數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份技術(shù)大全

　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份技術(shù)一般包含硬件技術(shù)及軟件技術(shù)等，硬件技術(shù)主要是磁帶機(jī)技術(shù)，軟件技術(shù)主要是通用和專(zhuān)用備份軟件技術(shù)等。

　　磁帶機(jī)技術(shù):

　　無(wú)論是硬盤(pán)技術(shù)，還是光盤(pán)技術(shù)，都不適合用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份，只有磁帶機(jī)技術(shù)才真正適合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份領(lǐng)域。事實(shí)上，磁帶機(jī)技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直是首選的唯一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份技術(shù)，因?yàn)榇艓Ы橘|(zhì)不僅能提供高容量、高可靠性以及可管理性，而且價(jià)格比光盤(pán)、磁盤(pán)媒體便宜很多。

　　作為一種備份設(shè)備，磁帶機(jī)技術(shù)也在不斷發(fā)展。當(dāng)前市場(chǎng)上的磁帶機(jī)，按其記錄方式來(lái)分，可歸納為二大類(lèi):一類(lèi)是數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)，另一類(lèi)是螺旋掃描磁帶機(jī)。

　　數(shù)據(jù)流技術(shù)起源于模擬音頻記錄技術(shù)，很類(lèi)似于錄音機(jī)磁帶的原理。它是通過(guò)單個(gè)或多個(gè)靜態(tài)的磁頭與高速運(yùn)動(dòng)的磁帶接觸來(lái)記錄數(shù)據(jù)。這種技術(shù)的缺點(diǎn)在于對(duì)磁帶的張力要求很高，耐用性較差。數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)按磁帶的寬度分為QIC(Quarter-Inch-Cartridge，即1/4英寸)和1/2英寸兩種。1/2英寸磁帶機(jī)是多磁頭讀寫(xiě)，其數(shù)據(jù)傳輸率較高，容量較大。1/4英寸磁帶機(jī)是單磁頭讀寫(xiě)，每記錄一軌后，都要通過(guò)跳軌來(lái)做反向記錄，記錄和檢索速度都比較慢。

　　螺旋掃描技術(shù)起源于模擬視頻記錄技術(shù)，很類(lèi)似于錄像機(jī)磁帶原理。它和數(shù)據(jù)流技術(shù)正相反，磁帶是繞在磁鼓上，磁帶非常緩慢地移動(dòng)，磁鼓則高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在磁鼓兩側(cè)的磁頭也高速掃描磁帶進(jìn)行記錄。當(dāng)它在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到移動(dòng)磁帶的命令，就會(huì)放松磁帶并停止轉(zhuǎn)動(dòng)磁鼓，以防止不必要的介質(zhì)磨損和避免介質(zhì)長(zhǎng)期處于張力狀態(tài)。所以，該技術(shù)具有高可靠性、高速度、高容量的特點(diǎn)。

　　IDC的調(diào)查報(bào)告表明，目前比較流行的磁帶機(jī)技術(shù)有DC2000/TraVan磁帶機(jī)、QICDC6000磁帶機(jī)、8mm磁帶機(jī)、DLT磁帶機(jī)、DAT磁帶機(jī)及Mammoth磁帶機(jī)等。下面分別給予簡(jiǎn)單介紹。

　　QIC磁帶

　　這是一種帶寬為1/4英寸，配有帶盒的盒式磁帶，也叫1/4英寸磁帶。它有兩種規(guī)格，即DC6000和DC2000/Travan。其中DC6000磁帶的驅(qū)動(dòng)器是5.25英寸，它使用非常簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行縱向記錄，但是數(shù)據(jù)磁帶結(jié)構(gòu)卻非常復(fù)雜并且價(jià)格昂貴。在容量1GB以上的市場(chǎng)中，它無(wú)法與4mm與8mm磁帶競(jìng)爭(zhēng)。DC2000/Travan磁帶的驅(qū)動(dòng)器只有3.5英寸，驅(qū)動(dòng)器價(jià)格低，一般不具備硬件數(shù)據(jù)壓縮功能與即寫(xiě)即讀功能，而且使用的介質(zhì)造價(jià)也較高。這種產(chǎn)品對(duì)性能要求不高的桌面計(jì)算機(jī)用戶(hù)可能較合適，但用戶(hù)不多。

　　DLT技術(shù)

　　DLT(Digital Linear Tape-數(shù)字線性磁帶)技術(shù)源于1/2英寸磁帶機(jī)。1/2英寸磁帶機(jī)技術(shù)出現(xiàn)很早，主要用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，如程控交換機(jī)上話(huà)務(wù)信息的記錄，地震設(shè)備的震動(dòng)信號(hào)記錄等等。DLT磁帶由DEC和Quantum公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)。由于磁帶體積龐大，DCT磁帶機(jī)全部是5.25英寸全高格式。DLT產(chǎn)品由于高容量，主要定位于中、高級(jí)的服務(wù)器市場(chǎng)與磁帶庫(kù)系統(tǒng)。DLT磁帶每盒容量高達(dá)35GB，單位容量成本較低。

　　4mm技術(shù)

　　4mmDAT又稱(chēng)數(shù)字音頻磁帶技術(shù)(Digital Audio Tape)。早期的DAT技術(shù)主要應(yīng)用于聲音的記錄，后來(lái)隨著這種技術(shù)的不斷完善，又被應(yīng)用在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域里。4mm的DAT經(jīng)歷了DDS-1、DDS-2和DDS-3三種技術(shù)階段，容量跨度在1GB-12GB。4mmDAT由于小巧和適當(dāng)?shù)娜萘浚谇皫啄臧l(fā)展很快，在小型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較多。目前惠普已經(jīng)推出了采用DDS-4標(biāo)準(zhǔn)、容量為40GB的磁帶機(jī)。

　　由于該磁帶存儲(chǔ)系統(tǒng)采用了螺旋掃描技術(shù)，使得該磁帶具有很高的存儲(chǔ)容量。DAT磁帶系統(tǒng)一般都采用了即寫(xiě)即讀和壓縮技術(shù)，既提高了系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸率，又提高了存儲(chǔ)容量。DAT磁帶和驅(qū)動(dòng)器的生產(chǎn)廠商較多，用戶(hù)有較大的選擇機(jī)會(huì)，是一種很有前途的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份產(chǎn)品。

　　8mm技術(shù)

　　基于螺旋掃描記錄技術(shù)的8mm產(chǎn)品由Exabyte公司開(kāi)發(fā)。由于8mm技術(shù)本身適合于大容量存儲(chǔ)，在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)比較少的早期，其應(yīng)用面不是很廣，主要與大中小型計(jì)算機(jī)配套。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)，8mm技術(shù)越來(lái)越體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，8mm產(chǎn)品的出貨量這幾年的快速增長(zhǎng)也佐證了這一點(diǎn)。8mm技術(shù)有著廣闊的向上發(fā)展空間。并且，每一種新的、高端的8mm產(chǎn)品，都向下兼容低端產(chǎn)品，保護(hù)了用戶(hù)原有的投資。

　　未來(lái)磁帶存儲(chǔ)新技術(shù)LTO

　　LTO(Linear Tape Open—線性磁帶開(kāi)放協(xié)議)技術(shù)是一種結(jié)合了線性多通道雙向磁帶格式的磁帶存儲(chǔ)新技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)主要是將服務(wù)系統(tǒng)、硬件數(shù)據(jù)壓縮、優(yōu)化磁道面、高效糾錯(cuò)技術(shù)和提高磁帶容量性能等結(jié)合于一體。由于LTO技術(shù)是一種“開(kāi)放格式”技術(shù)，這就意味著用戶(hù)將可擁有多項(xiàng)產(chǎn)品和多規(guī)格存儲(chǔ)介質(zhì)，尤其開(kāi)放性可帶來(lái)更多的發(fā)明創(chuàng)新，減少新技術(shù)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到使產(chǎn)品價(jià)格下降和用戶(hù)受益的目的，另外還可提高產(chǎn)品的兼容性和延續(xù)性。LTO第四代標(biāo)準(zhǔn)的容量為800G，傳輸速度為80MB/s～160MB/s，這是目前任何一種磁帶機(jī)都無(wú)法比擬的。開(kāi)發(fā)LTO的主要原因有以下幾點(diǎn):一是建立一個(gè)開(kāi)放的磁帶機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn);二是不斷改進(jìn)磁帶機(jī)產(chǎn)品的可靠性;三是增強(qiáng)產(chǎn)品的可擴(kuò)展性，適應(yīng)數(shù)據(jù)量激增的現(xiàn)實(shí)需求;四是減少備份的時(shí)間，提高產(chǎn)品的性能。

　　目前，LTO技術(shù)有兩種存儲(chǔ)格式，即高速開(kāi)放磁帶格式Ultrium和快速訪問(wèn)開(kāi)放磁帶格式Accelis，它們可分別滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)LTO存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求，其中Ultrium磁帶格式除了具有高可靠性的LTO技術(shù)外，還具有大容量的特點(diǎn)，既可單獨(dú)操作，也可適應(yīng)自動(dòng)操作環(huán)境，非常適合備份、存儲(chǔ)和歸檔應(yīng)用。Accelis磁帶格式則側(cè)重于快速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，Accelis磁帶格式能夠很好地適用于自動(dòng)操作環(huán)境，可處理廣泛的在線數(shù)據(jù)和恢復(fù)應(yīng)用。

　　備份軟件技術(shù)

　　備份軟件技術(shù)在整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份過(guò)程中具有相當(dāng)?shù)闹匾裕驗(yàn)樗粌H關(guān)系到是否支持磁帶的各種先進(jìn)功能，而且在很大程度上決定著備份的效率。有人認(rèn)為，最好的備份軟件就是操作系統(tǒng)所提供的備份功能，諸如Unix的tar/cpio、WindowsNT的WindowsBackup、Netware的Sbackup等。其實(shí)不然，因?yàn)檫@些操作系統(tǒng)僅能提供一些基本的備份功能，缺乏專(zhuān)業(yè)備份軟件的高速度與高性能，目前比較流行的專(zhuān)業(yè)備份軟件有CA的ARCserve2000、VERITAS的BackupExce以及Legato的Networker等。

????? 大家知道，磁帶機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度有一定要求，若數(shù)據(jù)傳輸率偏低，磁帶機(jī)就無(wú)法連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。而專(zhuān)業(yè)備份軟件因能通過(guò)優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸率即可以自動(dòng)以較高的傳輸率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這不僅能縮短備份時(shí)間，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份速度，而且對(duì)磁帶機(jī)設(shè)備本身也有好處。另外，專(zhuān)業(yè)備份軟件還支持新磁帶機(jī)技術(shù)，如HP的TapeAlert技術(shù)，差不多所有主流專(zhuān)業(yè)備份軟件均提供支持。

　　DAS、NAS和SAN存儲(chǔ)模式

　　DAS(Direct Attached Storage—直接連接存儲(chǔ))是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。DAS的適用環(huán)境為:1)服務(wù)器在地理分布上很分散，通過(guò)SAN或NAS在它們之間進(jìn)行互連非常困難時(shí)(商店或銀行的分支便是一個(gè)典型的例子);2)存儲(chǔ)系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器(如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫(kù)使用的“原始分區(qū)”)上時(shí);3)包括許多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用，它們需要直接連接到存儲(chǔ)器上，群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。

　　當(dāng)服務(wù)器在地理上比較分散，很難通過(guò)遠(yuǎn)程連接進(jìn)行互連時(shí)，直接連接存儲(chǔ)是比較好的解決方案，甚至可能是唯一的解決方案。利用直接連接存儲(chǔ)的另一個(gè)原因也可能是企業(yè)決定繼續(xù)保留已有的傳輸速率并不很高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　NAS和SAN的出現(xiàn)響應(yīng)了三種重要的發(fā)展趨勢(shì):網(wǎng)絡(luò)正成為主要的信息處理模式;需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)大量增加;數(shù)據(jù)作為取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略性資產(chǎn)其重要性在增加。

　　NAS(Network Attached Storage—網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ))即將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng))，連接到一群計(jì)算機(jī)上。NAS是部件級(jí)的存儲(chǔ)方法，它的重點(diǎn)在于幫助工作組和部門(mén)級(jí)機(jī)構(gòu)解決迅速增加存儲(chǔ)容量的需求。需要共享大型CAD文檔的工程小組就是典型的例子。

　　NAS產(chǎn)品包括存儲(chǔ)器件(例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器陣列、CD或DVD驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì))和集成在一起的簡(jiǎn)易服務(wù)器，可用于實(shí)現(xiàn)涉及文件存取及管理的所有功能。簡(jiǎn)易服務(wù)器經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以完成一系列簡(jiǎn)化的功能，例如文檔存儲(chǔ)及服務(wù)、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)緩存等等。集成在NAS設(shè)備中的簡(jiǎn)易服務(wù)器可以將有關(guān)存儲(chǔ)的功能與應(yīng)用服務(wù)器執(zhí)行的其他功能分隔開(kāi)。

　　這種方法從兩方面改善了數(shù)據(jù)的可用性。第一，即使相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器不再工作了，仍然可以讀出數(shù)據(jù)。第二，簡(jiǎn)易服務(wù)器本身不會(huì)崩潰，因?yàn)樗苊饬艘鸱?wù)器崩潰的首要原因，即應(yīng)用軟件引起的問(wèn)題。

　　NAS產(chǎn)品具有幾個(gè)引人注意的優(yōu)點(diǎn)。首先，NAS產(chǎn)品是真正即插即用的產(chǎn)品。NAS設(shè)備一般支持多計(jì)算機(jī)平臺(tái)，用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進(jìn)入相同的文檔，因而NAS設(shè)備無(wú)需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網(wǎng)內(nèi)。其次，NAS設(shè)備的物理位置同樣是靈活的。它們可放置在工作組內(nèi)，靠近數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用服務(wù)器，或者也可放在其他地點(diǎn)，通過(guò)物理鏈路與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。無(wú)需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù)，NAS設(shè)備允許用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù)，這樣既可減小CPU的開(kāi)銷(xiāo)，也能顯著改善網(wǎng)絡(luò)的性能。

　　NAS沒(méi)有解決與文件服務(wù)器相關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，即備份過(guò)程中的帶寬消耗。與將備份數(shù)據(jù)流從LAN中轉(zhuǎn)移出去的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)不同，NAS仍使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備份和恢復(fù)。NAS 的一個(gè)缺點(diǎn)是它將存儲(chǔ)事務(wù)由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)上。這就是說(shuō)LAN除了必須處理正常的最終用戶(hù)傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲(chǔ)磁盤(pán)請(qǐng)求。

　　SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))通過(guò)光纖通道連接到一群計(jì)算機(jī)上。在該網(wǎng)絡(luò)中提供了多主機(jī)連接，但并非通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/P>

　　SAN則專(zhuān)注于企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)的特有問(wèn)題。當(dāng)前企業(yè)存儲(chǔ)方案所遇到問(wèn)題的兩個(gè)根源是:數(shù)據(jù)與應(yīng)用系統(tǒng)緊密結(jié)合所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性限制，以及目前小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)標(biāo)準(zhǔn)的限制。大多數(shù)分析都認(rèn)為SAN是未來(lái)企業(yè)級(jí)的存儲(chǔ)方案，這是因?yàn)镾AN便于集成，能改善數(shù)據(jù)可用性及網(wǎng)絡(luò)性能，而且還可以減輕管理作業(yè)。

　　SAN解決方案的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:

　　SAN提供了一種與現(xiàn)有LAN連接的簡(jiǎn)易方法，并且通過(guò)同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協(xié)議。SAN不受現(xiàn)今主流的、基于SCSI存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的布局限制。特別重要的是，隨著存儲(chǔ)容量的爆炸性增長(zhǎng)，SAN允許企業(yè)獨(dú)立地增加它們的存儲(chǔ)容量。

　　SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲(chǔ)陣列，這樣不管數(shù)據(jù)置放在那里，服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。因?yàn)椴捎昧斯饫w接口，SAN還具有更高的帶寬。

　　因?yàn)镾AN解決方案是從基本功能剝離出存儲(chǔ)功能，所以運(yùn)行備份操作就無(wú)需考慮它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化，特別是對(duì)于全部存儲(chǔ)設(shè)備都集群在一起的時(shí)候。最后一點(diǎn)，光纖接口提供了10公里的連接長(zhǎng)度，這使得實(shí)現(xiàn)物理上分離的、不在機(jī)房的存儲(chǔ)變得非常容易。

　　SAN主要用于存儲(chǔ)量大的工作環(huán)境，如ISP、銀行等，但現(xiàn)在由于需求量不大、成本高、標(biāo)準(zhǔn)尚未確定等問(wèn)題影響了SAN的市場(chǎng)，不過(guò)，隨著這些用戶(hù)業(yè)務(wù)量的增大，SAN也有著廣泛的應(yīng)用前景。