计算机网络安全技术（微课版）课件 第8章 数据存储备份技术

第8章数据存储备份技术CONTENTSCONTENTS01数据备份概述02数据存储技术03远程数据备份04个人数据备份第8章数据存储备份技术8.1数据备份概述8.1.1数据完成性概念8.1.2数据备份的RAID类型8.1.3数据备份的分类第8章数据存储备份技术数据完整性的保护，通常使用数字签名或散列函数对密文进行运算后，得到一个“数字指纹”，并对数字指纹进行加密运算，在数据到达目的后，对数据再次“取指纹”运算，核对解密后的指纹，如果指纹一致，表明数据没有任何变动，如果不一致，则表明数据在传输过程中发生了变化。1．数据完整性的定义2．保护数据完整性的方法8.1.1数据完成性概念第8章数据存储备份技术8.1.2数据备份的RAID类型在信息技术与数据管理领域，备份指将文件系统或数据库文件系统中的数据加以复制，一旦发生灾难或错误操作时，得以方便而及时地恢复系统的有效数据和正常运行。独立磁盘冗余阵列（RedundantArraysofIndependentDisks，RAID）通常简称为磁盘阵列。简单地说，RAID是由多个独立的高性能磁盘驱动器组成的磁盘子系统，提供了比单个磁盘更高的存储性能和数据冗余技术。1．RAID中的关键概念和技术2．常见的RAID类型第8章数据存储备份技术8.1.3数据备份的分类数据备份不仅是数据的保护，其最终目的是为了在系统遇到人为或自然灾难时，能够通过备份内容对系统进行有效的灾难恢复。备份不是单纯的复制，管理也是备份的重要组成部分。管理包括备份的可计划性、磁盘的自动化操作、历史记录的保存以及日志记录等。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。1．按备份时系统的工作状态分类2．按备份策略分类第8章数据存储备份技术8.2数据存储技术8.2.1DAS技术8.2.2NAS技术8.2.3SAN技术第8章数据存储备份技术8.2.1DAS技术DAS技术是最早被采用的存储技术，如同PC机的结构，是把外部的数据存储设备都直接挂在服务器内部的总线上，数据存储设备是服务器结构一部分，它依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统，如图8.7所示。但由于这种存储技术是把设备直接挂在服务器上，随着需求的不断增大，越来越多的设备添加到网络环境中，导致服务器和存储独立数量较多，资源利用率低下，使得数据共享受到严重的限制，因此适用在一些小型网络应用中。第8章数据存储备份技术8.2.2NAS技术NAS按字面简单说就是连接在网络上，具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”。NAS改进了DAS技术，通过标准的网络拓扑结构，用户只需直接与企业网络连接即可使用NAS存储提供的服务，不依赖其他服务器，如图8.8所示。NAS是在一个小型磁盘阵列柜的基础上，结合内置的CPU、内存、主板，自带嵌入式操作系统，工业级的部件配合精简化的操作系统，使其具备独立工作的能力。NAS通常提供易用的操作界面，使得非计算机专业的操作人员也可轻松掌握。NAS是一种专用数据存储服务器，它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于服务器存储。第8章数据存储备份技术8.2.3SAN技术传统SAN的主要支撑技术是光纤通道（FibreChannel，FC）技术。与NAS完全不同，它不是把所有的存储设备集中安装在一个服务器中，而是将这些设备单独通过光纤交换机连接起来，形成一个光纤通道存储在网络中，然后再与企业的局域网进行连接，这种技术的最大特性就是将网络、设备的通信协议与存储传输介质隔离开，因此存储数据的传输不会受网络状态的影响。基于光纤交换机的SAN存储，通常会综合运用链路冗余与设备冗余的方式，如图8.9所示，同一服务器访问磁盘阵列有多条冗余路径，不论其中的部分线路或者部分光纤交换机出现故障，都不会导致服务器存储失败。这种方式部署成本较高，但对银行、数据中心等存储了大量关键数据，且不允许业务中断的行业来说非常重要。第8章数据存储备份技术8.3远程数据备份8.3.1同步数据复制8.3.2异步数据复制第8章数据存储备份技术8.3.1同步数据复制同步数据复制（SynchronousDataReplication，SDR）又称实时数据复制，是指对业务数据进行实时复制，数据源和备份中心之间的数据互为镜像，保持完全一致。这种方式实时性强，灾难发生时远端数据与本地数据完全相同，可以达到数据的零丢失，保证高度的完整性和一致性。同步数据复制方式中，复制数据在任何时间和任何节点均保护一致。如果复制环境中任何一个节点数据发生了更新操作，这种变化会立刻反映到其他所有节点。为了保证系统性能和实用性，数据被复制在多个节点，同步复制在所有节点通过更新事务保证所有备份一致。同步复制在没有并发事务发生时连续执行，但减少了更新执行，增加了事务响应时间，因为事务附加了额外的更新操作和消息发送。第8章数据存储备份技术8.3.2异步数据复制异步数据复制（AsynchronousDataReplication，ADR）是将本地的数据通过后台同步的方式复制到异地。这种方式可能有分钟级或短时间的数据丢失，很难达到零数据丢失。异步复制的原理是对本地主卷写完成后，不必等侍远程二级卷的写完，主机立即可处理下一个操作（Input/Output，I/O）。因此，对本地主机性能影响很小。与同步数据复制方式相比，异步数据复制方式对带宽和距离的要求低很多，它只要求在某个时间段内能将数据全部复制到异地即可，同时异步数据复制方式也不会明显影响应用系统的性能。从传输距离上说，异步数据复制可以使用信道扩展器或其他技术，使传输距离延长，能够达到几千公里。其缺点是在本地生产数据发生灾难时，异地系统上的数据可能会短暂损失（如果广域网速率较低，交易未完整发送的话）。异步数据复制与同步数据复制方式的结合，既可以实现数据的零丢失，又达到异地容灾的目的。第8章数据存储备份技术8.4个人数据备份8.4.1Windows自带的备份功能8.4.2Ghost工具备份功能第8章数据存储备份技术8.4.1Windows自带的备份功能在Windows系列操作系统中，Windows2000及其之后的操作系统，如WindowsXP、Windows7、Windows10等，都内置了数据备份功能。当没有专业数据备份软件可用时，使用Windows自带的备份工具也能在一定程度上起到数据保护的作用。下面以Windows10操作系统自带的备份工具进行操作讲解。第8章数据存储备份技术8.4.2Ghost工具备份功能通用硬件导向系统转移（GeneralHardwareOrientedSystemTransfer，GHOST）是一款强大、易用、专业的备份工具，它可针对整个磁盘进行备份