第6章 数据备份与恢复技术

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6.2 数据备份

数据备份技术
1、硬件备份技术 （1）镜像技术 镜像技术是在两个或多个磁盘或存储系统上产生同一个数据的 镜像视图的一种过程，其中一个存储系统为主镜像系统，另外的存 储系统都被认为是从镜像系统。 按镜像存储系统所处的位臵可分为：本地镜像和远程镜像。本 地镜像的主从镜像存储系统是处于同一个RAID阵列内，RAID-1就 属于典型的本地镜像技术。远程镜像按请求镜像的主机是否需要远 程镜像站点的确认信息，又可分为同步远程镜像和异步远程镜像。
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6.2 数据备份

数据备份模式
（4）实时性 块级备份可以做到高效的实时备份，因为在每次主机往磁盘写 入数据的时，这种写入操作都是基于磁盘扇区的，很快能被识别。 文件级备份是很难做到实时备份的，因为它的每次修改都是基 于文件的，而文件的哪部分被修改，系统很难实时捕获到，实时效 率不高。 （5）支持度 块级备份是在文件系统之下对数据进行复制，所以它不受文件 系统限制，可以支持各种文件系统包括未格式化（RAW）分区。文 件级备份是以单个文件为单位对数据进行复制，所以它受文件系统 限制，不支持RAW分区。
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6.2 数据备份

数据备份模式
根据备份操作的层次，可分为文件级备份和块级备份。 文件级备份: 也称为逻辑备份，只能感知到文件这一层，将磁 盘上所有的数据以文件的形式读出，备份到另一个介质上。这些文 件，在原来的介质上，存放可以是不连续的，各个不连续的块之间 的链关系由文件系统来管理。 块级备份: 也称为物理备份，需要备份块设备上的每个块， 不管这个块上有没有数据，或者这个块上的数据属于哪个文件。
第六章
数据备份与恢复技术
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本章内容

数据备份与恢复的相关基础知识 数据备份与数据恢复的必要性和原则 数据存储方式和数据架构方式 数据备份策略和技术 硬盘的基础知识和硬盘数据恢复技术
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学习目标

了解数据备份与恢复基本概念 理解数据备份与数据恢复的必要性和原则。 掌握数据备份和数据恢复技术 了解硬盘的基础知识和硬盘数据恢复技术
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6.2 数据备份

数据存储方式
3、网络附加存储（NAS） NAS又称为网络直联存储，它是一种专业的网络文 件储存及文件备份设备，通常是直接连在网络上并提供 资料存取服务，一套NAS储存设备就如同一个提供数据 文件服务的系统，特点是性价比高。例如教育、政府、 企业等数据存储应用。
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6.2 数据备份
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6.2 数据备份

数据备份结构
4. SAN-Server-Free备份 另一种减少对系统资源消耗的方法是采用无服务器备份技术。 LAN-Free备份对需要占用备份主机的CPU资源，如果备份过程能够 在SAN内部完成，而大量数据流无需流过服务器，则可以极大降低 备份操作对生产系统的影响。 Server-Free 优点是数据备份和恢复时间短，网络传输压力较 小，便于同时管理和备份资源共享。其缺点在于需要特定的备份应 用软件进行管理，厂商的类型兼容性问题需要统一，所以实施起来 比较复杂，成本也较高。
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6.2 数据备份

数据备份结构
3、 LAN-Free备份 在SAN环境下，可采用存储网络的LAN-Free备份，需要备份的 服务器通过SAN连接到磁带机上，在LAN-Free备份客户端软件的触 发下，读取需要备份的数据，通过SAN备份到共享的磁带机。这种 独立网络不仅可以使LAN流量得以转移，而且它的运转所需的CPU 资源低于LAN方式。 LAN-Free的优点是数据备份统一管理、备份速度快、网络传输 压力小、磁带库资源共享；缺点是少量文件恢复操作繁琐，并且技 术实施复杂，投资较高。
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6.2 数据备份

数据备份策略
（1）完全备份（Full Backup） 完全备份是指对某一个时间点上的整个系统或用户 指定的所有文件数据进行一次全面的备份。这是最基本 也是简单的备份方式。当发生数据丢失的灾难时，可以 只使用一份备份文件快速地恢复所丢失的数据。 不足之处在于，首先，它需要备份所有的数据，则 工作量大，也需要大量的备份介质；若备份次数较多， 则造成大量重复的备份数据。其次，备份所需的时间也 就较长。
源自文库
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6.2 数据备份

数据备份技术
1、硬件备份技术 （2）RAID技术 RAID，是指廉价冗余磁盘阵列。磁盘阵列的提出是保证计算 机存储系统可靠性的一个重要发展。RAID把多块独立的物理硬盘 按不同的方式，如分条（Striping）、分块（Declustering）、交叉 存取（Interleaving）等，组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘）， 从而提供比单个硬盘更高的存储性能。 RAID技术有多种实现方式，通常采用的有RAID 0、RAID1、 RAID 3、RAID 5、RAID 10等。
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6.2 数据备份

数据备份模式
两种备份模式的特点比较如下： （1）备份速度 块级备份是面向物理存储设备的，不需要经过操作系统的文件 系统接口，所以相对文件级的备份来说速度有所加快。 （2）磁盘开销 因为块级备份会备份许多空扇区，所以块级备份所备份的数据 量相对文件级备份要多。另一方面，恢复的时候也会在原来的磁盘 上连续写入，所以很少造成碎片。 （3）操作效率 文件级备份在对非连续存储磁盘上的文件进行备份时需要额外 的查找操作。这些操作增加了磁盘的开销，降低了磁盘的吞吐率。
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6.2 数据备份

数据存储方式
1、直接附加存储（DAS） DAS也可称为服务器附加存储（Server-Attached Storage， SAS），是直接连接于主机服务器的一种储存方式，每一台主机服务 器有独立的储存设备，每台主机服务器的储存设备无法互通，需要 跨主机存取资料时，必须经过相对复杂的设定，若主机服务器分属 不同的操作系统，要存取彼此的资料，则更加复杂，有些系统甚至 不能存取。DAS通常用在单一、数据交换量不大且性能要求不高的 网络环境下。
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6.2 数据备份

数据备份结构
2、LAN-Based备份结构 采用LAN备份策略，在数据量不是很大时候，可采用集中备 份。一台中央备份服务器将会安装在LAN中，然后将应用服务器和 工作站配臵为备份服务器的客户端。中央备份服务器接受运行在客 户机上的备份代理程序的请求，将数据通过LAN传递到它所管理 的、与其连接的本地磁带机资源上。 基于LAN备份结构的优点是投资经济、磁带库共享、而且能够 集中备份管理。它也存在着比较多的缺点，那就是对网络传输压力 大，当备份数据量大或备份频率高时，局域网的性能下降很快，所 以它不适合大型的网络应用环境。

数据备份结构
1、DAS -Based备份结构 基于DAS的备份系统是最简单的一种数据保护方案，这种备份 大多是采用服务器自带的磁带机或备份硬盘，而备份操作也往往通 过手工操作的方式进行。因为DAS备份系统比较简单，所以比较适 应于小型企业用户进行简单的文件备份。 基于DAS的备份系统的优点是维护简单，数据传输速度快。它 的缺点也很明显，那就是可管理的存储设备少，不利于备份系统的 共享和大型的数据备份要求，而且实时性不高。
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6.1 数据备份与恢复概述

数据备份的原则
（1）稳定性 （2）全面性 （3）自动化 （4）高性能 （5）维持业务系统的有效性 （6）操作简单 （7）实时性 （8）容灾考虑
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6.1 数据备份与恢复概述

数据备份的要求
（1）数据备份实现自动化，以减少系统管理员的工作量。 （2）数据备份工作应制度化、科学化。 （3）介质管理的有效化，防止读写操作的失误。 （4）数据分门别类保存到存储介质中。 （5）自动介质的清晰轮转，提高介质的安全性和使用寿命。 （6）对各种平台的应用系统以及其他信息数据进行集中备份。 （7）维护人员可以容易地恢复被破坏的整个文件系统和数 （8）备份系统还应考虑网络带宽对备份性能的影响，备份系统 平台的选择及安全性、备份系统容量的适度冗余，备份系统良好 的扩展性等因素。
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6.2 数据备份

数据备份策略
（3）差分备份（Differential Backup） 差分备份是指在一次完全备份后到进行差异备份的这段时间 内，对那些增加或者修改的文件进行备，其主要目的是将完全恢复 时所涉及到的备份记录数据限制在2个，以简化恢复的复杂性。 差分备份在避免了另外两种策略缺陷的同时又具有了它们的优 点：首先，它无需频繁地做完全备份，工作量小于完全备份，因此 备份所需的时间短、节省磁盘空间；其次，虽然每次做差分备份工 作的任务比增量备份的工作量要大，但是它的灾难恢复相对简单。
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6.1 数据备份与恢复概述

数据备份概述
数据备份是指将全部或部分数据集合从应用主机的硬盘或阵列 复制到其它的存储介质的过程，目的是为了在设备发生故障或发生 其他威胁数据安全的灾害时保护数据，以便重新加以利用，将数据 遭受破坏的程度减到最小。 数据备份是由存储介质、操作系统、备份软件和其他备份工具 为保护数据建立起的一项安全措施。给数据备份，其实就是相当于 给数据买了一份保险。在信息时代，企业业务的发展离不开信息系 统，特别是银行、证券、保险等行业，其信息系统中的数据就是企 业的核心价值。
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6.2 数据备份

数据存储方式
2、存储区域网（SAN） SAN是一种用高速（光纤）网络联接专业主机服务器的一种储 存方式，此系统会位于主机群的后端，它使用高速I/O联结方式，如 SCSI，ESCON及Fiber-Channels，提供SAN内部任意节点之间的多 路可选择的数据交换。一般而言，SAN应用在对网络速度要求高、 对数据的可靠性和安全性要求高、对数据共享的性能要求高的应用 环境中，特点是代价高，性能好。
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6.2 数据备份
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6.2 数据备份

数据备份策略
（2）增量备份（Incremental Backup） 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。在特定的时间 段内只有少量数据发生改变，因此增量备份没有重复的备份数据， 既节省了磁盘空间又缩短了备份时间。 但进行恢复操作时，需要查询一系列的备份文件，从最后一次 完全备份开始，将记录在一次或多次的增量备份中的改变应用到文 件上，需要多份备份文件才可以完成，极大地延长了恢复时间。在 这种备份方式下，各盘磁带间的关系就象链子一样，一环套一环， 其中任何一盘磁带出了问题都会导致整条链子脱节。
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6.1 数据备份与恢复概述

数据恢复概述
数据恢复，是指当存储介质出现损伤或由于人员误操作、操作
系统本身故障所造成的数据看不见、无法读取、丢失时，将损坏的 数据还原成正常数据，恢复它本来的“面目”的过程；数据恢复不 仅 对已丢失的文件进行恢复，还可以恢复物理损伤的磁盘数据，也可 以恢复不同操作系统的数据。 数据备份是保护数据安全的一种预防措施，而数据恢复就是出 现问题之后的一种补救措施。数据备份是为数据恢复服务的，其终 极目标就是数据恢复。
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6.1 数据备份与恢复概述

数据恢复概述
在开始恢复数据之前，应该首先完成以下几个步骤： （1）备份当前尚能工作的驱动器上的所有数据。 （2）将损坏的硬盘拿到一个正常工作的相同的操作系统下， 如果条件不允许，取下该硬盘，并安装一个新的主硬盘，在重新挂 上损坏硬盘之前对硬盘分区并格式化，立即更改COMS设臵。 （3）调查使用者。查出在丢失数据之前发生的事情，查出是 否有其他的应用程序对磁盘进行过操作。 （4）如可能，备份所有扇区是一个非常不错的方法。 （5）手头要有一个好的扇区编辑工具。 （6）尽可能多地得到最后使用者的关键文件信息。
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6.1 数据备份与恢复概述

数据安全的主要威胁
（1）计算机硬件设备故障。如硬盘损坏会使得存储其中的数据 丢失。 （2）软件故障。由于软件设计上的失误或用户使用的不当，软 件系统可能会误操作数据引起数据破坏。 （3）人为误操作。 （4）数据窃取。由于黑客的入侵或者来自内部网的蓄意破坏。 （5）病毒入侵。破坏性病毒会破坏系统软件、硬件和数据。 （6）自然灾害。如火灾、洪水、地震或雷击等自然灾害会对计 算机系统及其数据造成极大的破坏。