《备份技术》201150080118

长沙理工大学《存储技术基础》课程论文备份技术李长远学院计算机与通信学院专业计算机科学班级计算机1101班学号201150080118学生姓名李长远指导教师刘青课程成绩完成日期2013年12月3日备份技术学生姓名：李长远指导老师：刘青摘要随着互联网络飞速发展，数据量呈现海量增长，单机存储无法满足需求，分布式存储应运而生并且取得了较大的发展。

系统中的数据由于自然灾害、异常故障等原因会遭到破坏，因而需要对数据进行备份加以保护。

以基于分布式文件服务器的存储备选份恢复系统为研究对象，探讨分布式存储下海量数据备份恢复的关键问题：存储备份恢复的高效性、一致性和可靠性。

关键词数据；数据备份；数据恢复；存储；目录1 备份技术简介 (3)1.1备份的含义 (3)1.2 数据备份与数据复制的区别 (3)1.3备份数据的重要性 (3)2 常见的备份方式 (4)2.1定期磁带备份数据 (4)2.2远程数据库备份 (4)2.3网络数据镜像 (4)2.4远程镜像磁盘 (4)3 数据备份策略 (5)3.1完全备份（full backup） (5)3.2增量备份(incremental backup) (5)3.3差异备份(differential backup) (6)3.4 不同备份类型组合 (6)4 备份技术分析 (8)4.1 硬件备份 (8)4.2 软件备份 (9)4.3 新型的备份技术 (9)5 结束语 (11)参考文献 (12)1 备份技术简介1.1备份的含义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。

笼统的说备份，就是给数据买保险，而且这种保险比起现实生活中仅仅给予相应金钱赔偿的方式显得更加实在，它能实实在在的还原备份起来的数据。

人们常说保险的优势，只有发生意外的人才能体会到。

当使用者看着原本好好的硬盘，现在只不过是一堆冷冰冰、由金属与硅所组成的硬盒子，而消失不见的是使用者经年累月所保存下来的宝贵数据时，备份，或者说数据保险的作用就将完全体现。

1.2 数据备份与数据复制的区别数据复制是指将重要的数据复制到其他存储介质，并保存在其他地方，当数据遭到意外损坏或者丢失时，再将保存的数据副本恢复到系统。

完善的数据备份必须在数据复制的基础上，提供对数据复制的管理，彻底解决数据的备份与恢复问题。

单纯的数据复制无法提供文件的历史记录，也无法备份系统状态等信息，不便于系统的完全恢复。

1.3备份数据的重要性计算机里面重要的数据、档案或历史纪录，不论是对企业用户还是对个人用户，都是至关重要的，一是不慎丢失，都会造成不可估量的损失，轻则辛苦积累起来的心血付之东流，严重的会影响企业的正常运作，给科研、生产造成巨大的损失。

为了保障数据的完整性，用户应当采取先进、有效的措施，对数据进行备份、防范于未然。

2 常见的备份方式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。

2.1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。

2.2远程数据库备份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。

2.3网络数据镜像网络数据镜像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。

2.4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。

3 数据备份策略3.1完全备份（full backup）每天对自己的系统进行完全备份。

例如，星期一用一盘磁带对整个系统进行备份，星期二再用另一盘磁带对整个系统进行备份，依此类推。

每个档案都会被写进备份档去。

如果备份之间，数据没有任何更动，那么所有备份数据都是一样的。

这问题出自备份系统不会检查自上次备份后，档案有没有被更动过；它只是机械性地将每个档案读出、写入，不管档案有没有被修改过。

备份全部选中的文件及文件夹，并不依赖文件的存盘属性来确定备份哪些文件。

在备份过程中，任何现有的标记都被清除，每个文件都被标记为已备份，换言之，清除存盘属性。

这种备份策略的好处是：当发生数据丢失的灾难时，只要用一盘磁带（即灾难发生前一天的备份磁带），就可以恢复丢失的数据。

然而它亦有不足之处，首先，由于每天都对整个系统进行完全备份，造成备份的数据大量重复。

这些重复的数据占用了大量的磁带空间，这对用户来说就意味着增加成本。

其次，由于需要备份的数据量较大，因此备份所需的时间也就较长。

对于那些业务繁忙、备份时间有限的单位来说，选择这种备份策略是不明智的。

3.2增量备份(incremental backup)与完全备份不同，增量备份会先看看档案的最后修改时间是否比上次备份的时间来得晚。

如果不是的话，那表示自上次备份后，这档案没有被更动过，所以这次不需要备份。

换句话说，如果修改日期的确比上次更动的日期来得晚，那么档案就被更动过，需要备份。

增量备份常常跟完全备份合用差异备份是针对完全备份：备份上一次的完全备份后发生变化的所有文件。

使用增量备份最大的好处在于速度：它的速度比完整备份快上许多。

但坏处则是如果要复原一个档案，必须把所有增量备份的磁带都找过一遍，直到找到为止。

如果要复原整个档案系统，那就得先复原最近一次的完整备份，然后复原一个又一个的增量备份。

要避免复原一个又一个的递增数据，把作法稍微改变一下，就变成了差异备份。

星期天进行一次完全备份，然后在接下来的六天里只对当天新的或被修改过的数据进行备份。

这种备份策略的优点是节省了磁带空间，缩短了备份时间。

但它的缺点在于，当灾难发生时，数据的恢复比较麻烦。

例如，系统在星期三的早晨发生故障，丢失了大量的数据，那么现在就要将系统恢复到星期二晚上时的状态。

这时系统管理员就要首先找出星期天的那盘完全备份磁带进行系统恢复，然后再找出星期一的磁带来恢复星期一的数据，然后找出星期二的磁带来恢复星期二的数据。

很明显，这种方式很繁琐。

另外，这种备份的可靠性也很差。

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。

比如在上例中，若星期二的磁带出了故障，那么管理员最多只能将系统恢复到星期一晚上时的状态。

3.3差异备份(differential backup)差异备份与增量备份一样，都只备份更动过的数据。

但前者的备份是累积的，一个档案只要自上次完整备份后，曾被更新过，那么接下来每次做差异备份时，这档案都会被备份。

差异备份中的档案，都是自上次完全备份之后，曾被改变的档案。

如果要复原整个系统，只要先复原完全备份，再复原最后一次的差异备份即可。

增量备份是针对于上一次备份（无论是哪种备份）：备份上一次备份后，所有发生变化的文件。

差异备份的大小，会随着时间过去而不断增加。

以备份空间与速度来说，差异备份介于递增备份与完全备份之间；但不管是复原一个档案或是整个系统，速度通常比较快。

管理员先在星期天进行一次系统完全备份，然后在接下来的几天里，管理员再将当天所有与星期天不同的数据（新的或修改过的）备份到磁带上。

差分备份策略在避免了以上两种策略的缺陷的同时，又具有了它们的所有优点。

首先，它无需每天都对系统做完全备份，因此备份所需时间短，并节省了磁带空间，其次，它的灾难恢复也很方便。

系统管理员只需两盘磁带，即星期一磁带与灾难发生前一天的磁带，就可以将系统恢复。

3.4 不同备份类型组合3.4.1 完全备份和差异备份在星期一进行完全备份，在星期二至星期五进行差异备份。

如果在星期五数据被破坏了，则你只需要还原星期一完全的备份和星期四的差异备份。

这种策略备份数据需要较多的时间，但还原数据使用较少的时间。

3.4.2 完全备份和增量备份在星期一进行完全备份，在星期二至星期五进行增量备份。

如果在星期五数据被破坏了，则你需要还原星期一正常的备份和从星期二至星期五的所有增量备份。

这种策略备份数据需要较多的时间，但还原数据使用较少的时间。

完全备份会产生大量数据移动，选择每天完全备份的客户经常直接把磁带介质连接到每台计算机上（避免通过网络传输数据）。

这样，由于人的干预（放置磁带或填充自动装载设备），磁带驱动器很少成为自动系统的一部分。

其结果是较差的经济效益和较高的人力花费。

完全备份加增量备份源自完全备份，不过减少了数据移动，其思想是较少使用完全备份。

比如说在周六晚上进行完全备份（此时对网络和系统的使用最小）。

在其它6 天（周日到周五）则进行增量备份。

使用周日到周五的增量备份能保证只移动那些在最近24小时内改变了的文件，而不是所有文件。

由于只有较少的数据移动和存储，增量备份减少了对磁带介质的需求。

对客户来讲则可以在一个自动系统中应用更加集中的磁带库，以便允许多个客户机共享昂贵的资源。

然而，当恢复数据时，困难产生了。

在完全+增量方法下，完整的恢复过程首先需要恢复上周六晚的完全备份。

然后再覆盖自完全备份以来每天的增量备份。

该过程最坏的情况是要设置7个磁带集（每天一个）。

如果文件每天都改的话，需要恢复7次才能得到最新状态。

4 备份技术分析计算机数据可分为:系统数据(System Data) 、基础数据( Infrastructure Data) 应用数据(Application Data) 、孤立数据(OrphanData) 等。

备份技术已不再只是数据的简单备份,它还包含了内容及备份的管理等多方面。

存储备份包括硬件备份和软件备份,而真正意义的存储备份更强调软件的备份。

硬件备份不能代替数据存储备份,若发生人为的错误,所引起的数据丢失也就无法恢复。

只有硬件备份和管理软件很好地结合,才能真正提供安全的数据保护。

典型的数据备份系统由存储硬件设备和存储管理软件组成。

另外随着科学的发展，新型的备份技术（因特网备份）也应运而生。

4.1 硬件备份目前采用的硬件级备份有: 光盘塔、磁盘阵列、磁带库、光盘库、光盘网络镜像服务器、磁盘阵列等。