数据备份概论

 

    数据备份是容灾的基础，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，而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。传统的数据备份主要是采用内置或外置的磁带机进行冷备份。但是这种方式只能防止操作失误等人为故障，而且其恢复时间也很长。随着技术的不断发展，数据的海量增加，不少的企业开始采用网络备份。网络备份一般通过专业的数据存储管理软件结合相应的硬件和存储设备来实现。

 

目前比较常见的备份方式有

1、定期磁带备份数据

　　远程磁带库、光盘库备份。即将数据传送到远程备份中心制作完整的备份磁带或光盘。远程关键数据+磁带备份。采用磁带备份数据，生产机实时向备份机发送关键数据。

2、远程数据库备份

　　就是在与主数据库所在生产机相分离的备份机上建立主数据库的一个拷贝。

3、网络数据镜像

　　这种方式是对生产系统的数据库数据和所需跟踪的重要目标文件的更新进行监控与跟踪，并将更新日志实时通过网络传送到备份系统，备份系统则根据日志对磁盘进行更新。

4、远程镜像磁盘

通过高速光纤通道线路和磁盘控制技术将镜像磁盘延伸到远离生产机的地方，镜像磁盘数据与主磁盘数据完全一致，更新方式为同步或异步。 　　

数据备份必须要考虑到数据恢复的问题，包括采用双机热备、磁盘镜像或容错、备份磁带异地存放、关键部件冗余等多种灾难预防措施。这些措施能够在系统发生故障后进行系统恢复。但是这些措施一般只能处理计算机单点故障，对区域性、毁灭性灾难则束手无策，也不具备灾难恢复能力。

 

目前数据备份主要方式有

LAN 备份、LAN Free备份和SAN Server-Free备份三种。LAN 备份针对所有存储类型都可以使用， LAN Free备份和SAN Server-Free备份只能针对SAN架构的存储。 　　

基于LAN备份 传统备份需要在每台主机上安装磁带机备份本机系统，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置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。这一方式提供了一种集中的、易于管理的备份方案，并通过在网络中共享磁带机资源提高了效率。 　　

LAN-Free备份 由于数据通过LAN传播，当需要备份的数据量较大，备份时间窗口紧张时，网络容易发生堵塞。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，这是因为光纤通道连接不需要经过服务器的 TCP/IP 栈，而且某些层的错误检查可以由光纤通道内部的硬件完成。在许多解决方案中需要一台主机来管理共享的存储设备以及用于查找和恢复数据的备份数据库。

SAN Server-Free备份 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。SAN Server-Free备份就是这样的技术。

 

造成数据危险的原因

　　对数据的威胁通常比较难于防范，这些威胁一旦变为现实，不仅会毁坏数据，也会毁坏访问数据的系统。造成数据丢失和毁坏的原因主要如下几个方面：

 1、数据处理和访问软件平台故障。

 2、操作系统的设计漏洞或设计者出于不可告人的目的而人为预置的“黑洞”。

 3、系统的硬件故障。 　　

 4、人为的操作失误。 　　

 5、网络内非法访问者的恶意破坏。 　　

 6、网络供电系统故障等。

 

数据备份方法

　　就是服务器高可用应用的另一种说法，英译为：high available，而我们通常所说的热备是根据意译而来，同属于高可用范畴，而双机热备只限定了高可用中的两台服务器。热备软件是用来解决一种不可避免的计划和非计划系统宕机问题的软件解决方案，当然也有硬件的。是构筑高可用集群系统的基础软件，对于任何导致系统宕机或服务中断的故障，都会触发软件流程来进行错误判定、故障隔离、以及通地联机恢复来继续执行被中断的服务。在这个过程中，用户只需要经受一定程度可接受的时延，而能够在最短的时间内恢复服务。

　　

    从狭义上讲

双机热备特指基于高可用系统中的两台服务器的热备（或高可用），因两机高可用在国内使用较多，故得名双机热备，双机高可用按工作中的切换方式分为：主-备方式（Active-Standby方式）和双主机方式（Active-Active方式），主-备方式即指的是一台服务器处于某种业务的激活状态（即Active状态），另一台服务器处于该业务的备用状态（即Standby状态)。而双主机方式即指两种不同业务分别在两台服务器上互为主备状态（即Active-Standby和Standby-Active状态）。 注：Active-Standby的状态指的是某种应用或业务的状态，并非指的是服务器状态。

 

　　组成双机热备的方案主要的两种方式 　

　

    基于共享存储（磁盘阵列）的方式

　 共享存储方式主要通过磁盘阵列提供切换后，对数据完整性和连续性的保障。用户数据一般会放在磁盘阵列上，当主机宕机后，备机继续从磁盘阵列上取得原有数据。如下图所示。 这种方式因为使用一台存储设备，往往被业内人士称为磁盘单点故障。但一般来讲存储的安全性较高。所以如果忽略存储设备故障的情况下，这种方式也是业内采用最多的热备方式。

 　　

    基于数据复制的方式

这种方式主要利用数据的同步方式，保证主备服务器的数据一致性。 数据同步方式 基本于数据复制的方式有多种方法，其性能和安全也不尽相同，其主要方法有以下几种：

A、单纯的文件方式的考贝不适用于数据库等应用，因为打开的文件是不能被复制的，如果要复制必须将数据库关闭，这显然是不可以的。以文件方式的复制主要适用于WEB页的更新，FTP上传应用，对主备机数据完整性，连续性要求不高的情况下使用。

B、利用数据库所带有复制功能，比如SQLServer2000或2005所带的定阅复制，这种方式用户要根据自己的应用小心使用，原因主要是：

（1）SQLServer的定阅复制会在用户表上增加字段，对那些应用软件编程要求较高，如果在应用软件端书写时未明确指定字段的用户，而使用此功能会造成应用程序无法正常工作。

（2）数据滞留，这个限制怕也是最要命的，因为SQLServer在数据传输过程中数据并非实时的到达主备机，而是数据先写到主机，再写到备机，如此一来，备机的数据往往来不及更新，此时如果发生切换，备机的数据将不完整，也不连续，如果用户发现已写入的数据在备机找不到，重新写入的话，则主机修复后，就会发生主备机数据严重冲突，数据库会乱掉。

（3）复杂应用切莫使用定阅复制来做双机热备，包括数据结构中存储过程的处理，触发器和序列，一旦发生冲突，修改起来非常麻烦。

（4）服务器性能降低，对于大一点的数据库，SQLServer2000或2005所带的定阅复制会造成服务器数据库运行缓慢。 总之SQLServer2000或2005所带的定阅复制主要还是应用于数据快照服务，切莫用他来做双机热备中的数据同步。

C：硬盘数据拦截，目前国际国内，比较成熟的双机热备软件通常会使用硬盘数据拦截的技术，通常称为镜像软件即Mirror软件，这种技术当前已非常成熟，拦截的方式也不尽相同。

（1）分区拦截技术，以Pluswell热备份产品为例，他采用的是一种分区硬盘扇区拦截的技术，通过驱动级的拦截方式，将数据写往硬盘的数据提取，并着先写到备用服务器，以保证备用服务器的数据最新，然后再将数据回写到主机硬盘。这种方式将绝对保证，主备机数据库的数据完全一致，无论发生哪种切换，都能保证数据库的完整性与连续性。由于采用分区拦截技术，所以用户可以根据需要在一块硬盘上划分适合大小的分区来完成数据同步工作。

（2）硬盘拦截技术，以Symantec的Co-Standby为例，也是一种有效的硬盘拦截软件，他的拦截主要基于一整块硬盘，往往在硬盘初始化时需要消耗大量的时间。 　　

（3）目前最新型技术，通过第三方软件，双机热备软件通过捕获数据库修改操作，并将数据自动实时同步接管功能，可以再主服务器发生故障时，通过备用机服务器上自动接管功能，时间系统的正常运行无需任何手动操作业务，目前国外产品中（IBM，赛门特克，Dell等），国内产品有（全球盾，优备等）国外产品在实现接管服务时，需要耗时50秒左右，国内全球盾耗时在4秒左右。自动接管主服务器工作保证7*24小时不停机运行。

 

数据备份资料

　　1.Office 文档 (.doc .xls .ppt 等文件 ) 　　

    2.客户数据、会计数据等数据库 Database 文件 　　

    3.邮件文档，如 Outlook 之 .pst .dbx 及通讯录 .wab 　　

    4.重要图档，如 .pdf .bmp .tiff .dwg .jpg 　　

    5.Linux系统本机上数据的手工备份 　　

    Linux系统上配有功能强大的tar命令，可以灵活地备份数据。tar最初是为了制作磁带备份而设计的,把文件和目录备份到磁带中，然后从磁带中提取或恢复文件　。当然，现在我们可以使用tar来备份数据到任何存储介质上。tar非常易于使用稳定可靠，而且在任何Linux系统上都有这个命令。因此是最经常使用的备份工具。

    使用tar命令备份数据的格式如下： 　　

    $ tar cvf backup.tar /home/html 上述命令是将/home/html 目录下的所有文件打包成tar文件backup.tar。 　　cvf是tar的命令参数。 　　c代表创建一个档案文件， 　　v代表显示每个备份的文件名字， 　　f表示tar创建的档案文件名是后面的backup.tar， 　　/home/html 代表tar要备份的文件或和目录名。 　　使用tar命令恢复数据的格式如下： 　　$ tar xvf backup.tar 上述命令将备份文件backup.tar恢复到当前目录下。 　　通常情况下，tar对文件进行备份的时候并不对文件进行压缩，因此备份文件的尺寸非常大。 　　使用如下的命令，将使tar在备份结束以后，自动使用gzip命令对备份文件进行压缩，得到一个相应的gz文件。$ tar zcvf backup.tar /home/html 这样，我们可以得到两个文件，backup.tar和backup.tar.gz。backup.tar.gz是压缩的备份文件。