基于存储区域网(SAN)的数据备份

ｓｙｓｔｅｍ，ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ＳＡＮ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｂａｃｋｕｐ ｄａｔａ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄａｔａ ｂａｃｋｕｐ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｔｏｒａｇｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ （ＳＡＮ）； ｓｅｃｕｒｉｔｙ
（３）备份数据的管理 作为全自动的系统，备份软件 必须对备份下来的数据进行统一管理和维护。在简单的情 况下，备份软件只需要记住数据存放的位置就可以了，这
３４ 万方数据
一般是依靠建立一个索引来完成的。然而随着技术的进 步，备份系统的数据保存方式也越来越复杂多变。例如，一 些备份软件允许多个文件同时写入一盘磁带，这时备份数 据的管理就不再像传统方式下那么简单了，往往需要建立 多重索引才能定位数据。
中图分类号：ＴＰ３９３．１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００４～３７３Ｘ（２００４）２２一０３３一０４
Ｄａｔａ Ｂａｃｋｕｐ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ （ＳＡＮ）
ＬＵ０ Ｚｈｏｕ，ＺＨＡ０ Ｙｕｅｌｏｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅ“ｇｉｎｅｅｒｉ“ｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａ“ｇｓｈａ．４ｌ００８３，Ｃｈｉｎａ）
所谓数据备份，顾名思义就是将数据以某种方式加以 保留，以便在系统遭受破坏或其他特定情况下，重新加以 利用的一个过程。数据备份的根本目的，是重新利用，即 备份工作的核心是恢复，一个无法恢复的备份，对任何系 统来说都是毫无意义的。能够安全、方便而又高效地恢复
收稿日期：２００４一０５—１９
万方数据
数据，才是备份系统的真正生命所在。数据备份作为存储 领域的一个重要组成部分，其在存储系统中的地位和作用 都是不容忽视的。对一个完整的ＩＴ系统而言，备份工作是 其中必不可少的组成部分。其意义不仅在于防范意外事件 的破坏，而且还是历史数据保存归档的最佳方式。换言之， 即便系统正常工作，没有任何数据丢失或破坏发生，备份 工作仍然具有非常大的意义——为进行历史数据查询、统 计和分析，以及重要信息归档保存提供了可能。
ＩＰ斯槲Ｍ
备份使苷
图３传输备份流量的存储区域网络
ＳＡＮ技术与平台无关，广泛受到所有开发系统服务 器平台的支持。和总线连接存储不同，ＳＡＮ被设计用于多 发起者共享访问的环境。这意味着多台计算机可以同时连 接到一个ＳＡＮ上工作。同样，多个独立备份系统可以共享 单个ＳＡＮ，并发地传递多个服务器备份数据到其对应的备 份设备中去。服务器、备份应用和备份设备可以任何方式 组合。换句话说，可以部署不同的备份系统以满足单个服 务器的要求。
因为各种不同的原因，系统通常要执行几个基本的备 份操作。备份操作的选择依赖于数据的重要性、运行备份 的可用时间以及每周或者每月的某天和其他一些因素。一 般来说，需要考虑４个基本操作：
（１）全量备份 全量备份是拷贝整个磁盘卷的内容。 换句话说，他就是备份一个系统的Ｃ：驱动器或Ｄ：驱动器， 如此等等。“全量备份”可以适用于服务器，包括所有分配 的逻辑卷，他也适用于卷对卷的备份。执行全量备份的主 要原因是提供更方便的磁盘卷恢复。使用在单一磁带或一 组磁带上的这个卷内容，恢复将是十分简单和容易理解的 过程。通常，全量备份是在周末进行，因为这时能有适合 的时间来完成备份，而不影响末端用户作业的运行。
２数据备份系统Ｌ２’３。
数据备份系统是通过硬件设备和相应的管理软件共 同实现的。在业务系统正常工作的情况下，数据备份工作 毕竟算是系统的一个“额外负担”，或多或少地会给正常业 务系统带来一定性能和功能上的影响。所以，在架设数据 备份系统时，应该要尽量减少这种“额外负担”，从而更充 分地保证系统正常业务的高效运行。对一个具有相当规模 的系统来说，完全自动化的进行备份工作是对数据备份系 统的一个基本要求。下面将从几个方面对存储区域网中的 数据备份系统进行介绍。 ２．１ 系统的硬件
（２）磁带库的管理 与磁带驱动器一样，磁带库的厂 商也不提供任何驱动程序，机械动作的管理和控制也全权 交由备份软件负责。与磁带驱动器的区别，磁带库具有更 复杂的内部结构，备份软件的管理相应地更复杂。例如机 械手的动作和位置、磁带仓的槽位等。这些管理工作的复 杂程度比单一磁带驱动器要高出很多．所以几乎所有的备 份软件都是免费地支持单一磁带机的管理，而对磁带库的 管理则要收取一定的费用。
和专有独立备份系统相比，ＬＡＮ—ｆｒｅｅ与他的区别主 要在于是否使用高速、共享的Ｉ／０通道来路由所有的备份 流量到中心位置。通过在同一位置放置所有的存储介质和 设备，备份系统管理员可以每天节省下许多时间。更重要 的是，ＳＡＮ备份的性能非常好。他不仅在管理备份上的开
万方数据
销更小，而且其性能也毫无损失。尽管ＬＡＮ—ｆｒｅｅ备份有 一些很好的优点，但他也仍然存在缺点。ＬＡＮ—ｆｒｅｅ没有 提供对设备访问的集中控制和管理方法。隔离被服务器访 问的设备并不是最好的解决方案，因为不同的介质必须分 开管理。一个集成的介质管理方案可以大大简化管理过 程。在第二阶段中将讨论如何解决这个问题。 ３．２第二阶段：集成介质和设备
其示意图如图２所示。
用术的
周一的 用一的
剧一的
周四的
周五的
用Ｈ
周量备份示意图
（４）即时备份前面介绍的几种备份操作，都由备份 应用提供作业调度程序，他按照所定义的时间安排自动地 执行备份操作。除此之外，管理员也可以根据情形需要即 时地备份数据，这就是即时备份。
３ 利用ＳＡＮ技术进行数据备份［２山５］
（３）磁带库（常简称为带库） 他又分为入门级、企 业级和超大容量等几个级别，是专业的备份设备，他主要 由库体、磁带驱动器、磁带槽位、磁带交换口、控制面板、 机械手和电子控制单元组成。库体内的大部分空间用于放 置磁带，一台或多台驱动器安装在库体内专门的位置，用 于读写磁带。一般来说，具有几十个磁带槽位的带库属于 入门级，几百个槽位的属于企业级，几千个槽位的则属于 超大容量带库。企业级以上的带库还支持一些复杂的功 能，如分区管理、磁带混装和级联扩展等。随着ＳＡＮ技术 的推广，越来越多的企业将带库连接到ＳＡＮ上作为共享 的存储资源。 ２．２ 系统的软件
基于存储区域网（ＳＡＮ）的数据备份
罗舟，赵跃龙
（中南大学信息科学与工程学院 湖南长沙４１００８３）
摘 要：随着网络基础建设的逐步发展与完善，网络存储由于其自身的诸多优点正得到越来越广泛的应用。本文介绍
了存储区域网以及数据备份系统的组成，并着重阐述了如何利用ＳＡＮ技术来进行数据备份。
关键词：网络存储；数据备份系统；存储区域网；安全
在信息系统的安全保护措施中．数据备份是最基础也 是最重要的手段。而数据备份系统的硬件在很大程度上决 定了这个系统的最大传输率和其他性能。因此在选择备份 设备时．根据用户需要备份数据量的大小、对备份速度的 要求、对自动化程度的要求等，可以选择不同档次的设备。 数据备份系统的硬件设备是多种多样的，主要分为磁带
（４）数据恢复工作数据备份的目的是为了恢复，所 以这部分功能自然也是备份软件的重要部分。很多备份软 件对数据恢复过程都给出了相当强大的技术支持和保证。 一些中低端备份软件支持智能灾难恢复技术，即用户几乎 无需干预数据恢复过程，只要利用备份数据介质，就可以 迅速自动地恢复数据。而一些高端的备份软件在恢复时， 支持多种恢复机制，用户可以灵活地选择恢复程度和恢复 方式，极大地方便了用户。 ２．３ 系统的操作类型
使用集中控制的网络进行数据备份可以给备份管理 节省大量的时间，但使用ＳＡＮ技术不仅能在存储Ｉ／０一方 实现专用备份功能，而且无需从数据网来回传输数据，这 样可以提高效率。利用ＳＡＮ技术进行数据备份可以分为３ 个发展阶段，下面将讨论ＳＡＮ作为一种新技术是如何解 决网络数据备份困扰多年的问题的。 ３．１ 第一阶段：ＬＡＮ—ｆｒｅｅ虚拟私有备份网络Ｌ６Ｊ
（２）增量备份 增量备份是备份自从上次备份操作 以来新产生或更新的数据。他的主要优点是要求的备份时 间最短。当使用增量备份时，恢复过程需要使用全量备份 中的数据，所有的增量备份都是在最近一次完全备份以后 执行的。这并不意味着，增量备份和完全备份需要每天使 用不同的磁带。事实上，可以根据容量和离站存储需求，每 天备份既可以使用同一磁带，也可以使用不同的磁带。其 示意图如图１所示。
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（３）差量备份 差量备份是拷贝所有新产生的或更 新的数据，这些数据都是上一次完全备份后产生或更新 的。例如，加入完全备份在周末进行，那么在星期一工作 日结束时，差量备份和增量备份是一样的；但在星期二，差 量备份将包括所有星期一和星期二的增量备份的数据；到 了星期四，差量备份将包括从星期一到星期四的所有增量 数据。差量备份的主要目的是限制完全恢复的磁带数量。
ＳＡＮ备份的第一阶段是将备份流量从数据网络移到 ＳＡＮ。这种概念被称为ＬＡＮ—ｆｒｅｅ备份。图３对此进行了 说明。这和专用备份网络的方法基本相同，但是使用ｓＡＮ 代替了ＩＰ数据网。使用ＳＡＮ能比通过数据网路由获得更 高的效率。这是因为，ＳＡＮ方法只要求数据流经一个系 统，而使用数据网则需要流经２个系统。
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机、自动加载机、磁带库。 （１）磁带机（又称磁带驱动器，简称带机） 他是读
写磁带的基本设备。他通过ＳＣＳＩ线缆与服务器直连，相当 于服务器的外设，分为内置和外置两种。一台带机一次只 能容纳一盘磁带，需要人工换带，自动化程度低。一般只 用于单台服务器备份，适合于数据量非常小的企业。
（２）自动加载机他一般能够容纳４～２０盘磁带，他 与带库的主要区别在于不是通过机械手抓取磁带，而是通 过一个简单的自动传送装置移动磁带，并且只能配一台磁 带驱动器。因此实现成本较低，但功能也受到限制。他虽 然能够支持自动备份，但仍然属于低端的备份设备，适合 于单台服务器或小型网络。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ， ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｂｅｉｎｇ ｕｓｅｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｅ ｏｆ ｄａｔａ ｂａｃｋｕｐ