網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)架構(gòu)大比拼

1、四類網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大比拼數(shù)據(jù)重于一切，為了保護(hù)重要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不致丟失，很多企業(yè)都規(guī)劃了種種類型的備份應(yīng)用系統(tǒng)。本文介紹描述了常用的幾種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全備份的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析與對(duì)比，為用戶針對(duì)自己的應(yīng)用選擇合適的備份方案提供參考。目前最常見的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)按其架構(gòu)不同可以分為四種：基于網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（DAS-Base）結(jié)構(gòu)，基于局域網(wǎng)（LAN-Base）結(jié)構(gòu)，基于SAN結(jié)構(gòu)的LAN-Free和Server-Free結(jié)構(gòu)。下面對(duì)這幾種結(jié)構(gòu)作具體介紹：DAS-Base結(jié)構(gòu)基于網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)系統(tǒng)的備份系統(tǒng)是最簡單的一種數(shù)據(jù)保護(hù)方案，在大多數(shù)情況下，這種備份大多是采用服務(wù)器上自帶的磁帶

2、機(jī)或備份硬盤，而備份操作往往也是通過手工操作的方式進(jìn)行的。如圖1所示，紅色虛線表示數(shù)據(jù)流，下同。它適合下面的應(yīng)用環(huán)境：圖1：DAS-BASE備份結(jié)構(gòu)無需支持關(guān)鍵性的在線業(yè)務(wù)操作。維護(hù)少量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（小于5個(gè)）。支持單一操作系統(tǒng)4.需要簡單和有效的管理5.適用于每周或每天一次的備份頻率，基于DAS的備份系統(tǒng)是最簡單的數(shù)據(jù)備份方案，適用于小型企業(yè)用戶進(jìn)行簡單的文檔備份。它的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)簡單，數(shù)據(jù)傳輸速度快；缺點(diǎn)是可管理的存儲(chǔ)設(shè)備少，不利于備份系統(tǒng)的共享，不大適合于現(xiàn)在大型的數(shù)據(jù)備份要求，而且不能提供實(shí)時(shí)的備份需求。LAN-Base結(jié)構(gòu)LAN-Based備份結(jié)構(gòu)，這是小型辦公環(huán)境最常使用的備份結(jié)構(gòu)。如

3、圖2所示，在該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸是以局域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，首先預(yù)先配置一臺(tái)服務(wù)器作為備份管理服務(wù)器，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的備份操作。磁帶庫則接在某臺(tái)服務(wù)器上，當(dāng)需要備份數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)備份時(shí)備份對(duì)象把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱艓熘袑?shí)現(xiàn)備份的。備份服務(wù)器可以直接接入主局域網(wǎng)內(nèi)或放在專用的備份局域網(wǎng)內(nèi)。我們推薦使用后者方案。因?yàn)椴捎们罢叻桨傅脑挘?dāng)備份數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候，備份數(shù)據(jù)會(huì)占用很大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，主局域網(wǎng)的性能會(huì)下降很厲害，而后者就可以使得備份進(jìn)程與普通工作進(jìn)程相互的干擾減少，保證主局域網(wǎng)的正常工作性能。LAN-Based備份結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是投資經(jīng)濟(jì)、磁帶庫共享、集中備份管理；它的缺點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力大，當(dāng)備份數(shù)據(jù)量大或

4、備份頻率高時(shí)，局域網(wǎng)的性能下降快，不適合重載荷的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境。圖2:LAN-Base備份結(jié)構(gòu)LAN-Free備份方式為徹底解決傳統(tǒng)備份方式需要占用LAN帶寬問題，基于SAN的備份是一種很好的技術(shù)方案。LAN-Free和Server-Free的備份系統(tǒng)是建立在SAN（存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)）的基礎(chǔ)上的兩種具有代表性的解決方案。它們采用一種全新的體系結(jié)構(gòu)，將磁帶庫和磁盤陣列各自作為獨(dú)立的光纖結(jié)點(diǎn)，多臺(tái)主機(jī)共享磁帶庫備份時(shí)，數(shù)據(jù)流不再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)而直接從磁盤陣列傳到磁帶庫內(nèi)，是一種無需占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的解決方案。圖3:LAN-Free備份結(jié)構(gòu)如圖3所示，所謂LAN-free，是指數(shù)據(jù)無需通過局域網(wǎng)而直接進(jìn)行備份，即用戶

5、只需將磁帶機(jī)或磁帶庫等備份設(shè)備連接到SAN中，各服務(wù)器就可把需要備份的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到共享的備份設(shè)備上，不必再經(jīng)過局域網(wǎng)鏈路。由于服務(wù)器到共享存儲(chǔ)設(shè)備的大量數(shù)據(jù)傳輸是通過SAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，局域網(wǎng)只承擔(dān)各服務(wù)器之間的通信任務(wù)，而無需承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。實(shí)現(xiàn)了控制流和數(shù)據(jù)流分離的目的。目前，LAN-free有多種實(shí)施方式。通常，用戶都需要為每臺(tái)服務(wù)器配備光纖通道適配器，適配器負(fù)責(zé)把這些服務(wù)器連接到與一臺(tái)或多臺(tái)磁帶機(jī)（或磁帶庫）相連的SAN上。同時(shí)，還需要為服務(wù)器配備特定的管理軟件，通過它，系統(tǒng)能夠把塊格式的數(shù)據(jù)從服務(wù)器內(nèi)存、經(jīng)SAN傳輸?shù)酱艓C(jī)或磁帶庫中。還有一種常用的LAN-free實(shí)施辦法，在這

6、種結(jié)構(gòu)中，主備份服務(wù)器上的管理軟件可以啟動(dòng)其他服務(wù)器的數(shù)據(jù)備份操作。塊格式的數(shù)據(jù)從磁盤陣列通過SAN傳輸?shù)脚R時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的備份服務(wù)器的內(nèi)存中，之后再經(jīng)SAN傳輸?shù)酱艓C(jī)或磁帶庫中。盡管LAN-free技術(shù)與LAN-Base技術(shù)相比有很多有點(diǎn)，但LAN-free技術(shù)也存在明顯不足。首先，它仍然讓服務(wù)器參與了將備份數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的過程，在一定程度上占用了服務(wù)器寶貴的CPU處理時(shí)間和服務(wù)器內(nèi)存。另外，LAN-free技術(shù)的恢復(fù)能力很一般，它非常依賴用戶的應(yīng)用。許多產(chǎn)品并不支持文件級(jí)或目錄級(jí)恢復(fù)，整體的映像級(jí)恢復(fù)就變得較為常見。映像級(jí)恢復(fù)就是把整個(gè)映像從磁帶拷回到磁盤上，如果我們

7、需要快速恢復(fù)系統(tǒng)中某些少量文件，整個(gè)操作將變得非常麻煩。此外，不同廠商實(shí)施的LAN-free機(jī)制各不相同，這還會(huì)導(dǎo)致備份過程所需的系統(tǒng)之間出現(xiàn)兼容性問題。LAN-free的實(shí)施比較復(fù)雜，而且往往需要大筆軟、硬件采購費(fèi)。因此，LAN-Free優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)備份統(tǒng)一管理、備份速度快、網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力小、磁帶庫資源共享；缺點(diǎn)是少量文件恢復(fù)操作繁瑣，并且技術(shù)實(shí)施復(fù)雜，投資較高。Server-Free備份方式另外一種減少對(duì)系統(tǒng)資源消耗的辦法是采用無服務(wù)器(Serverless)備份技術(shù)。它是LAN-free的一種延伸，可使數(shù)據(jù)能夠在SAN結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間直接傳輸，通常是在磁盤陣列和磁帶庫之間。如圖4所示

8、，這種方案的主要優(yōu)點(diǎn)之一是不需要在服務(wù)器中緩存數(shù)據(jù)，顯著減少對(duì)主機(jī)CPU的占用，提高操作系統(tǒng)工作效率，幫助企業(yè)完成更多的工作。圖4:Server-Free備份結(jié)構(gòu)與LAN-free一樣，無服務(wù)器備份也有幾種實(shí)施方式。通常情況下，備份數(shù)據(jù)通過名為數(shù)據(jù)移動(dòng)器的設(shè)備從磁盤陣列傳輸?shù)酱艓焐?。該設(shè)備可能是光纖通道交換機(jī)、存儲(chǔ)路由器、智能磁帶或磁盤設(shè)備或者是服務(wù)器。數(shù)據(jù)移動(dòng)器執(zhí)行的命令其實(shí)是把數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備。實(shí)施這個(gè)過程的一種方法是借助于SCSI-3的擴(kuò)展拷貝命令，它使服務(wù)器能夠發(fā)送命令給存儲(chǔ)設(shè)備，指示后者把數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備，不必通過服務(wù)器內(nèi)存。數(shù)據(jù)移動(dòng)器收到擴(kuò)展拷貝命令后，

9、執(zhí)行相應(yīng)功能。另一種實(shí)施方法就是利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理協(xié)議(NDMP)o這種協(xié)議實(shí)際上為服務(wù)器、備份和恢復(fù)應(yīng)用及備份設(shè)備等部件之間的通信充當(dāng)一種接口。在實(shí)施過程中，NDM把命令從服務(wù)器傳輸?shù)絺浞輵?yīng)用中，而與NDMP兼容的備份軟件會(huì)開始實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸工作，且數(shù)據(jù)的傳輸并不通過服務(wù)器內(nèi)存。NDMP勺目的在于方便異構(gòu)環(huán)境下的備份和恢復(fù)過程，并增強(qiáng)不同廠商的備份和恢復(fù)管理軟件以及存儲(chǔ)硬件之間的兼容性。無服務(wù)器備份與LAN-free備份有著諸多相似的優(yōu)點(diǎn)。如果是無服務(wù)器備份，源設(shè)備、目的設(shè)備以及SAN設(shè)備是數(shù)據(jù)通道的主要部件。雖然服務(wù)器仍然需要參與備份過程，但負(fù)擔(dān)已大大減輕，因?yàn)樗淖饔没旧项愃平煌ň?，?/p>

10、用于指揮，不用于裝載和運(yùn)輸，不是主要的備份數(shù)據(jù)通道。無服務(wù)器備份技術(shù)具有縮短備份及恢復(fù)所用時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閭浞葸^程在專用高速存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，而且決定吞吐量的是存儲(chǔ)設(shè)備的速度，而不是服務(wù)器的處理能力，所以系統(tǒng)性能將大為提升。此外，如果采用無服務(wù)器備份技術(shù)，數(shù)據(jù)可以數(shù)據(jù)流的形式傳輸給多個(gè)磁帶庫或磁盤陣列。至于缺點(diǎn)，雖然服務(wù)器的負(fù)擔(dān)大為減輕，但仍需要備份應(yīng)用軟件（以及其主機(jī)服務(wù)器）來控制備份過程。元數(shù)據(jù)必須記錄在備份軟件的數(shù)據(jù)庫上，這仍需要占用CPU資源。與LAN-free一樣，無服務(wù)器備份可能會(huì)導(dǎo)致上面提到的同樣類型的兼容性問題。而且，無服務(wù)器備份可能難度大、成本高。最后，如果無服務(wù)器備份的應(yīng)用要更廣泛，恢復(fù)功能方面還有待更大改進(jìn)。因此，Server-Free優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)時(shí)間短，網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力小，便于同意管