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1、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
2、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
3、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：l 硬件故障l 网络故障l 逻辑问题l 意外的灾难性事件l 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：l 磁盘故障l I/O控制器故障l 电源故障l
4、存储器故障l 介质、设备和其它备份的故障l 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：l 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。l 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
5、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。l 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：l 软件错误l 文件损坏l 数据交换错误l 容量错误l 不恰当的需求l 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
6、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
7、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：l 水灾l 火灾l 风暴龙卷风、台风、暴风雪等l 工业事故l 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：l 意外事故l 缺乏经验l 压力/恐慌l 通信不畅l 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
8、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：l 备份l 镜像技术l 归档l 转储l 分级存储管理l 奇偶检验l 灾难恢复计划l 故障发生前的预前分析l 电源调节系统l 系统安全程序l 备份备份是用来恢复出错系统或防止数据丢失的一种最常用的办法。通常所说的Backup是一种做备份的操作，它把正确的完整的数据拷贝到磁带等介质上，万一系统的数据完整性受到了不同程度的损坏，可以用备份系统将最近一次的系统备份恢复到机器上去。作为一个网络管理员或系统员没有任何借
9、口可以不做备份。镜像技术镜像技术是物理上的镜像原理在计算机技术上的具体应用，它所指的是将数据原样从一台计算机（或服务器）上拷贝到另一台计算机（或服务器上）。镜像技术在计算机系统中具体执行时一般有二种方法：逻辑地将计算机系统或网络系统中的文件系统按段拷贝到网络中的另一台计算机或服务器上严格地在物理层上进行，例如建立磁盘驱动器、I/O驱动子系统和整个机器的镜像。归档在计算机及其网络系统中，归档有二层意思：其一，将文件从网络系统的线存储器上拷贝到磁带或光学介质上以便长期保存；其二，将文件从网络的在线存储器上拷贝的同时删除旧文件，使网络上的剩余存储空间变大一些。通过归档，也可以把在线存储器上删除的文件
10、转入永久介质上的措施加强对文件系统的保护。转储转储与备份有其相同之处，但也有不同的地方。转储是指那些用来恢复的磁带是如何到别处去的。这是与备份的最大不同之处。分级存储管理分级存储管理（hierarchical storage managementHSM）与归档很相似，它是一种能将软件从在线存储器上归档到靠近在线存储器上的自动系统，也可以进行相反的过程。从实际使用的情况来看，它对数据完整性较使用归档方法具有更多的好处，但风险也更大。奇偶校验奇偶校验提供一种监视的机制来保证不可预测的内存错误不致于会引起服务器出错以至造成数据完整性的丧失。灾难恢复计划灾难给计算机落系统带来的破坏是巨大的，而灾难恢复
11、计划是在废墟上如何重建系统的指导性文件。故障前预兆分析故障前预兆分析是根据部件的损坏或老化等情况并非 一下子完全破坏的，而是有一过程，在这过程中，出错的次数不断增加，设备的动作也开始变得有点不可思议，根据分析，判断问题的结症，以便做好排除的准备。电源调节这里所说的电源是指不间断电源，它是一个完整的服务器系统的重要组成部分，当系统失去电力供应时，这种后援的系统开始运做，从而保证系统的正常工作。除了不间断电源以外，电源调节还为网络系统提供恒定平衡的电压。因为，当负载变化时，电网的电压可能会有所波动，这样可能影响到系统的正常运行，因此，这种电源调节的稳压设备是很有价值的。系统安全程序2. 网络备份系
12、统网络备份系统存在一个目的是，尽可能地恢复计算机或计算机网络系统所需要的数据和系统信息。网络备份实际上不仅仅是指网络上各计算机的文件备份，它实际上包含了整个网络系统的一套备份体系。主要包括如下几个方面：l 文件备份和恢复l 数据库备份和恢复l 系统灾难恢复l 备份任务管理由于LAN系统的复杂性随着各种不同的操作平台和网络应用软件的增加而日趋增加，要对系统所做的完全备份的难度也有所增加，并非简单的拷贝所能解决的，需要经常作调整，对那种简单的要求进折衷。2.1. 备份与恢复操作的种类对于大多数网络管理员来说，备份和恢复是一项繁重的任务，每天都要小心翼翼，不敢有半点的闪失。而备份的最基本的一个问题是
13、：为保证能恢复全部系统，需要备份多少以及何时进行备份？2.1.1 备份全盘备份所谓全盘备份是将所有的文件写入备份介质。全盘备份的方法较流行，因为这是克服系统不安全的最直接了当的方法，操作起来也较简单。通过这种方法网络管理员可以很清楚地知道从备份之日起便可以恢复网络系统上的所以信息。尽管如此，往往会有很多数据使网络管理员无法每天做全盘备份而只能在周末进行全盘备份。其实，出于多方面的考虑，其中包括设备上的困难，很少有人喜欢大动干戈地进行全盘备份。增量备份增量备份指的是只备份那些上次备份之后已经作过更改的文件，即备份已更新的文件。增量备份是进行备份的最有效的方法。试想，如果每天只需做增量备份，除了大
14、大节省时间外，系统的性能和容量问题也可以得到很好的改善。任何事物都有其二重性，增量备份的确具有不少的优点，但它通常依靠文件的系统属性来识别作过改变的文件，这有时是并不可靠的。当然，这种不利的一面可能通过建立一个文件系统数据库或某种记录来标识新近更新的文件，这样可能会很精确可靠，但也更可能导致其它的系统问题，有些问题或许是无法预见的。增量备份存在的另一个问题是，从所有磁带中恢复数据所用的时间可能会很长。对于一个有经验的网络管理员通常把增量备份和全盘备份一起使用，这样可以提供快速备份。这种方法可以减少恢复时所需的磁带数。差别备份差别备份是指备份上次全盘备份之后更新过的所以文件的一种方法。它与增量备
15、份相类似，所不同的只是在全盘备份之后的每一天中它都备份在那次全盘备份之后所更新的所有文件，仅此而已。因此，在下一次全盘备份之前，日常备份工作所需要的时间会一天比一天更长一些。差别备份可以根据数据文件属性的改变，也可以根据对更新文件的追踪来进行。差别备份的主要优点是全部系统只需二组磁带就可以恢复最后一次全盘备份的磁带和最后一次差别备份的磁带。按需备份所谓的按需备份是指在正常的备份安排之外额外进行的备份操作。这种备份操作实际上经常会遇到。例如，只想备份若干个文件或目录，也可能只要备份服务器上的所以必需的信息，以便能进行更安全的升级。按需备份也可以弥补冗余管理或长期转储的日常备份的不足。排除排除严格
16、来说不是一种备份的方法。它只是把不想备份的文件保证不会被拷贝到介质上去的一类方法。其原因，这些文件可能很大，但又并不重要；也可能出于技术上的考虑，因为在备份这些文件时总是导致出错而又没有排除这种故障的好办法。2.1.2 恢复操作恢复操作通常可以分成如下二类：l 全盘备份恢复l 个别文件恢复l 此外，还有一种被称为重定向恢复的恢复操作。全盘恢复全盘恢复通常用在灾难事件发生之后或进行系统升级重组及合并时。使用时的办法较简单，只需将存放在介质上的给定系统的信息全部转储到它们原来的地方。根据所使用的备份办法的不同可以使用几组磁带来完成。根据经验，一般将用来备份的最后一个磁带作为恢复操作时最早使用的一个
17、磁带。这是因为这个磁带保存着现在正在使用的文件，而最终用户总是急于在系统纠错之后使用它们。然后再使用最后一次全盘备份的磁带或任何有最多的文件所在的磁带。在这之后，使用所有有关的磁带，顺序就无所谓了。恢复操作之后应当检查最新的错误登记文件，以便及时了解有没有发生文件被漏掉的情况。个别文件恢复个别文件恢复的草较要求进行全盘恢复常见得多。其原因无非是最终用户的水平不高而导致。通常，用户需要存在介质上的文件的最后一个版本，因为，用户刚刚弄坏了或删除了该文件的在线版本。对于大多数的备份产品来说，这是一种相对简单的操作，它们只需浏览备份数据库或目录，找到该文件，然后执行一次恢复操作即可达到恢复的目的。也有
18、不少产品允许从介质日志的列表中选择文件进行恢复操作。有的时候出于某种需要，要求得到一个比较老的版本。对于这种情况，由于大多数现今的软件产品都提供这一类的功能，其中的一些产品好于另一种产品。用文件系统排序来选择文件的历次版本的产品通常比那些用登录排序选择旧版本文件的产品要快一些。这是因为文件系统列表只需进行一次搜索；而基于登录的方法，则需要浏览每一个登录记录一直到找到该文件的正确版本为至。建立登录索引可以减少这个问题。重定向恢复所谓的重定向恢复指的是将备份文件恢复到另一个不同位置或不同系统上去，而不是进行备份操作时这些信息或数据所在的原来的位置。重定向恢复可以是棋盘恢复或个别文件恢复。一般来说，
19、恢复操作较备份操作容易出问题。备份操作只是将信息从磁盘上拷贝出来，而恢复操作需要在目标系统上建立文件，在建立文件时，往往有许多别的东西可能会出错，其中包括容量限制、权限问题和文件被覆盖等错误。备份操作不必知道太多的系统信息，只需拷贝所指定的信息就可以了。恢复操作则需要知道那些文件需要恢复哪些文件不需要恢复。例如，一个大型应用软件被删除了，一个新安装的应用软件又占据了它原来的位置，又假设，在某一天，系统出了问题，需要从磁带进行恢复，会发现旧的应用软件的删除对恢复操作而言是十分重要的，这样，它就不会既恢复旧的应用软件又恢复新的应用软件，以至用完了服务器的硬盘并再次使系统崩溃。遇上这类问题除了找人咨
20、询外，需首先了解该备份软件是如何解决这类问题的，千万不能想当然，自作聪明！2.2. 网络备份系统的组成备份从表面上来看非常简单，但在实际上，要求提供功能完备的备份和恢复软件，其中仍包含了大量的复杂性。为了对网络备份有一个透彻的了解，下面将对网络备份组成部件和网络备份系统的组成作一介绍。2.2.1 网络备份组成部件网络备份有如下四种基本部件组成：l 目标 目标是指被备份或恢复的任何系统l 工具 工具是执行备份任务（如把数据从目标拷贝到磁带上）的系统l 设备 设备通常指将设备和联网计算机连接在一起的电缆和接头。在局域网备份中SCSI总线通常将设备和备份工具连接起来。基本的备份系统基本的备份系统有下
21、列二种：l 独立服务器备份l 工作站备份独立的服务器备份是最简单的备份系统，它是将上面四种部件连在一起而构成。该系统包括一台把它自己备份到一个SCSI磁带驱动上的服务器。工作站备份方法是由独立服务器备份演变过来的，它将工具、SCSI总线和设备移到网络的一个专用的工作站上。服务器到服务器的备份服务器到服务器的备份系统与独立服务器备份和工作站备份有些相似，这是目前最为常用的一种局域网备份的方法。专用网络备份服务器考虑到兼作备份工作的生产用服务器可能回发生故障或出现其它问题，有些部门或机构往往把工具、SCSI总线和设备放在专用的服务器系统上，这种方法与工作站备份有些相似，只是从备份系统的性能和兼容性
22、的考虑才将工作站换服务器。2.2.2 备份系统的组成备份是一个系统，它有下列部分组成：l 物理主机系统l 逻辑主机系统l I/O总线l 外部设备l 设备驱动软件l 备份存储介质l 操作调度l 操作执行l 物理目标系统l 逻辑目标系统l 网络连接l 系统日志l 系统监控l 系统管理上述这些备份的组成部分必须在一起工作才能组成一个可靠的系统。当对备份系统进行修改时，必须保证新的解决方案在各个组成部分上的负荷是平衡。下面将对备份的组成部分进行详细讨论。物理主机系统物理主机系统是主要的备份逻辑在其上执行的机器。它可以是一个高性能的计算机，也可以是一台Unix工作站，也可以是任何进行备份的硬件。由于物理
23、主机系统是一台硬设备，其CPU和I/O总线都允许各不相同，因此，备份的性能会受到来自机器自身的限制。逻辑主机系统逻辑主机系统实际上在备份系统中服务的操作系统。OS根据其自己的结构提供I/O功能。备份性能的好坏与操作系统有着很大关系。I/O总线I/O总线是机器的内部总线，包括在前面已经介绍过的SCSI的外部总线。内部总线用于传输数据，而外部总线用来连接存储设备。目前，大多数PC系统中，包括使用EISA和PCI这样高速总线结构的系统，其传输数据的速度都低于5Mbps。如果总线速度达到了这个极限，就表明系统总线已经成了瓶颈口，同时，也表明存储硬件的速度已经足够快了。在部分Unix系统中，有比较快的总
24、线结构，大约每秒可达15Mbps。最常见的用于存储设备连接的外部总线是SCSI。值得注意的是，大多数SCSI总线速度都超过系统总线速度。另一种总线是PCI，它是一种可以进行调节以适应高速数据传输的结构。SCSI技术对比SCSI总线速度（Mbps）能连接的设备数常规SCSI，8位传输57快速SCSI（用增强协议）107宽带SCSI，比位传输1015快速宽带SCSI2015超高速SCSI，8位2015超高速SCSI，16位4015多个SCSI设备可以用一种被称为“菊链”的技术到单个SCIS PC适配器上。外围设备外围设备指的是磁带驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、RAID系统等可以对其读写数据的设备
25、。这些设备中的大多数的传输速度较系统总线慢，并且没有一种能充分使用SCSI总线所提供的传输速度。设备驱动软件设备驱动软件是与设备接口的低层代码，用于控制设备运行的方式。适配器的ASPI（Advanced SCSI Programming interface，高级SCSI编程接口）是PC网络市场上的事实标准。因此，可以说所有的备份系统都支持ASPI。不同的设备驱动程序可能对SCSI系统的性能和可靠性有极大的影响。在一般的情况下，更换SCSI驱动程序并不是一个好主意，除非有充分而又足够的理由。备份存储介质备份系统中的存储介质主要指的是磁带与光盘等。它们对其进行读写操作的设备实际是不可分的。备份计划
26、备份计划是决定每天备份时需要做什么；对什么数据进行备份。有些备份系统已为备份操作提供了许多计划方面的灵活性和自动性。操作执行者操作执行者又称为备份工具，它是一组备份操作的代码，即在备份操作中负责大部分工作的程序，它的好坏直接影响着操作的效率，甚至影响到恢复操作。物理目标系统物理目标系统是指数据从其上拷走的机器。同备份主机系统的硬件平台一样，目标机器的硬件平台也能影响备份的性能。逻辑目标系统逻辑目标系统又称代理，在上面当然运行操作系统和应用软件。对备份而言，目标的逻辑含义是对操作执行者的要求作出一个响应的代理。该代理的主要任务是将文件和其他的系统数据通过某种方法提供给备份工具。作为逻辑目标系统必
27、须掌握目标文件系统的详细情况和不在目标文件系统中的其他系统数据。质量差的目标软件会对备份操作的整体性能产生严重的影响，甚至会造成备份工具的崩溃。一个运行速度特别慢的目标会影响到备份工作能否按时完成。网络连接网络连接可以是路由器、网桥、开关、集线器、线缆或任何其它处于网络上的计算机之间连接任何东西。当数据在网络传递的时候，如果网络设备超负荷运行并开始丢失数据包时就会发生一种常见的现象，其中包括文件损坏、失去目标、甚至会造成备份系统的故障。正因为如此，在对网络连接设备进行投资之前最好对网络上的备份系统负载有一些真正的了解。网络协议网络协议包括IPX/SPX、TCP/IP等。在网络上通过何种协议实现
28、什么服务，以及这些服务的可靠程度是需要考虑，这也是局域网备份中存在的一个令人头痛的问题之一，它有时会使备份的性能下降，甚至导致通信会话过程关闭或失败，从而引发备份系统难以预料的行为发生。系统日志系统日志可以理解为一个数据库文件，它记录了哪些文件被备份到哪个设备上去了，他们什么时候被备份的，这些文件的系统属性是什么，以及备份工具开发者认为重要的任何信息的详细记录。系统监控系统监控是一种管理员界面。在客户机/服务器结构的网络系统中该界面运行在GUI界面的客户机平台上，而备份存储设备则接在服务器上。在备份工作进行时，由于监控程序需要在网络上传送数据从而增加了网络额外负载，导致备份系统性能的降低。因此
29、，如果不需要对备份工作进行监控的话，最好把备份系统的监控界面关闭。系统管理随着网络系统规模的扩大，要求在网络上观察其备份系统的状态变得越来越重要。因此，能完成这种功能网络管理成了一种需求，以便能观察到备份运行的情况，提供备份的详细信息。此外，也可以通过简单网络管理协议SNMP（Simple Network Management Protocol）来发现任何警告或其它问题。2.3. 备份和恢复的设备与介质备份系统中用于备份与恢复的设备和介质主要的有：l 磁带介质l 光学介质l 磁带介质磁带介质为什么被作为重要的备份设备其原因有： 磁带具有较好的磁化特性，容易在它上面读、写数据磁带上的数据不会被与
30、之相邻的同一磁带上别的数据处于低强度磁场的影响磁带的各层不能相互分开或出现剥落现象磁带具有很好的抗拉强度，不容易被拉断磁带具有很好的柔软度，这样确保了通过磁带机时可以卷得很紧并可以很容易地被弯曲正由于上述的原因，磁带被选作专用于数据记录。用于数据的磁带记录方法需要采用一些完善的纠错技术以保证数据能正确无误地读写。通常30%的磁带表面被用于保存纠错信息。当数据被成功地写入磁带时，纠错数据也和其一起写入，以防止磁带在使用它进行恢复工作之前出现失效现象。如果磁带上的原始数据不能正确地被读出，纠错信息就被用来计算丢失字节的值；如果磁带机驱动器无法重建数据，就会给SCSI控制器发出一条出错信息，警告系统
31、出现了介质错误。在对磁带进行写的过程中，需要用另一个磁头进行一种写后读取的测试以保证刚被写入的数据可以被正确读出。一旦这种测试失败，磁带就会自动进到一个新的位置并再一次开始亿 尝试。重写了数次后，驱动器就会放弃并向SCSI控制器发出一个致命介质错误的出错信息。这时备份操作就失败，直到新的磁带装入驱动器中。磁带的种类磁带从其技术上来说可以分为如下几种：QIC（Quarter-inch Cartridge），代表1/4英寸盒式磁带。这种介质被看成是独立备份系统的低端解决方案，容量和速度较低，不能用于LAN系统。4mm磁带，简称DDS。这种磁带的存储容量能达到4GB。DDSIII可达到8GB的容量。
32、8mm磁带，其容量未经压缩可达到7GB。超长带（160m）可达14GB。这种磁带的数据可交换性较4mm容易。数字线性磁带（Digital Linear tape）或称DLT。这种磁带的性能和容量较好。DLT2000可写入10GB数据，在压缩情况下，可达20GB；DLT4000则有20GB的容量。使用压缩技术则可达到40GB3480/3490，它用于主机系统中的高速设备介质。磁带的维护保存在磁带上的数据是一种财富，一种资源，因此，对磁带设备介质的保养、维护的工作不是可有可无的工作。通常对磁带设备介质的维护有如下几点：定期清洗磁带驱动器贮藏搁置的磁带至少每年“操作”一次，这样可以保持磁带的柔软性并
33、提高其可靠性当备份系统收到越来越多的磁带错误信息时，首先应怀疑磁头是否发生故障，将磁头清洗数遍，如仍发生大量错误，则需要考虑更换新的磁头。光学介质光学介质技术是将从介质表面反射回来的激光识别成信息。光学介质上的0和1以不同的方式反射激光，这样光驱就可以向光轨上发射一束激光并检测反射光的不同。磁光介质可读CD（CD-ROM）磁光盘，或称MO（magnetic-optical），是所有的现有介质中具有最好的持久性和耐磨性的一种介质。它允许进行非常快速的数据随机访问，正是这种特性，MO特别适合与分级存储管理应用。但由于MO的容量至尽仍不能与磁带相比，因此，它未被广泛用于备份系统。可读CD，即CD-R
34、OM，目前因为速度太慢和进行多进程介质写入所遇到的技术困难，它至少在目前还不能适应于网络备份的要求。提高备份性能的技术当对大量的信息进行备份时，性能便成了非常重要的问题。被用于提高网络备份性能的技术有：l RAID技术l 设备流l 磁带间隔l 压缩l RAID磁带是备份系统常用的一种设备介质。磁带在记录磁头上移动所需的时间是一个瓶颈口，是影响备份速度的一个重要因素，而解决这瓶颈问题的一种行之有效的办法是采用磁带RAID系统。磁带RAID的概念与磁盘RAID相类似，数据是“带状”通过多个磁带设备的，因此，可以获得特别快的传输速率。但是，由于磁带在操作过程中总是走走停停，一旦当驱动器清空了缓冲器后
35、等待下一次数据到来时，往往会导致速度的大幅下降，这是RAID方法的一大不足之处。此外，这种方法在数据恢复操作时存在可靠性问题，因为要正确地恢复数据就要对多台磁带设备进行精确的定位和计时，这是一件较为困难的任务。不过，该技术仍然有希望用于需要最高的速度和容量的情况下。设备流设备流指的是读写数据时磁带驱动器以最优速度移动磁带时所处的状态，只有磁带驱动器处在流的状态才能达到最佳的性能。显然，这需要使磁带RAID系统中的所有设备都处于流状态下工作。为此，SCSI主机适配器必须持续地向设备缓冲器中传输数据。遗憾的是， 大多数LAN的传输能力还不能足够快地为备份应用程序提供足够的数据使设备的缓冲器处于满载
36、的状态。这就是说，设备流技术可以提高备份的性能，但要将设备保持在100%的流状态是有一定的困难的。磁带间隔磁带间隔将来自几个目标的数据连接在一起一并写入同一个驱动器中的同一盘磁带上。这实际上是它将数据一起编写在磁带上。这样便解决了上面提到的问题。压缩有内置压缩芯片的设备能够提高备份的性能。这些设备当往介质上写数据时首先对它们压缩，这样做后所带来的性能的提高的程度比压缩率略小或相等。对于PC LAN上的大多数数据来说压缩率可达到2：1，这就是说，设备的流速度在压缩数据时是不压缩时两倍！此外，可以通过网络自身的性能来提高备份的性能。在大型的备份系统中可采用SCSI控制器提高SCSI设备的运行效率，
37、但在SCSI主机适配器上接过多的设备反而影响其性能，通常所接的设备数不超过三个为妥。2.4. 磁带轮换磁带无疑是网络备份系统主要的备份介质，而磁带轮换是建立备份策略时遇到的首要问题之一。所谓的磁带轮换实际上是在备份过程中使用磁带的一种方法，它是根据某些预先制定的方法决定应该使用哪些磁带。由于数据是存放在磁带之中，一旦需要对数据进行恢复时，如果信息量不大，存放信息的磁带相应来说也不多，在这种情况下使用备份带可能问题不会太大；如果存储数据的磁带数量较多，那么建立一个对磁带管理的系统将是十分有用的，对数据的恢复是很有帮助的。磁带轮换的主要功能是决定什么时候可以使用新的数据覆盖磁带上以前所备份的数据，
38、或反过来说，在哪一个时间段内的备份磁带不能被覆盖。例如，磁带轮换策略规定每月最后一天的备份要求保存三个月，那么，磁带轮换就可以帮助保证三个月过去之前数据不会被写到这些磁带上。这样能帮助减少在备份操作过程中可能出现的人为错误，不致于在错误的时间段内把错误的磁带插入驱动器从而导致数据的丢失或数据的破坏。磁带轮换的另一个好处是能够使用自动装带系统。把自动装带系统和磁带轮换规则联合起来使用可以减少人为而引起的错误，使得恢复操作变得可以预测。磁带轮换主要有如下几种模式：A/B轮换，在这种方式中，把一组磁带分为A、B二组。“A”偶数日使用，“B”在奇数日使用，或反之。这种方式不能长时间保存数据。每周轮换，
39、这种方式每周换一次磁带。这种方法当数据较少时很有效。每日轮换，它要求每一天都得更换磁带，即需要有7个标明周一到星期日的磁带。这种方式，在联合使用全盘备份和差别备份或增量备份时较有效每月轮换，它通常的实现方法是每月的开始进行一次全盘备份，然后在该月余下的那些天里在其他的磁带上作增量备份祖、父、孙轮换，它是前面所讲的每日、每周、每月轮换的组合日历规则轮换方法，它是按照日历安排介质的轮换。根据此方法，可以为每次操作设定数据保存的时间，而不是为某组阶段性磁带设定保存时间混合轮换，这是一种按需进行的备份，作为日常备份的一种补充无限增量，该模式的方法是只需做一次全盘备份，也就是在第一次运行该系统以后只需执
40、行增量备份。在恢复操作时，该系统能合并多次备份的数据并写到其他更大的介质上。这种模式要正常运行就得用精确的数据库操作。除上述所讲的磁带轮换模式外，还有基于差别操作、汉诺依塔轮换模式等，这里不一一介绍。2.5. 备份系统的设计网络备份实际上不仅仅是指网络上各计算机的文件备份，它实际上包含了整个网络系统的一套备份体系。因此，在对某一具体的网络系统进行备份设计时需要对网络系统的现状做详细分析，在此基础上，根据实际的备份需求提出备份方案的设计，千万不能想当然，或把他人的系统照搬。系统现状分析及备份要求系统的现状分析的内容包括：l 网络系统的操作平台l 网络所采用的数据库管理系统l 网络上运行的应用系统
41、l 网络系统结构以及所选用的服务器等l 对网络备份系统的要求主要有：l 备份的数据需要保留的时间l 对数据库的备份是否要求在线备份l 对不同操作平台服务器要求以低成本同地实现备份l 是否需要一套自动恢复的机制l 对恢复时间的要求l 对系统监控程序运行的要求l 对备份系统自动化程度的要求l 对网络前台工作站信息备件要求l 说明现已采用的备份措施等备份方案设计一套完整的备份方案应包括备份软件和备份介质的选择，以及日常备份制度和灾难性的应急措施。备份软件备份软件的选择对一个网络系统来说是至关重要的，它的选择必须满足前面所讲到全部需求。对于一个PC LAN来讲CA公司的RAC Serve可说是一个较好
42、的能满足上述要求的备份软件。CA的备份软件采用提主程序加选的组织方式，主程序可以完成大部分的常用功能，比较特殊的功能则由各个选件来完成。备份介质常见的备份介质当然首选是磁带。当然，根据实际情况也可以考虑其它的介质。日常备份制度日常备份制度，如果决定采用磁带作为备份的介质，那么，可以根据上一节“磁带轮换”中所介绍的几种模式，选择其中的一种或几种模式作为日常备份制度。备份方案的实现备份方案的实现包括下列几个方面：l 安装。包括应用系统，备份软件以及磁带机的安装l 制定日常备份策略l 文件备份l 数据库备份l 网络操作系统备份l 工作站内容备份基于CA ARC server的备份方案设计网络系统备份
43、涉及到文件备份、数据库备份、应用程序备份等多个方面，在多数环境下还要实现跨平台的备份。根据系统的实际情况设计合理的备份方案至关重要。常见的备份方式有集中备份和本地备份二种。一个网络系统采用哪一种备份方式在很大程度上取决于网络的规模。集中式备份对小型网络系统较为适用。集中式备份的优点是硬件投资少，操作简单，它的主要的缺点是对网络速度要求较高。对于大型网络系统应使用本地备份方式，即将大型网络划分成若干小型子网，每一子网都使用集中方式进行备份。本地备份的优点是不依赖于网络速度，备份速度高，响应时间短。它的主要缺点是硬件投资较高，每个子网都需要安装备份系统。CA ARC Server 简介CA ARC
44、 Server是一个跨平台的网络数据备份软件，在数据保护、灾难恢复、病毒防护方面均提供全面的产品支持，目前已成了业界事实上的标准。ARC Server具有如下几个方面的特性：l 全面支持和保护Netware和Windows NT操作系统l 支持打开文件备份l 支持对各种数据库如Sybase、Oracle、Betrieve等的备份l 支持从服务器到工作站的全面网络备份l 备份前扫描病毒，可以实现无毒备份l 可以实现无人值班的自动备份l 支持灾难恢复ARC Server备份系统的组织模式是主模块+选件（option）。主备份程序只完成通用的备份功能，而比较特殊的备份功能由选件来实现。ARC Ser
45、ver主模块在Netware和Windows NT下分别有二个版本ARC Server for Netware和ARC Server for Windows NT。CA ARC Server备份方案环境二台Netware服务器，一台为文件服务器，另一台为数据库服务器，运行Betrieve。要求实现整个网络的数据及系统备份。方案方案一：将数据库服务器作为备份服务器，ACR Server软件配置为：ARC Server for Netware+Diasater Recobery Option可以实现如下功能：l 整个网络中非活跃文件备份l 数据库关闭状态备份l 系统关键信息（NDS或Bindery
46、）备份l 系统灾难恢复方案二：将数据库服务器作为备份服务器，ARC Server软件配置为：ARC Server for Netware+Disaster Recovery option+Backup Agent for Betrieve可以实现如下功能：l 整个网络非活跃文件备份l 数据库打开状态备份l 系统关键信息（NDS或Bindery）备份l 系统灾难恢复方案三：将数据库服务器作为备份服务器，使用磁带库作为备份硬件。ARC Server软件配置为：ARC Server for Netware+Disaster Recovery option+Backup Agent for Betri
47、eve+Backup Agent for open files+Tape Library可以实现以下功能：l 整个网络文件备份，包括活跃状态文件l 数据库打开状态备份l 系统关键信息（NDS或Bindery）备份l 系统灾难恢复l 备份数据的RAID容错l 无人值班备份l 在工作站上安装对应平台的备份代理程序，即可实现Windows 95/98，Macintosh以及DOS平台的数据备份。2.6. 备份的误区长期以来，人们把备份仅仅看作一种简单的从磁盘的拷贝，因此，忽视了备份的重要性，对备份存在着一种错误的认识。2.6.1 为什么要备份在讨论备份的误区之前先陈述为什么要对数据作备份的几个理由：l 电器的物理损坏，尤其是硬盘驱动器的毁坏，使数据丢失l 人为的错误，如偶然地删除文件或重新格式化硬盘l 黑客通过远程侵入计算机网络系统并造成关键数据的丢失l 硬盘驱动器或硬盘被病毒感染l 盗窃l 自然灾害对网络系统造成