数据完整性概述及提高数据完整性的办法

1.数据完整性概述

存储是计算机中的数据可以说每天都在增加，与此同时，需要访问这些数据的人数也在增长，这样，无疑对数据的完整性的潜在需求也随之而增长。

数据完整性这一术语用来泛指与损坏和丢失相对的数据的状态，它通常表明数据的可靠与准确性是可以信赖的，同时，在不好的情况下，意味着数据有可能是无效的，或不完整的。

数据完整性方面的要点：存储器中的数据必须和它被输入时或最后一次被修改时的一模一样；用来建立信息的计算机、外围设备或配件都必须正确地工作；数据不能被其他人非法利用。

本章将从数据完整性和完整性的一般解决方法二个方面来论述数据完整性。

1.1. 数据完整性

对数据完整性来说，危险常常来自一些简单的计算不周、混淆、人为的错误判断或设备出错等导致的数据丢失、损坏或不当的改变。而数据完整性的目的就是保证计算机系统，或计算机网络系统上的信息处于一种完整和未受损坏的状态。这意味着数据不会由于有意或无意的事件而被改变或丢失。数据完整性的丧失意味着发生了导致数据被丢失或被改变的事情。为此，首先将检查导致数据完整性被破坏的常见的原因，以便采用适当的方法以予解决，从而提高数据完整性的程度。

在分布式计算环境中，或在计算机网络环境中，如果通过PC、工作站、服务器、中型机和主机系统来改善数据完整性已变得一天比一天困难。原因何在？许多机构为了给它们的用户提供尽可能好的服务都采用不同的平台来组成系统，这仿佛拥有不同的硬件平台一样，使这些机构一般都拥有使用不同文件系统和系统服务的机器。E-mail交换系统成了对协同工作的网络系统的需求；协议的不同需要网关或协议的转换；系统开发语言和编译器的不同也产生了应用上兼容性的问题，凡此种种，造成了系统之间通信上可能产生的问题。其结果使之处于一种

充满了潜在的不稳定性和难于预测的情况之当。

一般地来说，影响数据完整性的因素主要的有如下5种：

●硬件故障

●网络故障

●逻辑问题

●意外的灾难性事件

●人为的因素

1、硬件故障

任何一种高性能的机器都不可能长久地运行下不发生任何故障，这也包括了计算机，常见的影响数据完整性的硬件故障有：

●磁盘故障

●I/O控制器故障

●电源故障

●存储器故障

●介质、设备和其它备份的故障

●芯片和主板故障

2、网络故障

在LAN上，数据在机器之间通过传输介质高速传递，用来连接机器设备的线缆总是处在干扰和物理损伤在内的多种威胁之中，使计算机之间难于通信或根本无法通信的事件，最终导致数据的损毁或丢失。网络上的故障通常发生如下三个方面：

●网络接口卡和驱动程序实际上是不可分割的。在大多数的情况下，网络

接口卡、驱动程序的故障并不损害数据，仅仅使使用者无法访问数据。

但是，当网络服务器上的网络接口卡发生故障时，服务器一般会停止运

行，这就很难保证被打开的那些文件是否被损坏。

●网络中被传输的数据对网络所造成的压力往往是很大的。网络设备，例

如路由器和网桥中的缓冲区不够大就会发生操作阻塞的现象，从而导致

数据包的丢失。相反，如果路由器和网桥的缓冲容量太大，由于调度如

此大量的信息流所造成的延时极有可能导致会话超时。此外，网络布线

设计上不正确性也可能网络故障，影响到数据的完整性。

●辐射本身就具有电子移动的能力，所以，辐射会给数据造成损坏是会自

然的。控制辐射的办法，采用屏蔽双绞线或光纤系统进行网络的布线。

3、逻辑问题

软件也是威胁数据完整性的一个重要因素。由于软件问题而影响数据完整性的有下列几种途径：

●软件错误

●文件损坏

●数据交换错误

●容量错误

●不恰当的需求

●操作系统错误

这里：

软件错误包括形式多样的缺陷，通常与应用程序的逻辑有关。

文件损坏是由于一些物理的或网络的问题导致文件被破坏。文件也可能由于系统控制或应用逻辑中一些缺陷而造成损坏。颇为叫人烦恼的是如果被损坏的文件自己又被其它的过程调用而生成新的数据，这些新生成的数据是错的，这是一类很难应付的问题。

当文件转换过程中生产的新的文件，如果不具有正确的格式时便产生数据交换错误。

当软件在运行时，系统容量，如内存等的不够也是导致出错的原因。

所有的操作系统都有自己的错误，这是众所周知的，无需大惊小怪。此外，系统的应用程序接口（API）被第三方开发商用来为最终用户提供服务，这第三方根据公开发布的API功能来编写其软件产品，如果这些API不像所说的那样工作就会发生数据被破坏的事件。

在软件开发过程中，需求分析，需求报告没有正确地反映用户要求做的工作，系统只能停在那里，生成一堆无用的数据。这种情况在数字位数已被固定而输入的数字位数已被固定而输入的数字位数超出了这个限制时是很典型的。如果出错检查程序未能发现这一情况，程序就会产生错误的数据。

4、灾难性事件

常见的灾难性事件有：

●水灾

●火灾

●风暴——龙卷风、台风、暴风雪等

●工业事故

●蓄意破坏/恐怖活动

5、人为因素

由于人类的活动数据完整性所造成的影响是多方面的。人类给数据完整性带来的常见的威胁包括：

●意外事故

●缺乏经验

●压力/恐慌

●通信不畅

●蓄意的包袱破坏和窃取

1.2. 提高数据完整性的办法

提高数据完整性的可行的解决办法有二个方面的内容：首先，采用预防性的技术防范危及数据完整性事件的发生，其次，一旦数据的完整性受到损坏时采取有效的恢复手段，恢复被损坏的数据。下面所列出的是一些恢复数据完整性和防止数据完整性丧失的技术：

●备份

●镜像技术

●归档

●转储

●分级存储管理

●奇偶检验

●灾难恢复计划