng)浞菽切┫鄬?duì)于上一次全備份以來改變過的數(shù)據(jù)七、備份窗口在建立一個(gè)備份系統(tǒng)時(shí)，有一個(gè)重要因素要考慮，那就是每次數(shù)據(jù)備份允許在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成。數(shù)據(jù)備份的過程是將數(shù)據(jù)從在線磁盤上取出來，然后傳送到離線設(shè)備上。在這個(gè)過程中，運(yùn)行應(yīng)用的計(jì)算機(jī)需要花CPU資源、內(nèi)存資源、及I/O帶寬來處理備份，肯定會(huì)影響應(yīng)用程序的正常運(yùn)行效率。一般只允許在業(yè)務(wù)不繁忙的時(shí)間段內(nèi)來完成備份，以減輕影響。這個(gè)時(shí)間段就叫備份窗口。備份窗口是指允許完成備份的時(shí)間長(zhǎng)度。例如我們個(gè)人筆記本電腦上可能安裝了備份軟件，每次備份軟件運(yùn)行時(shí)，機(jī)器慢的我們幾乎不能進(jìn)行日常工作。我們的工作時(shí)間是早9:00至晚6:00,但常常會(huì)加班至晚12:00.因此為了不影響工作，我們要求管理員只能在0:00-9:00這9個(gè)小時(shí)內(nèi)為我們做備份。這就是我們筆記本的備份窗口，長(zhǎng)度為9小時(shí)。顯然備份窗口的長(zhǎng)短直接影響投資成本。例如需要備份的數(shù)據(jù)600G,備份窗口為4小時(shí)，如果采用LTO磁帶庫(kù)，那么我們需要600*1024/(4*3600*30)=1.4個(gè)磁帶機(jī)，即至少兩個(gè)。(這里沒有考慮磁盤I/O是否可以支持，實(shí)際當(dāng)中需要考慮)八、備份介質(zhì)在備份與恢復(fù)系統(tǒng)中備份介質(zhì)往往指磁帶。介質(zhì)服務(wù)器指的是連接磁帶庫(kù)、且運(yùn)行備份軟件的計(jì)算機(jī)，它通常負(fù)責(zé)將它自身或其它計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)拷貝傳送給磁帶機(jī)，由磁帶機(jī)寫到磁帶中。一般在備份系統(tǒng)中將磁帶庫(kù)中的介質(zhì)分成介質(zhì)池（mediapool）,以便將不同應(yīng)用（或計(jì)算機(jī)）的數(shù)據(jù)存放到不同的磁帶組中，便于分類。備份介質(zhì)既可以保存在與備份服務(wù)器連接的磁帶庫(kù)中，也可以取出來異地保存，取決于你的備份策略九、備份系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和部署在上面圖書館的例子中如果網(wǎng)絡(luò)中有三臺(tái)計(jì)算機(jī)均運(yùn)行業(yè)務(wù)軟件且產(chǎn)生數(shù)據(jù)，我們是否需要為每臺(tái)計(jì)算機(jī)買一臺(tái)備份設(shè)備呢？答案是視情況而定的。一般的備份軟件（例如BackupExec）邏輯結(jié)構(gòu)如下《數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖》所示：中央管理服務(wù)器Reilent備份服務(wù)器Mediaserver備份服務(wù)器Mediaserver備份客戶端p中央管理服務(wù)器Reilent備份服務(wù)器Mediaserver備份服務(wù)器Mediaserver備份客戶端pRemoteagenti數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖備份服務(wù)器「 ■Mediaserver備份客戶端Remoteag（備份軟件由三種模塊組成：管理模塊、備份模塊、及客戶端模塊（也叫集中管理服務(wù)器、備份服務(wù)器、及遠(yuǎn)程客戶端）。管理服務(wù)器相當(dāng)于整個(gè)備份系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)策略制定、指揮備份服務(wù)器工作，喚醒客戶端傳送數(shù)據(jù)。備份服務(wù)器根據(jù)指令將客戶端送來的數(shù)據(jù)保存到它所連接的備份設(shè)備中，或從備份設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)傳送給客戶端恢復(fù)。同時(shí)每個(gè)備份服務(wù)器還保存著自身所管理范圍的所有備份信息?？蛻舳硕ㄆ趯⑿枰獋浞莸臄?shù)據(jù)從本機(jī)在線磁盤上讀出，通過網(wǎng)絡(luò)或共享內(nèi)存?zhèn)魉徒o備份服務(wù)器，或在管理員干預(yù)下發(fā)出指令給備份服務(wù)器，需要恢復(fù)數(shù)據(jù)。這三種模塊可以安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，或者安裝在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，視需求而定。如果只有一個(gè)備份服務(wù)器，就不需要安裝中央管理器了。備份服務(wù)器模塊包含客戶端模塊。現(xiàn)在，如果圖書館有三臺(tái)計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)需要備份，那么我們可以將磁帶機(jī)連接到一臺(tái)服務(wù)器上，其它機(jī)器通過網(wǎng)絡(luò)來使用這臺(tái)磁帶機(jī)（如下圖：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)）。連接磁帶機(jī)的計(jì)算機(jī)serv1上安裝備份軟件的備份服務(wù)器模塊，另兩臺(tái)計(jì)算機(jī)serv2和serv3上安裝備份軟件的客戶端模塊。集中管理模塊可以安裝在任意計(jì)算機(jī)上。由于serv1上運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)sqlserver,所以還應(yīng)該安裝相應(yīng)的databaseagent.Serv1上的數(shù)據(jù)由備份服務(wù)器直接保存到它連接的磁帶機(jī)上，需要時(shí)，可以直接從磁帶機(jī)上恢復(fù)。Serv2和Serv3上的數(shù)據(jù)由備份軟件客戶端通過網(wǎng)絡(luò)傳送給serv1上的備份服務(wù)器，再由備份服務(wù)器保存到磁帶上。當(dāng)serv2和serv3上的數(shù)據(jù)量都很大時(shí)，問題就出現(xiàn)了：備份占用太大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且有可能在規(guī)定的窗口內(nèi)完不成備份！傳統(tǒng)上，需要購(gòu)買新的磁帶機(jī)連接到這些數(shù)據(jù)量大的機(jī)器上。磁帶機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)系統(tǒng)自從上世紀(jì)末期出現(xiàn)了存儲(chǔ)局域網(wǎng)SAN,很快被數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)所采用。備份系統(tǒng)可以充分發(fā)揮SAN的資源