第三章-数据备份技术

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存储优化设计（3）
存储区域网络SAN（Storage Area Network）
–技术：以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有较高 的传输速率的光通道连接方式，提供内部任意节点之间的多路可选择的 数据交换，并将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网。 –集中体现了功能拆分的思想
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网络数据安全
主要的几个方面
–构造交易服务器的双机容错系统 –多平台系统文件备份
–各类数据库的备份
–网络故障和灾难恢复 –备份任务管理
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对各种备份介质进行比较
光盘 较低 容易 容易 长 较小 磁带 最低 容易 容易 较短 较大 磁盘 较高 较难 较难 短 大
价格 保存 携带 访问时间 容量
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数据备份与灾难恢复
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提纲
数据存储技术
数据备份技术概述
数据库数据备份
网络数据备份 数据备份策略
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存储优化设计（4）
优点：
–1.可实现大容量存储设备数据共享 –2.可实现高速计算机与高速存储设备的高速互联
–3.可实现灵活的存储设备配置要求
–4.可实现数据快速备份 –5.提高了数据的可靠性和安全性
缺点
–价格昂贵，配置复杂，技术难度大，对管理员要求高
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网络数据保护措施
安装防火墙
安装防病毒软件，采取存取控制措施 选用高可用性的软件产品 增强计算机网络的安全性 最后一道防线 ——数据的备份与数据恢复
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网络对数据库建设的影响
网络数据库
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数据备份的类型（6）
数据备份与服务器容错
–数据备份系统是将服务器和工作站上的数据可调度性的备份到永 久存储设备。
–服务器容错系统是使部分服务器硬件在损坏的情况下仍然能够实 现整个系统的不停机。
–两者有着密切联系，也有本质区别。
–数据备份提供数据的保护，服务器容错提供硬件保护。 –容错系统＋数据备份系统＝安全的系统
–原理：服务器结构和PC机构架，外部数据存储设备采用直接连在内部总 线上的方式，数据存储是整个服务器结构的一部分。 –不足： • 容量低 • 数据和操作系统未分离
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存储优化设计 （2）
网络连接存储NAS（Network Attached Storage）
–制定需要备份的内容、备份时间以及备份方式。
选取备份方式的考虑因素
–备份窗口：完成一次给定备份所需要的时间 –恢复窗口：恢复整个系统所需要的时间
–实际应用根据备份窗口和恢复窗口，以及数据量决定备份方 式
–一般采用完全备份结合差分备份的方式较为适宜
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数据备份的类型（2）
类型 备份时间 占用空间 恢复时 间 最短 较长 较短
完全备份 增量备份 差分备份
最长 较短 较长
最大 较少 较多
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数据备份的类型（3）
按备份的状态分类
–物理备份
• 将实际物理数据库文件从一处复制到另一处 • 包括冷备份和热备份
–最简单易实现的保护技术，最后的屏障。 –要求
• 提供数据中心的概念
• 面向灾难恢复 • 有利用应用数据的安全检查
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数据存储技术发展变化趋势
存储容量快速增长
存取速度快速增加 存储价格降低 存储介质和类型多元化 存储管理手段多元化和便捷 数据存储更加安全可靠
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备份策略（4）
容量方面需要考虑到未来2～3年的需要
确定所需要的驱动器、磁带机数量、连接的方式
是否需要备份软件 选择厂商
–机械手速度、安全性、稳定性等指标 –支持磁带机的种类 –MTBF值、可知持最多存储次数、服务等指标
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存储保护设计（1）
磁盘阵列
–即RAID，廉价冗余磁盘阵列的简称 –分级：RAID level 0～5
–改善可靠性和可用性
• 可靠性：硬盘在给定条件下发生故障的概率 • 可用性：硬盘在某种用途中可用的时间。 –实现 • 服务器＋RAID卡＋多个硬盘 • 采用专用磁盘阵列柜
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提纲
数据存储技术
数据备份技术概述
数据库数据备份
网络数据备份 数据备份策略
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数据备份的作用与意义（1）
数据故障
–系统故障 –事务故障 –介质故障
采用的措施
–防火墙 –防病毒软件 –高可靠性软件
–提高网络安全性
如何建立完善的网络数据备份系统
–计算机网络数据备份的自动化 –数据备份工作制度化，科学化 –介质管理的有效化 –数据形成分门别类的介质存储 –自动介质的清洗轮转
–以备份服务器形成备份中心
–维护人员可以容易地恢复损坏的系统和数据 –考虑到网络带宽、平台选择、安全性、冗余和扩展性
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备份设备容量大概为
C=[(q1+q2*d)*4*m*(1+i)]*(1+u)
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备份策略（3）
用户根据推算的备份容量，再考虑一定的冗余，以及是否需要 增加磁带库的驱动器。
大规模的数据备份，建议采用SAN数据存储方案
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–原理：将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上。 –优点：便于共享数据，不受操作系统的影响，速度快，可靠性高 –缺点：NAS通过LAN实现数据的共享，性能受限于TCP/IP网络，会形成与 业务系统对网络资源的争夺，连接距离有限 –体系结构： NAS=处理器＋文件服务管理模块＋多个硬盘驱动器
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存储保护设计（2）
双机容错和集群
–容错的概念 –容错系统实现方案—双机容错技术
• 采用磁盘阵列技术 • 双服务器 • SCSI电榄与阵列相连 • 双服务器互为备份
–目的
• 保护数据安全及应用高可用性 • 应用容错
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备份策略（4）
个人数据备份
–操作系统、应用软件或重要文档
操作系统
–安装完操作系统与应用软件后，将操作系统所在的分区映射为一个镜像 文件，保存在另一块硬盘或另一个逻辑分区上。
–文件最好每天进行备份，每月做全备份，每天作增量备份。
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提纲
数据存储技术
数据备份技术概述
数据库数据备份
网络数据备份 数据备份策略
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主要内容
网络数据备份的意义和目标
网络数据备份的需求分析 网络数据备份的实现 远程数据备份 网络数据备份常用技术介绍 网络数据备份系统的实效测试
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硬件设备
用于大容量数据存储的硬件设备
–磁盘阵列、磁带设备、光盘库等
磁盘阵列
–用于网络系统中的海量数据的即时存取
磁带设备
–用于网络系统中的海量数据的定期备份
光盘库
–用于网络系统中的海量数据的访问
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备份策略（1）
备份策略
存储、备份技术
变化
–存储容量急剧膨胀； –存储时间和方式延展； –数据存储结构不同。
概念
–存储：根据不同的应用环境，通过合理安全的方式将数据保 存在某种存储介质上，并能确保其有效时间。 –备份：预防介质，操作系统、软件和其他重要数据文件被损 坏的重要保护措施。
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备份策略（2）
备份设备容量的计算
–网络中的总数据量，q1。 –数据备份时间表,假设每天增量备份，周末全备份，d=6 –每日数据改变量，即q2 –期望无人干预的时间，假定为3个月，m=3 –数据增长量的估计,假定以每年20％递增，i=20% –考虑坏带，为不可预见因素，一般为30％，假定u=30%
第三章：信息系统数据备份技术
提纲
数据存储技术
数据备份技术概述
数据库数据备份
网络数据备份 数据备份策略
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历史
20世纪70年代的终端－主机；
20世纪80年代后期PC； 20世纪90年代客户机/服务器； 安全性引发了存储管理的复杂化。
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数据存储的作用与意义
网络数据安全
–机密性、完整性、可用性、鉴别、授权的安全
我国数据存储备份的现状 数据被破坏的原因
–信息系统威胁、网络和系统自身的安全隐患
数据存储的意义
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存储优化设计 （1）
直接连接存储DAS（Direct Attached Storage）
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数据备份的类型（5）
从备份的地点分类
–本地备份
• 在本地硬盘的指定区域备份文件 • 用于系统或人为误操作造成的数据损坏和丢失
–异地备份
• 备份的数据放在异地 • 用于地域性灾难造成的数据问题
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存储优化设计（5）
NAS和SAN的比较
–SAN是一种网络，NAS产品则是一个专有文件服务器或一个智能文件访问 设备 –SAN通过光纤和服务器链接，和服务器的传输模块交换数据，当收到请求 时，服务器就连接SAN，然后读取相应的数据块，而不是直接向客户端传 输文件 –NAS则可以看作单独的一台网络存储服务器，突出的是高容量、高效能、 高可靠, 无论是客户段还是服务器，都可以从网络访问，直接获取数据
–逻辑备份
• 将某个数据库的记录读出并写入到一个文件中 • 经常使用的备份方式
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数据备份的类型（4）
从备份的层次上分类
–硬件冗余 • 双机容错、磁盘双工、RAID和磁盘镜像
• 优点：提高容错能力、可靠性
• 不足：不能解决数据灾难和错误写入 –软件备份 • 与硬件容错相结合解决软件故障或人为误操作造成的数据丢失 –硬件冗余＋软件备份＝理想的备份系统
存储保护设计（3）
实现方法
–主/从、主/主
系统构成
–双服务器＋磁盘阵列柜＋双机容错软件
工作原理 集群技术
–使用特定的连接方式，将许多计算机设备结合起来，提供与 超级计算机性能相当的并行处理技术。 –集群管理者
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存储保护设计（4）
存储备份
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数据备份的类型（1）
按备份的数据量分类
–完全备份 • 备份系统中所有的数据
–增量备份
• 只备份上次备份之后有变化的数据 –差分备份 • 只备份上次完全备份以后有变化的数据 –按需备份 • 根据临时需要有选择地进行数据备份
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–传统数据库 –C/S技术
网络数据库应用
–Web化数据检索服务 –远程信息检索服务
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网络数据安全
网络和数据库的发展，使得网络数据恢复更加困难
完整网络数据安全
–硬件级物理容错
–软件级数据备份
–能够自动跨越整个系统网络平台
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数据备份系统基本构成（1）
理想的网络数据备份
–软件数据备份 –硬件级物理容错系统
–自动跨越整个网络系统平台
基本要素
–保护性 –可管理性 –可扩展性
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数据备份系统基本构成（2）