數(shù)據(jù)存儲備份技術(shù)大全

數(shù)據(jù)存儲備份技術(shù)大全

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

　　磁帶機技術(shù):

　　無論是硬盤技術(shù)，還是光盤技術(shù)，都不適合用來進行數(shù)據(jù)存儲備份，只有磁帶機技術(shù)才真正適合數(shù)據(jù)存儲備份領(lǐng)域。事實上，磁帶機技術(shù)長期以來一直是首選的唯一的數(shù)據(jù)存儲備份技術(shù)，因為磁帶介質(zhì)不僅能提供高容量、高可靠性以及可管理性，而且價格比光盤、磁盤媒體便宜很多。

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

　　數(shù)據(jù)流技術(shù)起源于模擬音頻記錄技術(shù)，很類似于錄音機磁帶的原理。它是通過單個或多個靜態(tài)的磁頭與高速運動的磁帶接觸來記錄數(shù)據(jù)。這種技術(shù)的缺點在于對磁帶的張力要求很高，耐用性較差。數(shù)據(jù)流磁帶機按磁帶的寬度分為QIC(Quarter-Inch-Cartridge，即1/4英寸)和1/2英寸兩種。1/2英寸磁帶機是多磁頭讀寫，其數(shù)據(jù)傳輸率較高，容量較大。1/4英寸磁帶機是單磁頭讀寫，每記錄一軌后，都要通過跳軌來做反向記錄，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)，很類似于錄像機磁帶原理。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，磁鼓則高速轉(zhuǎn)動，在磁鼓兩側(cè)的磁頭也高速掃描磁帶進行記錄。當它在一定時間內(nèi)沒有收到移動磁帶的命令，就會放松磁帶并停止轉(zhuǎn)動磁鼓，以防止不必要的介質(zhì)磨損和避免介質(zhì)長期處于張力狀態(tài)。所以，該技術(shù)具有高可靠性、高速度、高容量的特點。

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

　　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)動器是5.25英寸，它使用非常簡單的驅(qū)動裝置進行縱向記錄，但是數(shù)據(jù)磁帶結(jié)構(gòu)卻非常復(fù)雜并且價格昂貴。在容量1GB以上的市場中，它無法與4mm與8mm磁帶競爭。DC2000/Travan磁帶的驅(qū)動器只有3.5英寸，驅(qū)動器價格低，一般不具備硬件數(shù)據(jù)壓縮功能與即寫即讀功能，而且使用的介質(zhì)造價也較高。這種產(chǎn)品對性能要求不高的桌面計算機用戶可能較合適，但用戶不多。

　　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。1/2英寸磁帶機技術(shù)出現(xiàn)很早，主要用于數(shù)據(jù)的實時采集，如程控交換機上話務(wù)信息的記錄，地震設(shè)備的震動信號記錄等等。DLT磁帶由DEC和Quantum公司聯(lián)合開發(fā)。由于磁帶體積龐大，DCT磁帶機全部是5.25英寸全高格式。DLT產(chǎn)品由于高容量，主要定位于中、高級的服務(wù)器市場與磁帶庫系統(tǒng)。DLT磁帶每盒容量高達35GB，單位容量成本較低。

　　4mm技術(shù)

　　4mmDAT又稱數(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，后來隨著這種技術(shù)的不斷完善，又被應(yīng)用在數(shù)據(jù)存儲領(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?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標準、容量為40GB的磁帶機。

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

　　8mm技術(shù)

　　基于螺旋掃描記錄技術(shù)的8mm產(chǎn)品由Exabyte公司開發(fā)。由于8mm技術(shù)本身適合于大容量存儲，在計算機數(shù)據(jù)比較少的早期，其應(yīng)用面不是很廣，主要與大中小型計算機配套。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)量呈幾何級數(shù)的增長，8mm技術(shù)越來越體現(xiàn)出其優(yōu)勢，8mm產(chǎn)品的出貨量這幾年的快速增長也佐證了這一點。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，保護了用戶原有的投資。

　　未來磁帶存儲新技術(shù)LTO

　　LTO(Linear Tape Open—線性磁帶開放協(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新技術(shù)，其優(yōu)點主要是將服務(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“開放格式”技術(shù)，這就意味著用戶將可擁有多項產(chǎn)品和多規(guī)格存儲介質(zhì)，尤其開放性可帶來更多的發(fā)明創(chuàng)新，減少新技術(shù)開發(fā)風險，從而達到使產(chǎn)品價格下降和用戶受益的目的，另外還可提高產(chǎn)品的兼容性和延續(xù)性。LTO第四代標準的容量為800G，傳輸速度為80MB/s～160MB/s，這是目前任何一種磁帶機都無法比擬的。開發(fā)LTO的主要原因有以下幾點:一是建立一個開放的磁帶機產(chǎn)品標準;二是不斷改進磁帶機產(chǎn)品的可靠性;三是增強產(chǎn)品的可擴展性，適應(yīng)數(shù)據(jù)量激增的現(xiàn)實需求;四是減少備份的時間，提高產(chǎn)品的性能。

　　目前，LTO技術(shù)有兩種存儲格式，即高速開放磁帶格式Ultrium和快速訪問開放磁帶格式Accelis，它們可分別滿足不同用戶對LTO存儲系統(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，既可單獨操作，也可適應(yīng)自動操作環(huán)境，非常適合備份、存儲和歸檔應(yīng)用。Accelis磁帶格式則側(cè)重于快速數(shù)據(jù)存儲，Accelis磁帶格式能夠很好地適用于自動操作環(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)在整個數(shù)據(jù)存儲備份過程中具有相當?shù)闹匾?，因為它不僅關(guān)系到是否支持磁帶的各種先進功能，而且在很大程度上決定著備份的效率。有人認為，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。其實不然，因為這些操作系統(tǒng)僅能提供一些基本的備份功能，缺乏專業(yè)備份軟件的高速度與高性能，目前比較流行的專業(yè)備份軟件有CA的ARCserve2000、VERITAS的BackupExce以及Legato的Networker等。

????? 大家知道，磁帶機對數(shù)據(jù)傳輸速度有一定要求，若數(shù)據(jù)傳輸率偏低，磁帶機就無法連續(xù)運轉(zhuǎn)。而專業(yè)備份軟件因能通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸率即可以自動以較高的傳輸率進行數(shù)據(jù)傳輸，這不僅能縮短備份時間，提高數(shù)據(jù)存儲備份速度，而且對磁帶機設(shè)備本身也有好處。另外，專業(yè)備份軟件還支持新磁帶機技術(shù)，如HP的TapeAlert技術(shù)，差不多所有主流專業(yè)備份軟件均提供支持。

　　DAS、NAS和SAN存儲模式

　　DAS(Direct Attached Storage—直接連接存儲)是指將存儲設(shè)備通過SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺計算機上。DAS的適用環(huán)境為:1)服務(wù)器在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子);2)存儲系統(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)庫使用的“原始分區(qū)”)上時;3)包括許多數(shù)據(jù)庫應(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器上，群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。

　　當服務(wù)器在地理上比較分散，很難通過遠程連接進行互連時，直接連接存儲是比較好的解決方案，甚至可能是唯一的解決方案。利用直接連接存儲的另一個原因也可能是企業(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:網(wǎng)絡(luò)正成為主要的信息處理模式;需要存儲的數(shù)據(jù)大量增加;數(shù)據(jù)作為取得競爭優(yōu)勢的戰(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)即將存儲設(shè)備通過標準的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng))，連接到一群計算機上。NAS是部件級的存儲方法，它的重點在于幫助工作組和部門級機構(gòu)解決迅速增加存儲容量的需求。需要共享大型CAD文檔的工程小組就是典型的例子。

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

　　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，簡易服務(wù)器本身不會崩潰，因為它避免了引起服務(wù)器崩潰的首要原因，即應(yīng)用軟件引起的問題。

　　NAS產(chǎn)品具有幾個引人注意的優(yōu)點。首先，NAS產(chǎn)品是真正即插即用的產(chǎn)品。NAS設(shè)備一般支持多計算機平臺，用戶通過網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進入相同的文檔，因而NAS設(shè)備無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，通過物理鏈路與網(wǎng)絡(luò)連接起來。無需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù)，NAS設(shè)備允許用戶在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù)，這樣既可減小CPU的開銷，也能顯著改善網(wǎng)絡(luò)的性能。

　　NAS沒有解決與文件服務(wù)器相關(guān)的一個關(guān)鍵性問題，即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數(shù)據(jù)流從LAN中轉(zhuǎn)移出去的存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)不同，NAS仍使用網(wǎng)絡(luò)進行備份和恢復(fù)。NAS 的一個缺點是它將存儲事務(wù)由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲磁盤請求。

　　SAN(存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))通過光纖通道連接到一群計算機上。在該網(wǎng)絡(luò)中提供了多主機連接，但并非通過標準的網(wǎng)絡(luò)拓撲。

　　SAN則專注于企業(yè)級存儲的特有問題。當前企業(yè)存儲方案所遇到問題的兩個根源是: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，以及目前小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)標準的限制。大多數(shù)分析都認為SAN是未來企業(yè)級的存儲方案，這是因為SAN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)點有以下幾個方面:

　　SAN提供了一種與現(xiàn)有LAN連接的簡易方法，并且通過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存儲結(jié)構(gòu)的布局限制。特別重要的是，隨著存儲容量的爆炸性增長，SAN允許企業(yè)獨立地增加它們的存儲容量。

　　SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲陣列，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)。因為采用了光纖接口，SAN還具有更高的帶寬。

　　因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，所以運行備份操作就無需考慮它們對網(wǎng)絡(luò)總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現(xiàn)簡化，特別是對于全部存儲設(shè)備都集群在一起的時候。最后一點，光纖接口提供了10公里的連接長度，這使得實現(xiàn)物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。

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