數(shù)據(jù)備份技術(shù)

李文君

【摘 要】數(shù)據(jù)備份技術(shù)是通過(guò)各種手段把丟失和遭到破壞的數(shù)據(jù)還原為正常數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)任何的誤操作、黑客入侵、計(jì)算機(jī)病毒入侵以及各種軟、硬件等都在時(shí)刻威脅著數(shù)據(jù)文件的安全。數(shù)據(jù)備份技術(shù)在當(dāng)今這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代尤為重要，在廣播傳輸中也起到了至關(guān)重要的作用。

【關(guān)鍵詞】備份技術(shù)；數(shù)據(jù)；RAID；數(shù)據(jù)恢復(fù)

1 數(shù)據(jù)備份簡(jiǎn)介

現(xiàn)如今是大數(shù)據(jù)時(shí)代，人們對(duì)硬盤(pán)數(shù)據(jù)保護(hù)意識(shí)不高，防護(hù)軟件并不是萬(wàn)能的，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)并不像我們想象中的那么安全。磁盤(pán)備份在數(shù)據(jù)恢復(fù)領(lǐng)域所承擔(dān)的責(zé)任非常重要，備份是用戶(hù)保護(hù)重要信息的最佳方式。最初，在人們的價(jià)值觀中，只有計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備才能反映其價(jià)值，而后有更多的人意識(shí)到人們是通過(guò)軟件來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作的，軟件也應(yīng)具有相應(yīng)的價(jià)格體現(xiàn)。存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)才是真正的財(cái)富，人們通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件的操作，實(shí)質(zhì)上是為了利用其中的數(shù)據(jù)資源，數(shù)據(jù)的價(jià)值大于設(shè)備的價(jià)值已不是天方夜譚。如何保證數(shù)據(jù)的完整性是信息化社會(huì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。備份是一種數(shù)據(jù)安全策略，是將原始數(shù)據(jù)完全一樣地復(fù)制，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)復(fù)制兩份，保存在異地。在原始數(shù)據(jù)丟失或遭到破壞的情況下，利用備份數(shù)據(jù)把原始數(shù)據(jù)恢復(fù)出來(lái)，使系統(tǒng)能夠正常工作。

2 數(shù)據(jù)備份的原理及特點(diǎn)

2.1 備份定義

備份的概念很簡(jiǎn)單，就是保留一套后備系統(tǒng)。這套后備系統(tǒng)或者是與現(xiàn)有系統(tǒng)一模一樣，或者是能夠替代現(xiàn)有系統(tǒng)的功能。日常生活中，我們都在不自覺(jué)的使用備份。與備份對(duì)應(yīng)的概念是恢復(fù)，恢復(fù)是備份的逆過(guò)程。在發(fā)生數(shù)據(jù)失效時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)法使用，但由于保存了一套備份數(shù)據(jù)，利用恢復(fù)措施就能夠很快將損壞的數(shù)據(jù)重新建立起來(lái)。

2.2 備份的層次

備份可以分為3個(gè)層次：硬件級(jí)、軟件級(jí)和人工級(jí)。

硬件級(jí)的備份是指用硬件來(lái)保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。比如磁盤(pán)鏡像，雙機(jī)容錯(cuò)等方式。如果主硬件損壞，后備硬件馬上能夠接替其工作，這種方式可以有效地防止硬件故障，但無(wú)法防止數(shù)據(jù)的邏輯損壞。

軟件級(jí)的備份是指將系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存到其他介質(zhì)上，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)可以將系統(tǒng)恢復(fù)到備份時(shí)的狀態(tài)。

人工級(jí)的備份最為原始，也最簡(jiǎn)單和有效。但如果要用人工方式從頭恢復(fù)所有數(shù)據(jù)，耗費(fèi)的時(shí)間恐怕會(huì)很長(zhǎng)。

2.3 備份的特點(diǎn)

在選擇備份系統(tǒng)前，存儲(chǔ)介質(zhì)的容量在備份選擇中是最重要的。備份最大的忌諱是在備份過(guò)程中因介質(zhì)容量不足而更換介質(zhì)，因?yàn)檫@會(huì)降低備份數(shù)據(jù)的可靠性。

備份數(shù)據(jù)的存取速度并不是一個(gè)很重要的因素。備份的目的是為了防備萬(wàn)一發(fā)生的意外事故，如自然災(zāi)害、病毒侵入、人為破壞等。這些意外發(fā)生的頻率不是很高，從這個(gè)意義上來(lái)講，在滿足備份窗口需要的基礎(chǔ)上，對(duì)速度要求并不高。

可管理性是備份中一個(gè)很重要的因素，因?yàn)榭晒芾硇耘c備份的可靠性密切相關(guān)。最佳的可管理性是指能自動(dòng)化備份的方案。

2.4 現(xiàn)有備份手段分析

目前采用的備份措施在硬件一級(jí)有磁盤(pán)鏡像、磁盤(pán)陣列、雙機(jī)容錯(cuò)等；在軟件一級(jí)有數(shù)據(jù)拷貝。這幾種措施的特點(diǎn)如下：

磁盤(pán)鏡像（Mirroring）：可以防止單個(gè)硬盤(pán)的物理?yè)p壞，但無(wú)法防止邏輯損壞。

磁盤(pán)陣列（Disk Array）：磁盤(pán)陣列一般采用RAID5技術(shù)，可以防止多個(gè)硬盤(pán)的物理?yè)p壞，但無(wú)法防止邏輯損壞。

雙機(jī)容錯(cuò)：SFTIII、Standby、Cluster群集技術(shù)都屬于雙機(jī)容錯(cuò)的范疇。雙機(jī)容錯(cuò)可以防止單臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理?yè)p壞，但無(wú)法防止邏輯損壞。

數(shù)據(jù)拷貝：可以防止系統(tǒng)的物理?yè)p壞，可以在一定程度上防止邏輯損壞。

3 系統(tǒng)備份方案的基本要求

系統(tǒng)備份與普通數(shù)據(jù)備份的不同在于，它不僅備份系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，還備份系統(tǒng)中安裝的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、用戶(hù)設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)等信息，以便迅速恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)。

對(duì)于備份軟件來(lái)講，安裝方便、界面友好、使用靈活是必不可少的條件。備份軟件應(yīng)提供集中管理方式，用戶(hù)在一臺(tái)機(jī)器上就可以備份從服務(wù)器到工作站整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。支持備份的安全性，在備份時(shí)應(yīng)能夠設(shè)置備份的密碼以防止未授權(quán)的恢復(fù)。支持快速的災(zāi)難恢復(fù)。備份軟件應(yīng)提供一種機(jī)制，可以使用戶(hù)在災(zāi)難發(fā)生后，在非常短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)服務(wù)器和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)，能夠保證備份數(shù)據(jù)的完整性。

對(duì)于硬件的要求備份介質(zhì)應(yīng)便于移動(dòng)。每天對(duì)于備份的數(shù)據(jù)最好能由專(zhuān)人保存在安全的地方。備份介質(zhì)應(yīng)可以重復(fù)使用。備份介質(zhì)的容量應(yīng)不小于現(xiàn)有系統(tǒng)的平均數(shù)據(jù)量?，F(xiàn)在的系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份均采用GB級(jí)的介質(zhì)。由于邏輯故障潛伏期長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)的備份應(yīng)長(zhǎng)期保留。應(yīng)采用經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的備份介質(zhì)，采用新型的備份介質(zhì)要小心謹(jǐn)慎。應(yīng)使用高速度的備份設(shè)備，備份設(shè)備應(yīng)支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮，以進(jìn)一步提高備份速度。

4 數(shù)據(jù)備份在廣播傳輸中的應(yīng)用

4.1 節(jié)傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份

廣電系統(tǒng)節(jié)目傳輸系統(tǒng)是廣播發(fā)射傳輸平臺(tái)的重要環(huán)節(jié)，該控制系統(tǒng)為保證數(shù)據(jù)服務(wù)器的安全，采用RAID技術(shù)提高數(shù)據(jù)安全性。

RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的縮寫(xiě)，中文簡(jiǎn)稱(chēng)為廉價(jià)磁盤(pán)冗余陣列。簡(jiǎn)單的說(shuō)，RAID是一種把多塊獨(dú)立的硬盤(pán)（物理硬盤(pán)）按不同的方式組合起來(lái)形成一個(gè)硬盤(pán)組（邏輯硬盤(pán)），從而提供比單個(gè)硬盤(pán)更高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)備份技術(shù)。組成磁盤(pán)陣列的不同方式成為RAID級(jí)別（RAID Levels）。當(dāng)數(shù)據(jù)備份的功能是在用戶(hù)數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，利用備份信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了節(jié)目傳輸數(shù)據(jù)的安全性。對(duì)于整個(gè)節(jié)目傳輸服務(wù)器而言，其組成的磁盤(pán)組就像是一個(gè)硬盤(pán)，用戶(hù)可以對(duì)它進(jìn)行分區(qū)，格式化等等。對(duì)采用數(shù)據(jù)冗余技術(shù)的磁盤(pán)陣列的操作與單個(gè)硬盤(pán)一模一樣。不同的是，磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)速度要比單個(gè)硬盤(pán)高很多，而且可以提供自動(dòng)數(shù)據(jù)備份?？捎行Т_保節(jié)目傳輸平臺(tái)數(shù)據(jù)流的安全性、可靠性。

4.2 發(fā)射機(jī)中央控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份

隨著近幾年廣播發(fā)射臺(tái)信息化、自動(dòng)化改造工作的不斷深入，傳統(tǒng)的本地控制廣播發(fā)射機(jī)模式已完全被網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程中央控制系統(tǒng)所取代。為了提高中控系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)的可靠傳輸，配置數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)，以及數(shù)據(jù)流完整性的安全檢測(cè)，這里采取可靠性更強(qiáng)，技術(shù)較為成熟的雙機(jī)熱備份技術(shù)，確保整個(gè)發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)射臺(tái)主控制系統(tǒng)雙機(jī)熱備份技術(shù)是一種軟硬件結(jié)合的較高容錯(cuò)應(yīng)用方案。該方案是由兩臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)和一組PLC控制器及相應(yīng)的雙機(jī)熱備份軟件組成。

在這個(gè)容錯(cuò)方案中，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序安裝在兩臺(tái)服務(wù)器的本地系統(tǒng)盤(pán)上，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是通過(guò)磁盤(pán)陣列集中管理和數(shù)據(jù)備份的。數(shù)據(jù)集中管理是通過(guò)雙機(jī)熱備份系統(tǒng)，將所有站點(diǎn)的數(shù)據(jù)直接從中央存儲(chǔ)設(shè)備讀取和存儲(chǔ)，并由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行管理，極大地保護(hù)了數(shù)據(jù)的安全性和保密性。用戶(hù)的數(shù)據(jù)存放在外接共享磁盤(pán)陣列中，在一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，備機(jī)主動(dòng)替代主機(jī)工作，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不間斷。

臺(tái)站雙機(jī)熱備份系統(tǒng)采用“心跳”方法保證主系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的聯(lián)系。所謂“心跳”，指的是主從系統(tǒng)之間相互按照一定的時(shí)間間隔發(fā)送通訊信號(hào)，表明各自系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。一旦“心跳”信號(hào)停止表明主機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，或者備用系統(tǒng)無(wú)法收到主機(jī)系統(tǒng)的“心跳”信號(hào)，則主控系統(tǒng)的PLC管理程序認(rèn)為主機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，主機(jī)停止工作，并將系統(tǒng)資源轉(zhuǎn)移到備用系統(tǒng)上，備用系統(tǒng)將替代主機(jī)發(fā)揮作用，以保證控制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)行不間斷。

5 總結(jié)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的災(zāi)難發(fā)生是多方面的，一個(gè)完整的系統(tǒng)備份方案，應(yīng)包括：備份硬件、備份軟件、日常備份制度和災(zāi)難恢復(fù)措施四個(gè)部分。選擇了備份硬件和軟件后，還需要根據(jù)單位自身情況制定日常備份制度和災(zāi)難恢復(fù)措施，并由管理人員切實(shí)執(zhí)行備份制度。如果沒(méi)有引入一套有效的恢復(fù)策略，輕則導(dǎo)致工作效率下降，系統(tǒng)維護(hù)人員精疲力竭，重則導(dǎo)致業(yè)務(wù)的巨大損失。因此數(shù)據(jù)備份技術(shù)是廣播傳輸?shù)阮I(lǐng)域必不可少的技術(shù)。

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