《存储技术基础》课程论文

长沙理工大学《存储技术基础》课程论文备份技术应用现状调查张逸凡学院计算机与通信工程专业通信工程班级通信班学号2012学生姓名指导教师课程成绩完成日期2015年6月5日 备份技术应用现状调查学生姓名：指导老师：摘要随着信息技术的飞速发展，人们对计算机信息系统的依赖程度越来越强，如何安全有效地进行信息的备份，已成为人们非常关注的问题。备份技术又分为系统备份和数据备份，其中系统备份主要用于系统出现故障后的后备支援，本文主要介绍的是数据备份技术，首先介绍数据备份的发展历程，然后论述数据备份的发展现状以及备份所用到的技术。最后提出了数据备份技术的发展趋势。关键词信息技术；备份技术；数据备份引言近年来随着计算机存储信息量的增长数据存储数据备份和灾难恢复日益成为引人关注的重要研究课题尤其是数据备份占有重要地位它已经成为计算机存储领域里一个相对独立的分支让用户始料未及的是信息的及时可用性导致数据或文件不能被删除大型的电子商务和存储在关系数据库中的数据也驱使数据存储的增长对更大的数据库更大的文件系统更长的文件名以及更长的路径名的需要也在成比例地增长着为保护不断增长的数据防止数据丢失数据备份技术作为数据保护的重要方式也得到了长足的发展更加受到人们的重视。2数据备份的发展历程数据备份的发展过程可以概括为一句话：备份的发展贯穿了计算机的发展史，它是计算机发展史的缩影，并且经历了三个阶段：第一个阶段是计算机网络出现以前的单机备份。在此阶段是“单机处理，软盘交流”的个人行为想起来时才去备份，是典型的拍脑袋的举动，具有较大的不确定性，没有得到重视；其备份的形式通常就是对要备份的文件复制到硬盘的另一个位置或者软盘上，数据得不到安全有效的保护。第二个阶段是局域网环境的备份。由于网络的出现，数据共享在这个阶段显得日益重要，数据备份得到了应有的重视，成为了系统管理员或应用操作员日常工作的一部分；备份的数据是网络中整个企业的数据，介质以磁带为主，不再是以前磁盘对磁盘的备份，但依然是系统管理员的手工作业，通常是通过备份工具或是备份命令，脚本进行人机交互执行，效率不高，逐渐成为系统管理员工作领域中繁重的负担，还没有出现商业化备份软件，研究性备份系统开始诞生。最后一个阶段是基于的应用环境下的备份。这期间的典型表现是企业的整个业务流程依赖于Internet/Intranet网络环境；网络应用更加复杂化，计算模式由C/S、B/S到P2P复杂多变，数据种类增加，异种数据库，多种文件系统和操作平台呈现在异构的企业计算机网络中；数据量剧增，存储空间增大，数据存储位置变得分散；出现NAS和SAN存储机制，备份技术在结构上也得到了长久的发展，基本工作机制也逐步得到更新。3数据备份技术的发展现状分析3.1数据备份的概念数据备份虽然出现了相当长的时间，到目前为止，仍然没有完全统一的定义。不同的研究者给数据备份提出了不同的定义，在此简单列举有代表性的定义，分别从不同的角度对数据备份概念进行了描述，。有助于对数据备份的一些基本特征有一定的理解。在单机备份时期，数据备份就是指数据的复制，进行数据拷贝，另外多存放一份副本。随着计算机的发展，数据备份的内涵变得更得丰富起来。Lyons和Alan在1996年给出的定义为：数据备份就是仅仅对数据所作的副本存储，以便公司员工能够去灾难发生地点用曾经备份过的数据还原文件和应用软件能够如什么也没发生过一样继续企业活动；ORACLE公司给出的定义为：备份就是数据的一份复制，这份复制可以包括数据库的多个重要部分如控制文件和数据文件等，备份是一种安全措施，用来防止未预料到的数据丢失和应用性错误，如果丢失了原来的数据，那么可以通过备份来重新构建；在描述数据备份时，强调一个全面灾难恢复计划中的备份和恢复同等重要，把数据备份的概念分解为若干个环节比如决定备份什么，、何时进行备份及如何进行备份来论述。从这些描述可知，数据备份的本质依然保持其原始含义即数据的复制。结合当今技术，可将数据备份定义描述为：为保护系统正常运行，不受各种数据灾难的影响，对数据进行另外的复制，并存放在不同于原来的数据位置，以防发生数据丢失时确保成功恢复数据，这一切所涉及的软件、硬件及管理过程的集合。这个定义从多个角度来描述数据备份，体现了数据备份是个内涵丰富的概念。一般认为数据备份主要涉及三个技术领域：（1）备份硬件，包括系统、适配器、存储技术及网络；存储介质通常指磁性磁带；备份软件包括数据备份、数据恢复功能的软件。但在这三者之中，起主导作用的是备份软件，也可以完全这么说：数据备份技术是存储领域中面向应用的数据保护的增值性软件技术。3.2数据备份的意义从数据备份的概念，可知数据备份对保护数据具有相当关键、相当重要的作用。其根本目的，重新利用，也就是说，一个无法恢复的备份对任何系统来说都是毫无意义的。所以说，数据备份的意义首先在于对数据以某种方式加以额外的保留，以便在系统遭受破坏或其他特定情况下，能成功重新加以利用，防止防范意外事件对系统破坏。其次，数据备份是历史数据保存归档的最佳方式。换言之，即便系统正常工作，没有任何数据丢失或破坏发生，数据备份仍然具有非常大的意义，如为我们进行历史数据查询、统计和分析，以及重要信息的电子归档保存提供了可能性。再次，数据备份是保护数据的重要方式之一。在当今技术环境下，它与服务器可用群集技术、远程容灾技术三者相互融合优势互补，共同承担着系统的数据保护任务。在具有一定规模的系统中，备份技术、群集技术和容灾技术互相不可替代，并且稳定和谐地协同工作，共同保证着系统的正常运转。3.3备份与容灾、集群的关系数据备份在多数情况下是指数据从在线状态，剥离到离线状态的过程，我们可以从表1中看出这与服务器高可用集群技术以及远程容灾技术，具有本质上的区别。虽然从目的上讲，这些技术都是为了消除或减弱意外事件给系统带来的严重影响，但是由于它们侧重的数据保护方向不同，实现的手段和产生的效果也不尽相同。群集和容灾技术的目的，是为了保证系统的可用性。也就是说，当意外发生时，系统所提供的服务和功能不会因此而间断，对数据而言，集群和容灾技术是保护系统的在线状态。保证数据可以随时被访问。而相对来说，备份技术的目的，是将整个系统的数据或状态保存下来，这种方式不仅可以挽回硬件设备损坏带来的损失，也可以挽回逻辑错误和人为恶意破坏的损失。然而，数据备份技术并不保证系统的实时可用性，也就是说，一旦意外发生，备份技术只保证数据可以恢复，但是恢复过程需要一定的时间，在此期间，系统是不可用的。表1备份、集群与容灾技术的比较4备份的常用技术数据备份技术有多种实现形式，从不同的角度可以对备份进行不同的分类。4.1数据备份技术的模式角度分类（1）逻辑备份。每个文件都是由不同的逻辑块组成"每一个逻辑的文件块存储在物理磁盘块上。该方法不需要将欲备份文件运行在归挡模式下，不但备份简单，而且可以不需要外部存储设备，包括导出M导入"这种方法包括读取一系列的数据日志，并写入文件中，这些日志的读取与其所处位置无关。（2）物理备份。该方法实现数据的完整恢复，但数据必须运行在归挡模式下（业务数据在非归挡模式下运行），且需要极大的外部存储设备，例如磁带库，具体包括冷备份和热备份"冷备份和热备份是物理备份（也称低级备份），它涉及到组成数据库的文件，但不考虑逻辑内容。4.2从数据备份技术的策略角度分类（1）全备份。全备份就是指对某一个时间点上的所有数据或应用进行的一个完全拷贝，当发生数据灾难时，只要用一份备份资料，就可以恢复丢失的数据。不足之处为：在备份数据中有大量内容是重复的，这些重复的数据占用了大量的空间；另外，由于需要备份的数据量比较大，备份所需时间也就较长。（2）增量备份.增量备份是指在一次全备份或上一次增量备份后，以后每次的备份只需备份与前一次相比增加或者被修改的文件，该数据备份技术的优点是没有重复的备份数据，节省空间，缩短备份时间，缺点在于当数据发生灾难时，恢复数据比较麻烦，必须具有上一次全备份和所有增量备份文件，并且它们必须沿着从全备份到依次增量备份的时间顺序逐个反推恢复，其中任何一个数据环节出了问题，都会导致整个后续数据的瘫痪，同时这也极大地延长了恢复时间。（3）差分备份。数据管理人员在规定的时间进行一次系统完全备份，然后在接下来的时间里，再将当天所有与前一次不同的数据做备份。差分备份无需每天都做系统完全备份，备份所需时间短，节省空间，数据恢复也很方便。5数据备份的发展趋势为适应备份需求的变化，备份技术需要克服数据的分散给备份带来的困难、需要应付种类繁多的数据类型、需要大容量的存储介质并对存储介质进行更好的管理。同时，备份不能影响企业应用系统的可用性，应在业务少时备份。备份日志信息应能有效管理并在此基础上提供报表分析、警报发送等功能。备份操作应该简单易行，友好操作直观等。这些新的备份需求将引领着数据备份技术的新发展，由此产生以下几方面的发展趋势：（1）应全方位数据保护的要求，最新的备份技术将由主要致力于Files和Database6/7的备份，逐渐扩展到WEB、OA、Boot、Partition、OS、Email、Application等领域，将整个企业或组织网络内的信息集成一体化全方位备份。（2）备份软件会朝着更加智能化的方向发展，比如备份策略更加人性化、智能化。手工恢复会进一步减少，自动恢复会不断增多。会出现邮件，短信通知备份报告或警报，移动监控备份操作。（3）与数据保护的其他方式结合更紧密，尤其是结合网络。硬件的集群化，走与SAN和NAS融合的道路。与此同时，因成本管理原因与容灾，镜象技术有融合发展的应用需求，这会提升并行备份。大容量存储等备份时间及空间上的性能。（4）备份技术会出现一些标准和规范，1997年成立的网络存储官方工业协会SNIA，在推动存储领域技术大发展的同时，必定为第二个最广泛的网络存储应用即网络备份倡导制定出一些标准和规范，来解决备份技术领域许多不统一的问题6结束语正如以上所述，数据备份作为存储领域的一个重要组成部分，其在存储系统中的地位和作用都是不容忽视的。随着存储技术的进步和发展，在SAN和NAS这些新的存储系统结构中，传统的备份技术在结构上也得到了长足的发展。从LANFree备份到无服务器备份，这些备份领域里的新兴技术正在日渐成熟和完善。另外，一些系统基本工作机制也在逐步更新。虽然这些新技术在今天还存在着一定的问题和应用以及各方面的限制，但是相信在不久的将来，这些技术都将会广泛应用于各种系统之中。参考文献