引言
在復雜的IT架構中，有很多可能導致數據丟失或損壞的因素，如人為操作錯誤、系統軟件或應用軟件缺陷、硬件損壞、病毒/黑客入侵、意外宕機、自然災害等，會給企業造成無法估量的損失。因此對系統數據進行備份顯得非常重要。
數據備份是指為防止系統出現操作失誤或系統障礙導致數據丟失，而將全系統或部分數據集合，從應用主機的硬盤或陣列中復制到其它存儲介質上的過程。
早期的數據備份通常是采用單個主機內置或外置的磁帶機或磁盤機對數據進行冷備份，但隨著網絡的發展和廣泛應用、數據量的大量增長，單機備份方式已不再適用。網絡系統備份不僅備份系統中的數據，還備份系統中的應用程序、數據庫系統、用戶設置、系統參數等信息，以便迅速恢復整個系統。一個理想的網絡數據備份是在軟件數據備份的基礎上加上硬件級物理容錯系統，并且能夠自動地跨越整個網絡系統平臺，具有保護性、可管理性和可擴展性。
1 備份系統的基礎構架
一個完整和完善的備份系統包括幾部分。
1.1 備份硬件
目前比較流行的硬件備份解決方法包括硬盤存儲、光學介質和磁帶／磁帶機存儲備份技術。
與磁帶／磁帶機存儲技術和光學介質備份相比，硬盤存儲所需費用極其昂貴。磁盤存儲技術雖能提供容錯性解決方案，但容錯卻不能抵御用戶錯誤和病毒。一旦兩個磁盤在短時間內失靈，在一個磁盤重建前，不論是磁盤鏡像還是磁盤雙工都不能提供數據保護。因此，在大容量數據備份方面，硬盤并不是備份介質的最佳選擇。
與硬盤備份相比，光學介質備份提供了比較經濟的存儲解決方案，但其所用的訪問時間要比硬盤多幾倍，且容量相對較小。當備份大容量數據時，所需光盤數量多，雖保存時間較長，但整體可靠性較低。所以光學介質也不是大容量數據備份的最佳選擇。
利用磁帶機進行大容量的信息備份具有容量大、可靈活配置、速度相對適中、介質保存長久(存儲時間超過30年)、成本較低、數據安全性高、可實現無人操作的自動備份等優勢。所以一般來說，磁帶設備是大容量網絡備份用戶的主要選擇。
1.2 備份管理軟件
備份軟件主要分為兩大類：一是各個操作系統廠商在操作系統軟件內附帶的備份功能 (如NetWare操作系統的Backup功能)；二是各個專業廠商提供的全面的專業備份軟件，如HP OpenView OmniBackⅡ和CA的ARCserveIT等。
對于備份軟件的選擇，需注重使用方便、自動化程度高、好的擴展性和靈活性。同時，跨平臺的網絡數據備份軟件能滿足用戶在數據保護、系統恢復和病毒防護方面的支持。一個專業的備份軟件配合高性能的備份設備，能夠使遭受損壞的系統迅速恢復。
1.3 備份策略
備份策略是指確定需要備份的內容、備份時間以及備份方式。備份的數據往往根據企業或組織的需要來確定。在實際應用中，必須根據備份窗口和恢復窗口的大小、整個數據量決定備份方式。
1.4 災難恢復計劃
數據備份與災難恢復密不可分，數據備份是災難恢復的前提和基礎，而災難恢復是在數據備份基礎上的具體應用。災難恢復的目標與計劃決定了所需要采取的數據備份策略。
2 備份硬件
2.1 幾種磁帶技術的比較
目前，磁帶技術與產品主要有AIT、DLT、LTO、DAT等幾種。AIT格式（先進的智能磁帶機）采用螺旋掃描技術，是SONY公司在快速訪問高密度磁帶錄制技術方面的創新。DLT原為Quantum（昆騰）公司的專利技術，現以OEM方式向多廠家開放。LTO（line tape open）技術，最新由HP，SEAGATE及IBM等廠商推出的敖群（Ultrium）磁帶機采用這一開放的標準磁帶技術，確保來自不同廠商的Ultrium磁帶機實現數據的互換性。
下面就幾種技術作簡單比較，見表1。
2.2 磁盤存儲技術
磁盤又稱硬盤，具有高速、安全、方便維護的優勢。磁盤的讀寫速度比內存低,但比光存儲和磁帶存儲速度快很多,且屬于隨機存儲設備,這些特點決定了磁盤存儲作為數據輸入輸出設備被廣泛用于電信、金融等信息化和數據安全要求很高的領域,作為實現數據備份,信息歸檔的強有力工具。
表1
表2
磁盤陣列是由一個硬盤控制器來控制多個硬盤的相互連接，使多個硬盤的讀寫同步，減少錯誤，增加效率和可靠度的技術。RAID是磁盤陣列在技術上實現的理論標準，其目的在于減少錯誤、提高存儲系統的性能與可靠度。
這里主要介紹RAID 3-5的性能，見表2。
RAID 5在速度、花費、容錯幾個方面都達到一個較好的平衡，所以得到了較為廣泛的應用。
3 備份管理軟件
數據備份的核心是數據庫備份，流行的數據庫（如Oracle、MS-sql）均有自己的數據庫備份工具，但不能實現自動備份，只能將數據備份到磁帶機或硬盤，而不能驅動磁帶庫等自動加載設備。顯然，利用數據庫本身的備份工具遠達不到用戶要求，必須采用具有自動加載功能的磁帶庫硬件產品與數據庫在線備份功能的自動備份軟件。
目前流行的備份軟件有多種，如Legato Networker、CA Arcserve、HP Openview OmnibackⅡ、IBM Adsm和Veritas Netbackup。各家軟件在備份管理方式上各有千秋，都具有自動定時備份管理、備份介質自動管理、數據庫在線備份管理等功能。其中，Legato，CA是獨立軟件開發商，注重于對各種操作系統和數據庫平臺的支持，而惠普和IBM等更注重于對本公司軟/硬件產品的支持。各家軟件憑借自身的功能特性和優勢，在網絡數據備份領域都占據了一定的市場。這里簡要介紹其中2種備份管理軟件。
3.1 Legato NetWorker
NetWorker是美國Legato Systems Inc.研制開發的數據存儲管理系統，提供了客戶機/服務器體系結構下網絡數據存儲管理解決方案。NetWorker通過在網絡中選定一臺機器作為數據管理的備份服務器，并在其它機器上安裝NetWorker的客戶端軟件，從而將整個網絡的數據全自動地備份到與備份服務器相連的存儲設備上，并在備份服務器上為各個備份客戶端建立相應的備份數據的索引表、存儲介質使用索引表實現數據的全自動恢復。
需要重點說明的是，NetWorker具有非常全面的應用環境支持，提供了DAS、NAS和SAN環境中的UNIX (Solaris、HP-UX、HP Tru64、IBM AIX 和 SGI IRIX)、 Windows、Linux等在內的幾乎所有主流平臺的應用版本。這從很大程度上降低了混合存儲環境下的管理開銷。
NetWorker具備的功能和特性包括幾部分。
（1）多服務器網絡環境平行作業處理技術；
（2）在線式數據庫的全自動備份接口，為先進的數據庫、消息處理、內容管理和 ERP 應用提供在線備份、無性能影響的保護和精確的恢復；
（3）最廣泛的存儲設備支持，包括單一磁帶驅動器、磁帶庫、信息井或磁盤陣列；
（4）與其它UNIX命令格式如cpio格式兼容，使得備份的磁帶可相互通用；
（5）高可靠性、易于使用和管理等。
3.2 Veritas NetBackup
Veritas軟件公司是世界唯一一家能提供多種企業級的存儲管理軟件的公司，為用戶提供端到端的多平臺、混合計算的存儲解決方案。其高端產品Veritas NetBackup數據庫備份軟件適用于大中型存儲系統，廣泛地支持各種開放平臺，支持復雜的網絡備份方式和LAN Free的數據備份方式。Veritas有一款低端產品Backup Exec，只支持小規模應用，相當于一個家庭版的NetBackup。
Veritas NetBackup軟件是一個功能強大的能為異構操作環境和存儲基礎架構提供企業級備份和恢復的備份管理軟件。NetBackup能夠提供基于磁盤和磁帶的統一數據保護、歸檔和恢復管理，可以將保護范圍擴展到最大型的UNIX、Windows、Linux和NetWare環境，從遠程辦公到數據中心。NetBackup能實現全面保護和單個控制臺來管理所有備份和恢復操作。
NetBackup能夠提供以下幾項功能，旨在降低保護、恢復和歸檔數據的復雜性和操作成本。
（1）統一的保護和恢復管理，通過單個控制臺實現不同備份環境的集中式簡化管理；
（2）關鍵應用程序的高級恢復，主要功能包括Oracle、DB2、Sybase、SAP、Vmware、Microsoft SharePoint Portal Server 和 Exchange 的全面恢復功能以及 15 分鐘之內即可在任意平臺（從 Windows、Linux 到 UNIX）上完成系統恢復。
（3）數據歸檔、遷移和保留，通過 EntERPrise Vault 實現智能歸檔，并通過智能分類引擎管理數據，提供了集成的數據保護和歸檔解決方案，降低成本并簡化管理。
（4）服務水平管理和遵從，NetBackup的高級備份報告提高了備份和恢復過程的可視性和有效性。
4 結束語
理想的備份系統是全方位的、多層次的。建設規劃網絡數據備份系統，應在全面綜合的系統需求分析的基礎之上，選擇經濟、合適、有效的備份硬件和備份管理軟件的組合，保障系統的安全運行，保障各種系統故障的及時排除和數據庫系統的及時恢復。
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本文標題：談數據備份系統及其硬件、軟件技術與產品
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