服务器备份方案

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1、服务器备份方案1. 概述服务器备份是指针对于服务器所产生的数据信息进行相应的存储备份过程，从而 保障数据的安全运行，从狭义上来看信息的价值在于其潜在用途，并会随着时间的推 移而改变。数据管理和保护可攫取信息的最大价值，并规避因未按照监管法规保留信 息而导致的风险。企业应对当前和将来的信息使用方式进行评估，实施满足其全部需 求的流程和技术。2. 服务器备份系统架构目前最常见的网络数据备份系统结构按其架构不同可以分为五种：基于网络附加存储 (DAS-Base)结构，基于局域网(LAN-Base)结构，基于SAN结构的LAN-Free和 Server-Free结构，以及双机热备份。下面对这几种网络数

2、据备份系统结构作具体介绍：2.1 DAS-Base 结构这种备份大多是采用服务器上自带的磁带机或备份硬盘(目前大都采用备份硬盘)，而 备份操作往往也是通过手工操作的方式进行的，此种备份方式被称为RAID。如下图所 示，红色虚线表示数据流。a和机DAS2.1.1 工作原理 原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁 盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组， 利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术，将数据 切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check

3、)的 观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置 入新硬盘中。212阵列样式外接式磁盘阵列柜：外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上，具可热抽换(Hot Swap )的特性，不过这类产品的价格都很贵。 内接式磁盘阵列卡：内接式磁盘阵列卡，因为价格便宜，但需要较高的安装技术， 适合技术人员使用操作。 软件仿真：利用软件仿真的方式，由于会拖累机器的速度，不适合大数据流量的 服务器。2.1.3优缺点 优点RAID以及磁带备份也是非常需要的。对于 RAID而言，可以以很低的成本大大 提高系统的可靠性，而且其复杂程度远远低于双机。因为毕竟硬盘是系统中机械操作 最频繁

4、、易损率最高的部件，如果采用RAID，就可以使出现故障的系统很容易修复， 也减少服务器停机进行切换的次数。 缺点i.可管理的存储设备少，不利于备份系统的共享，不大适合于现在大型的数据备份要求，而且不能提供实时的备份需求。ii. RAID技术只能解决硬盘的问题，备份只能解决系统出现问题后的恢复。而 一旦服务器本身出现问题，不论是设备的硬件问题还是软件系统的问题，都 会造成服务的中断。因此，RAID及数据备份技术不能解决避免服务中断的 问题。2.2 LAN-Base 结构这是小型办公环境最常使用的备份结构。如下图所示2.2.1工作原理在该系统中数据的传输是以局域网络为基础的，首先预先配置一台服务器

5、作 为备份管理服务器，它负责整个系统的备份操作。磁带库则接在某台服务器上， 当需要备份数据在数据备份时备份对象把数据通过网络传输到磁带库中实现备 份的。2.2.2局域网接入方式备份服务器可以直接接入主局域网内或放在专用的备份局域网内。我们推荐 使用后者方案。因为采用前者方案的话，当备份数据量很大的时候，备份数据会占用很大的网络带宽，主局域网的性能会下降很厉害，而后者就可以使得备份进程与普通工作进程相互的干扰减少，保证主局域网的正常工作性能。2.2.3优缺点 优点投资经济、磁带库共享、集中备份管理。 缺点当备份数据量大或备份频率高时，局域网的性能下降快，不适合重载荷的网络应用环境。2.3 LAN

6、-Free备份结构为彻底解决传统备份方式需要占用 LAN 带宽问题，基于 SAN 的备份是一种很好的技 术方案。 LAN-Free 和 Server-Free 的备份系统是建立在 SAN （存储区域网）的基础上的 两种具有代表性的解决方案。它们采用一种全新的体系结构，将磁带库和磁盘阵列各自作为 独立的光纤结点，多台主机共享磁带库备份时，数据流不再经过网络而直接从磁盘阵列传到 磁带库内，是一种无需占用网络带宽的解决方案。2.3.1 工作原理数据无需通过局域网而直接进行备份，即用户只需将磁带机或磁带库等备份设备连 接到SAN中，各服务器就可把需要备份的数据直接发送到共享的备份设备上，不必再经过 局

7、域网链路。由于服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过SAN网络进行的，局域网 只承担各服务器之间的通信任务，而无需承担数据传输的任务。实现了控制流和数据流分离 的目的。2.3.2 实现方式LAN-free网络数据备份系统结构有多种实施方式。通常，用户都需要为每台服务器 配备光纤通道适配器，适配器负责把这些服务器连接到与一台或多台磁带机（或磁带库）相连 的SAN上。同时，还需要为服务器配备特定的管理软件，通过它，系统能够把块格式的数 据从服务器内存、经SAN传输到磁带机或磁带库中。还有一种常用的LAN-free实施办法， 在这种结构中，主备份服务器上的管理软件可以启动其他服务器的数据备份操作。

8、块格式的 数据从磁盘阵列通过SAN传输到临时存储数据的备份服务器的内存中，之后再经SAN传输 到磁带机或磁带库中。2.3.3 优缺点 优点i. 高性能的数据备份：在 SAN 存储区域网络中光纤技术的应用使得数据的传输速 率大大地得到提升，在全双工的传输方式下可达到 200M/Sec 的传输速率，从而 使得系统的备份性能得到质的飞跃。ii. 灵活的可扩展性：在 SAN 存储网络中，系统拥有很好的可扩展性，整个 网络的设计上采用了模块化和可热更换性，使得系统能满足无限的存储 备份需求。iii. 数据备份的集中化管理：由于采用了 SAN 存储架构，使得数据从原有的 数据岛转向数据集中化，从而实现了集

9、中化的数据备份。iv. 解放第一网络：在传统的网络备份中，特别是越来越多数据需要备份的 今天，大量数据备份需要占据大量的以太网带宽，使得本身越来越紧张 的网络带宽不堪重任。而 LAN-Free 备份解决了我们的燃眉之急。v. 降低成本：存储设备的正真共享大大减少了存储设备的投资，降低成本。 缺点i. 它仍然让服务器参与了将备份数据从一个存储设备转移到另一个存储设备的过 程，在一定程度上占用了服务器宝贵的CPU处理时间和服务器内存。ii.LAN-free 技术的恢复能力很一般，它非常依赖用户的应用。2.4 Server-Free 结构它是LAN-free的一种延伸，可使数据能够在SAN结构中的两

10、个存储设备之间直接传输, 通常是在磁盘阵列和磁带库之间。如下图所示。2.4.1 工作方式 通常情况下，备份数据通过名为数据移动器的设备从磁盘阵列传输到磁带库上。该 设备可能是光纤通道交换机、存储路由器、智能磁带或磁盘设备或者是服务器。数 据移动器执行的命令其实是把数据从一个存储设备传输到另一个设备。实施这个过 程的一种方法是借助于SCSI-3的扩展拷贝命令，它使服务器能够发送命令给存储 设备，指示后者把数据直接传输到另一个设备，不必通过服务器内存。数据移动器 收到扩展拷贝命令后，执行相应功能。 利用网络数据管理协议(NDMP)。这种协议实际上为服务器、备份和恢复应用及备 份设备等部件之间的通信

11、充当一种接口。在实施过程中， NDMP 把命令从服务器 传输到备份应用中，而与NDMP兼容的备份软件会开始实际的数据传输工作，且 数据的传输并不通过服务器内存。 NDMP 的目的在于方便异构环境下的备份和恢 复过程，并增强不同厂商的备份和恢复管理软件以及存储硬件之间的兼容性。2.4.2 优缺点 优点 无服务器备份技术具有缩短备份及恢复所用时间的优点。因为备份过程在专用高 速存储网络上进行，而且决定吞吐量的是存储设备的速度，而不是服务器的处理能 力，所以系统性能将大为提升。 缺点虽然服务器的负担大为减轻，但仍需要备份应用软件（以及其主机服务器）来控制备份过程。元数据必须记录在备份软件的数据库上，

12、这仍需要占用CPU资源。与LAN-free 一样，无服务器备份可能会导致上面提到的同样类型的兼容性问题。而 且，无服务器备份可能难度大、成本高。最后，如果无服务器备份的应用要更广泛， 恢复功能方面还有待更大改进。2.5 双机热备份 双机热备特指基于高可用系统中的两台服务器的热备（或高可用），因两机高可用在国 内使用较多，故得 名双机热备，双机高可 用按工作中的切换方式 分为：主 -备方式（Active-Standby方式）和双主机方式（Active-Active方式），主-备方式即指的是一台服务 器处于某种业务的激活状态（即Active状态），另一台服务器处于该业务的备用状态（即 Standb

13、y 状态）。而双主机方式即指两种不同业务分别在两台服务器上互为主备状态（即 Active-Standby 和 Standby-Active 状态）。拓扑结构图如下工仙工输2.5.1 工作原理 心跳过程通过 IP 做心跳检测时，主备机会通过此心跳路径，周期性的发出相互检测的测 试包，如果此时主机出现故障，备机在连续丢失设定数目的检测包后，会认为主机 出现故障，这时备会自动检测设置中是否有第二种心跳，如果没有第二种心跳的话， 备机则根据已设定的规则，启动备机的相关服务，完成双机热备的切换。 IP 工作过程IP地址才用虚拟IP地址的方法来实现，主要原理如图主机正常的情况下虚拟IP地址指向主机的实IP

14、地址，用户通过虚拟IP地址访问主机，这时，HA软件将虚拟IP地址解析到主机实IP地址。当主机做相关的切换时虚拟IP地址通过HA软件自动将虚拟IP地址解析到备机的实IP地址上，这时，虚拟 IP地址指向备机的实IP地址。但对用户来说，用户访问的仍然是虚拟IP地址。所以用 户只会在切换的过程中发现有短暂的通信中断，经过一个短暂的时间，就可以恢复通信 应用及网络故障切换过程可以检测到主机的应用以及网络故障并及时将服务切到备用服务器T作站丄作站 双机热备软件推荐PlusWell 、 Lander Cluster 、EterneCluster 、ServHA Cluster2.5.2双机热备方式 共享存储

15、（磁盘阵列）的方式，如下图所示。共享存储方式主要通过磁盘阵列提供切换后， 对数据完整性和连续性的保障。 用户数据一般会放在磁盘阵列上，当主机宕机后，备机继续从磁盘阵列上取得 原有数据。这种方式因为使用一台存储设备，往往被业内人士称为磁盘单点故 障。但一般来讲存储的安全性较高。所以如果忽略存储设备故障的情况下，这 种方式也是业内采用最多的热备方式。优点：对于共享方式， 数据库放在共享的存储设备上。 当一台服务器提供服务时， 直接在存储设备上进行读写。 而当系统切换后， 另一台服务器也同样读取该存储 设备上的数据。 它可以在无人值守的情况下提供快速的切换， 保证不会有数据丢失现象。缺点：存在存储单点故障 ;增加了昂贵的存储设备投资，对于有实力的企业，可优先考虑该方式。 全冗余（双机双存储）方式，如下图所示。基于单台存储的传统双机热备方式，确实存在存储单点故障的情况，为实现存储冗余，存储高可用也已经越来越多的被用户接受。我们从理解上可以看出 双机热备最早是为解决服务器的计划性停机与非计划性宕机的解决方案，但是 我们无法实现存储的计划性停机与非计划性宕机带来的服务器停机，而存储作 为双机热备中唯一存储数据的设备，它一旦发生故障往往会造成双机热备系统 全面崩溃。这种方式的特点在于：i. 存储之间的数