数据备份与容灾

第一页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.1数据备份的概念数据备份就是将数据以某种方式加以保留，以便在系统遭受破坏或其他特定情况下，重新加以利用的一个过程。

数据备份是存储领域的一个重要组成部分。

通过数据备份，一个存储系统乃至整个网络系统，完全可以回到过去的某个时间状态，或者重新“克隆”一个指定时间状态的系统，只要在这个时间点上，我们有一个完整的系统数据备份。第二页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.1数据备份的概念(续)SAN:StorageAreaNetwork（SAN存储区域网）是指独立于服务器网络系统之外的高速光纤存储网络,这种网络采用高速光纤通道作为传输体,以SCSI-3协议作为存储访问协议.将存储系统网络化，实现真正的高速共享存储。NAS:NetworkAttachedStorage网络附加存储设备(NAS)是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，或称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列。一个NAS里面包括核心处理器，文件服务管理工具，一个或者多个的硬盘驱动器用于数据的存储。NAS可以应用在任何的网络环境当中。主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件，包括SMB格式（Windows）NFS格式(Unix,Linux)和CIFS格式等等。NAS系统可以根据服务器或者客户端计算机发出的指令完成对内在文件的管理。另外的特性包括：独立于操作平台，不同类的文件共享，交叉协议用户安全性/许可性，浏览器界面的操作/管理，和不会中断网络的增加和移除服务器。主流存储技术第三页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.2常用的备份方式

1．全备份全备份（FullBackup）是指用一盘磁带对整个系统进行包括系统和数据的完全备份。

2．增量备份

增量备份（IncrementalBackup）是指每次备份的数据只是相当于上一次备份后增加的和修改过的数据。

3．差分备份

差分备份（DifferentialBackup）就是每次备份的数据是相对于上一次全备份之后新增加的和修改过的数据。

第四页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.3主流备份技术

1．LAN-free备份

数据不经过局域网直接进行备份，即用户只需将磁带机或磁带库等备份设备连接到SAN中，各服务器就可以把需要备份的数据直接发送到共享的备份设备上，不必再经过局域网链路。由于服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过SAN网络进行的，局域网只承担各服务器之间的通信(而不是数据传输)任务。

特点：为每台服务器配备光纤通道适配器和特定的管理软件。

缺点：服务器参与了将备份数据从一个存储设备转移到另一个存储设备的过程，在一定程度上占用了宝贵的CPU处理时间和服务器内存；恢复能力不好。第五页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.3主流备份技术(续)

2．无服务器备份

无服务器备份（Serverless）是LAN-free的一种延伸，可使数据能够在SAN结构中的两个存储设备之间直接传输，通常是在磁盘阵列和磁带库之间。

备份数据通过数据移动器从磁盘阵列传输到磁带库上；使用NDMP网络数据管理协。特点：服务器不是主要的备份数据通道，源设备、目的设备以及SAN设备是数据通道的主要部件。大大缩短备份及恢复所用的时间。

缺点：仍需要备份应用软件（以及其主机服务器）来控制备份过程。存在兼容性问题。恢复功能有待更大改进。第六页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.3主流备份技术(续)

3．存储与备份技术发展

随着将来IP存储技术在存储网络中占有的强劲优势，LAN-free和无服务器备份技术应用的解决方案将会变得更为普遍。

LAN-free和无服务器备份并非适合所有应用。

WAFS（WideAreaFileService，广域网文件服务）主要面向拥有众多分支机构的大型存储用户提供服务，有人也把它称为NAS（网络附件存储）远程互联解决方案。这一技术的不断成熟，将为数据的远程备份开辟美好的未来。

连续数据保护（CDP）产品采用一种连续捕获和保存数据变化，并将变化后的数据独立于初始数据进行保存的方法，而且该方法可以实现过去任意一个时间点的数据恢复。总体成本和复杂性都要低，目前已经出现相关产品。第七页，共二十三页，2022年，8月28日4.1数据备份技术

4.1.4

正确认识备份1．将硬件备份等同于数据备份

备份的一大误区是将磁盘阵列、双机热备份或磁盘镜像当成备份。因为从导致数据失效的因素可以看出，大部分造成整个硬件系统瘫痪的原因，硬件备份是无能为力的。2．将拷贝等同于备份

备份不能仅仅通过拷贝完成，因为拷贝不能留下系统的注册表等信息；也不能留下历史记录保存下来，以做追踪；当数据量很大时，手工的拷贝工作又是非常麻烦的。备份=拷贝+管理

第八页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述

容灾计划包括一系列应急计划，具体有：业务持续计划(BCP-BusinessContinuityPlan)业务恢复计划(ERP-BusinessRecoveryPlan)运行连续性计划(COOP-ContinuityofOperationsPlan)事件响应计划(IRP-IncidentResponsePlan)场所紧急计划(OEP-OccupantEmergencyPlan)危机通信计划(CCP-CrisisCommunicationPlan)灾难恢复计划(DRP-DisasterRecoveryPlan)

第九页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)1、业务持续计划(BCP-BusinessContinuityPlan)业务持续计划(BCP)是一套用来降低组织的重要营运功能遭受未料的中断风险的作业程序，它可能是人工的或系统自动的。业务持续计划的目的是使一个组织及其信息系统在灾难事件发生时仍可以继续运作。第十页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)2、业务恢复计划(ERP-BusinessRecoveryPlan)业务恢复计划(BRP)也叫业务继续计划，涉及紧急事件后对业务处理的恢复，但与BCP不同，它在整个紧急事件或中断过程中缺乏确保关键处理的连续性的规程。BRP的制定应该与灾难恢复计划及BCP进行协调。BRP应该附加在BCP之后。第十一页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)3、运行连续性计划(COOP-ContinuityofOperationsPlan)操作连续性计划(COOP)关注位于机构（通常是总部单位）备用站点的关键功能以及这些功能在恢复到正常操作状态之前最多30天的运行。第十二页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)4、事件响应计划(IRP-IncidentResponsePlan)事件响应计划(IRP)建立了处理针对机构的IT系统攻击的规程。这些规程用来协助安全人员对有害的计算机事件进行识别、消减并进行恢复。第十三页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)5、场所紧急计划(OEP-OccupantEmergencyPlan)

场所紧急计划(OEP)在可能对人员的安全健康、环境或财产构成威胁的事件发生时，为设施中的人员提供反应规程。OEP在设施级别进行制定，与特定的地理位置和建筑结构有关。第十四页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)6、危机通信计划(CCP-CrisisCommunicationPlan)

机构应该在灾难之前做好其内部和外部通信规程的准备工作。危机通信计划(CCP)通常由负责公共联络的机构制定。危机通信计划规程应该和所有其他计划协调，以确保只有受到批准的内容公之于众，它应该作为附录包含在BCP中。第十五页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.1数据容灾概述(续)7、灾难恢复计划(DRP-DisasterRecoveryPlan)

灾难恢复计划(DRP)应用于重大的、通常是灾难性的、造成长时间无法对正常设施进行访问的事件。通常，DRP指用于紧急事件后在备用站点恢复目标系统、应用或计算机设施运行的IT计划。第十六页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.2数据容灾与数据备份的联系

1．数据备份是数据容灾的基础

数据备份是数据高可用的最后一道防线，其目的是为了系统数据崩溃时能够快速地恢复数据。2．容灾不是简单备份

真正的数据容灾就是要避免传统冷备份所具有先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统。容灾按其容灾能力的高低可分为多个层次。3．容灾不仅是技术容灾是一个工程，不仅包括容灾技术，还应有一整套容灾流程、规范及其具体措施。第十七页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

表4-1数据备份技术与容灾技术的功能联系

项目

数据备份技术容灾技术防范意外事件

物理硬件故障是是病毒发作是部分人为误操作是部分人为恶意破坏是否自然灾害否是保护对象

数据和文件是是应用和设置部分是操作系统部分是网络系统否是供电系统否是系统恢复

系统连续性不保证保证数据损失有少量损失完全不损失可恢复到时间点多个当前其他方面

数据管理方式搬移到离线在线同步适用系统规模任何系统规模大型系统第十八页，共二十三页，2022年，8月28日4.2数据容灾技术

4.2.3数据容灾等级将容灾等级划分为以下四个等级：第0级：本地备份、本地保存的冷备份。这一级容灾备份，实际上就是上面所指的数据备份。它的容灾恢复能力最弱，它只在本地进行数据备份，并且被备份的数据磁带只在本地保存，没有送往异地。

第1级：本地备份、异地保存的冷备份。在本地将关键数据备份，然后送到异地保存，如交由银行保管。灾难发生后，按预定数据恢复程序恢复系统和数据。

第2级：热备份站点备份。在异地建立一个热备份点，通过网络进行数据备份。也就是通过网络以同步或异步方式，把主站点的数据备份到备份站点。备份站点一般只备份数据，不承担业务。当出现灾难时，备份站点接替主站点的业务，从而维护业务运行的连续性。

第3级：活动互援备份。主、从系统不再是固定的，而是互为对方的备份系统。这两个数据中心系统分别在相隔较远的地方建立，它们都处于工作状态，并进行相互数据备份。当某个数据中心发生灾难时，另一个数据中心接替其工作任务。

第十九页，共二十三页，2022年，8月28日4.2.4容灾技术4.2数据容灾技术

在建立容灾备份系统时会涉及多种技术，如SAN或NAS技术、远程镜像技术、虚拟存储、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。

1．远程镜像技术

2．快照技术

3．互连技术

4．虚拟存储

CDP（连续数据保护）新技术：WAFS（WideAreaFileService，广域网文件服务）第二十页，共二十三页，2022年，8月28日4.3典型应用方案

典型的基于磁盘系统的PPRC数据级灾难备份解决方案应用环境拓扑图

第二十一页，共二十三页，2022年，8月28日本章小结

本章主要介绍了数据备份与容灾常用的技术手段。