数据备份与恢复

数据备份与恢复 如何打造电力信息安全的天罗地网 ——谈信息安全技术的发展现状与趋势 作者:王博 赵晶 艾小洋 2007?07 数据备份与恢复篇:数据备份时不我待 信息，作为企业资产的一部分，在企业的日常生产中扮演着重要的 角色。数据的安全、有效、可控管理成为了信息系统不可缺少的组成部分。使用哪些设备、介质、软件、技术对电力信息系统数据进行存储，在遇到重大灾难是可以迅速恢复系统数据，恢复电力企业生产;对重要信息加密，防止企业重要商业机密外泄;对历史数据备份，供信息系统快速查询;数据方便的移动和迁移，适应电力信息系统发展和重组等等一直是电力信息管理者关注的话。 数据备份与恢复技术的主要方法分为哪几类,他们各有哪些特点和优缺点, 刘平(EMC技术解决部客户方案技术部经理):目前数据备份恢复的技术主要分为磁带、光盘、磁盘和网络存储NAS等四类。磁带和光盘是比较传统的备份方式，磁带的使用尤为普遍。随着备份技术的发展，磁盘、网络存储即所谓NAS的应用逐渐日盛。数据备份与恢复技术的应用主要考虑三个方面:一是备份速度，即需要多长时间备份;第二点，备份完了以后是否方便保存和检查;第三点是恢复速度与准确性。就这三部分来讲，恢复是最重要的一部分，毕竟备份的目的在于能够恢复。恢复的时间一般是备份 时间的一倍，这是目前比较头疼的地方。目前来讲，最有发展前途的应该是磁盘和网络存储。光盘和磁带目前看来成本比较低，但随着数据量越来越大了，几十盘、几百盘的磁带的保存不但对定期检查、温度、防灰尘的要求较高，同时是否能够恢复也无法保证。光盘的保存就更难，随便的一张CD或者DVD，时间长了，读不出来的比例较高，能否用于恢复同样不能保证。相较而言，磁盘技术较为成熟，密封的磁盘至少便于检查与保存，不大受存放环境的影响，磁盘的保护方式各种各样，比如RUILY技术、定向技术、RAID5以及其它一些方法，同时磁盘的写入要比磁带的写入速度要快，磁盘备份的速度也比光盘和磁带快得多。相比较而言，光盘写入速度最慢，写一个字节大概需要十几毫秒，磁带比它快一些，磁盘则更快一点，目前最快的是网络存储速度。写的快读的快，恢复的时候网络存储速度最快，因为网络存储里面含有缓存的部分，它的一些读取的机制令其恢复速度比磁盘还要快。主流的NAS都包含缓存技术，只不过其读写算法各有不同。 王晓东(同有飞骥公司):数据备份的分类，分为数据的流转形式和系统的备份级别两种。就数据的流转形式而言，又分为如下几种:一是Host备份。Host备份是传统的数据备份的结构。这种结构中磁带库直接接在服务器上，而且只为该服务器提供数据备份服务。在大多数情况下，这种备份大多是采用服务器上自带的磁带机，而备份操作往往也是通过手工操作的方式进行的。Host备份结构的优点是数据传输速度快，备份管理简单;缺点是不利于备份系统的共享，不适合于现在大型的数据备份要求。 二是LAN备份。在异构的开放系统网络环境中，利用备份软件，通过一台专用备份服务器，将备份设备连接到备份服务器上，对整个网络的数据进行备份。备份数据流和 应用数据流共享LAN网络带宽，LAN网络为备份数据的流转载体。这种方式价格较低，但需要占用大量的网络带宽和应用服务器的系统资源。所以备份操作时应尽量选择在数据库访问量较低的时间段。 三是LAN-Free备份。这是一种基于SAN的备份方案，利用备份软件，将备份设备作为独立的光纤结点，备份时，数据流通过搭建的独立SAN环境直接从磁盘阵列传到备份设备内，从而无需占用LAN网络带宽。这种方式能充分发挥SAN高速数据流网络的优势，应用数据和备份数据通过各自的载体进行传输，不互相干扰，减少网络的负载，从而提高了应用系统和备份系统的效率，体现出高速备份设备的性能;这种备份的缺陷是仍需要占用应用服务器的系统资源。 四是Server-Free备份。上述LAN-Free自动化备份虽然无需占用LAN网络带宽，但是在从磁盘阵列备份到备份设备时，还是需要应用服务器消耗一部分CPU资源组织文件系统实施备份管理控制;利用目前一些备份软件提供的功能模块，可以实现由备份服务器实施备份操作，应用服务器可以从备份操作中解放出来，此种方式可以解决因备份时间过长占用应用服务系统资源过多的情况，但系统建设较为复杂，且可实现性有待验证。 数据备份分类就系统的备份级别而言，可以分为如下几类:一是文件级备份，即该备份系统仅仅将应用系统中的数据文件进行备份，如文字、图片和媒体等文件进行备份，保证数据的安全性。二是应用级备份，即对应用系统中的一些软件应用，如数据库、AD域、邮件服务等备份软件可以在应用系统正常运行的情况下，对应用数据进行应用级备份，避免因人工备份而引起的需停止应用服务带来的系统终端情况。三是系统级备份，即备份软件在保护系统数据的同时，还对应用系统本身进行保护，当应用系统因意外情况发生系统数据丢失时，备份系统可以通过备份数据将应用系统恢复到最近一次系统备份后的状态，而不需用户重新安装应用系统和设置系统参数。 目前流行数据备份与恢复系统的主要框架是怎样的,为何这种框架能够成为众多企业采用的数据安全系统, 王晓东(同有飞骥公司):我们可以将备份系统理解成为一个备份域，该域由一台或多台备份服务器(备份服务器集群)和需要备份数据的应用服务器以及相关的网络链路、设备组成。 备份服务器是整个备份域的心脏，由其上安装的备份软件来控制整个备份域中数据的备份策略、备份设备和数据流向等诸多因素。用户需要在备份服务器上制定备份策略、用户权限等相关内容。需要备份的应用服务器上需安装备份代理模块，以针对不同的备份应用(文件、应用、系统等)，该代理由备份服务器调度和管理，用以实现发起和停止备份数据的传输等功能。备份域中还有介质代理(服务器)，该服务器可以是专门的主机也可以使由应用主机兼职(LAN-Free备份)，其主要作用是控制备份设备，负责备份数据向备份介质写入和读取时的协调过程。备份设备(磁带库、虚拟带库、磁盘阵列等)统一由介质服务器调度，进行数据的写入和读区工作。 当今系统应用对数据保护系统的需求是很明显的，目前网络结构架设的重心已经由服务器和网络逐渐转换到数据上面来，因为数据是最宝贵的财富，如果不充分保护丢失后很难恢复，且难以用金钱来弥补。而数据保护系统就是为了需要恢复数据时起关键作用的应用系统，是用户应用数据的保护神。 刘平(EMC技术解决方案部客户方案技术部经理):目前流行的数据备份主要框架包括磁带库、磁盘阵列和虚拟带库等，数据备份恢复方式可以不变，与原有的应用系统保持着原有的集成感觉，但实际速度要快得多。磁盘库的出现极好的解决了磁带、驱动、磁头的物理局限性，可以把一个磁盘库仿真成一百个、两百个、甚至是三百个这样的驱 动。非常明显，磁盘库在速度上具有显而易见的无可比拟性，磁盘库所产生的效果是同时仿佛有几百个驱动在工作。目前，电力领域对磁盘库的应用已经开始。目前大部分企业的备份框架全都是基于磁带的框架，因此，他们的软件环境即系统配置和人员使用习惯也受到这种形式的影响。因此，从磁带库到磁盘库的改变有的时候更多的是一种习惯，事实上相关的改变或者培训并不算大。磁盘库以及仿真磁盘库的应用，事实上不但能够保护原来的投资，同时基于这一技术的的可扩展性，客户还能在此基础上获得更为有效的延伸。按照数据备份与恢复技术应用主要考虑的三个方面来讲，随着备份技术的继续发展，数据恢复技术的发展必定是下一轮的发展趋势。 结合电力信息系统的数据量、数据冗余程度、信息流向、数据保存期限等指标，信息主管应如何构架符合企业自身需求的数据备份与恢复体系, 王晓东(同有飞骥公司):随着电力信息化的深入以及电力改革的进行，电力系统的数据也随之日益庞大，电力企业数据量爆发式的增长和数据安全性要求越来越高，这些核心业务系统要求必须具有高可用性，具备完备可靠的数据/系统备份措施等功能特性，即便这些业务处理系统并不是高档设备，也会要求具备哪些本来只有会在高档小型机上具备的特性。另外对这些分布式系统，特别是在基于PC服务器的系统中其突出的I/O性能优化能对系统进行一定程度的整合并将进一步减轻管理人员的工作强度和降低管理成本。按照以上的实际情况，备份系统网络可以根据不同的实际需求进行规划，作为电网实时监控系统的数据必须要求数据的及时有效性，一旦系统崩溃数据马上就能够恢复，因此可以考虑构架基于SAN环境的LAN-Free备份，同时辅以容灾系统，确保系统的正常运行和数据不丢失;对于计费系统同样以考虑LAN-Free加容灾的方式综合实现;对于管理信息系统中不参与电力企业过程监控、生产管理的数据可以采用LAN备份的方式定期将有效数据备份到设备中，保存一份数据副本，用作系统恢复的数据源。 刘平(EMC技术解决方案部客户方案技术部经理):电力行业具体可分为发电、供电、设计院等单位，情况不同、用法不同。发电厂DCS系统数据量不大，对实时性要求不高，数据备份要求不大，但对性能要求很高，将数据导出来都放在历史库里面就可以了，其历史库不在DCS系统中，涵盖在其它系统当中，利用NAS存储备份基本上就能解决问题。供电系统对实时性要求比较高，营销、计费等系统中除了包括大量的客户信息还包括大量的资金信息，因此可以利用NAS或者SAIN结构进行备份保护，目前这一领域的要求逐渐提高，技术性更高的远程数据备份技术也得到了应用，磁带等传统备份与恢复方式逐渐淡出。设计院的备份对象多是像图纸文档，数据量比较大而且数据也很关键，主要采取网络存储的备份方式。随着中国电力改革的进一步深，目前电力系统本身不再像以前业务单一，仅输送电这一部分，就有自己的调度系统、营销系统、计费系统甚至复合管理、ERP等系统，这就需要根据具体情况进行具体，例如从业务角度进行重要、次要业务分析，在此基础上将业务分析映射到IT系统上，也就是映射到应用系统上，再进行相应的应用系统分析，继而对应用系统产生出来的数据进行分类分析，这样才能对其制定不同的数据备份及恢复的策略，从而完成整个企业数据备份与恢复策略的构架。目前多数企业也正是按照这一流程来进行整个企业数据备份与数据恢复策略的制定与实施。例如电力营销系统，不但对应企业的营销业务，同时还与财务部分挂钩。一个业务系统对应不同的应用系统，一个业务可能需要数个应用系统的支撑，尤其关键性业务，因此对业务的分析，实际上是一种关系分析。其中所涉及的任何一个应用系统的保护是否安全都会影响到关键业务本身的保护。那么相关业务所产生的数据的备份与恢复的重要性就会得到一个相关的重要性认定，因此相应的电力营销系统的数据与财务系统的数 据之间有什么关系、重要程度上等等这些方面也要进行分析，针对于营销产生出来的诸如客户信息变化、日流水帐等数据是进行磁盘内部保护或者需要容改保护、是否备份到磁盘、磁带上等相应的数据备份和恢复策略制定便可以得到制定的依据。 在电力领域，目前多数企业执行的策略还停留在磁盘保护的层面，特别的数据保护还没有。电力系统的IT起步相较于银行和电信要晚一些，还是采用比较传统的办法。也正因为这个原因，电力系统的数据备份与恢复市场还存在较大的市场空间。 国外电力企业以及我国其他行业，比如电信行业，他们是如何选择和构建数据备份与恢复系统的, 王晓东(同有飞骥公司):目前，在国外的电力行业以及国内的IT建设比较发达的行业，如电信行业，目前备份系统的建设已经达到了非常发达的程度。备份系统覆盖了这些用户所有的系统和数据，如核心业务系统、办公自动化系统以及其他的辅助应用系统，并将这些备份工作集中在一套备份系统的管理之下。 目前备份系统的管理主要集中在对用户异构环境、复杂存储情况下的数据保护，将用户的磁盘阵列、磁带库、服务器和应用软件等多种软、硬件设备组织起来共同实现对操作系统、数据库和文件数据集中保护的能力。 例如在CommVault备份软件可以有效地为用户提供全面的数据保护功能，保证了用户数据丢失对业务系统、数据库系统和操作系统损坏时，可以进行数据恢复，保证业务系统的安全。 因此在备份系统的设计中，备份软件是系统的核心，选择第三方、居于业界领导者地位的软件是成熟用户的主流选择。目前用户在建设备份系统时，主要选择NBU、EMC Legato和CommVault三家公司的产品构建备份系统。在备份设备的选择方面，磁带库作为价廉物美的产品，仍然是用户选择的主流，但以SATA磁盘为存储介质的备份设备，由于磁盘价格的急剧下降，性价比不断提升，也成为一个比较重要的备份设备选择。 刘平(EMC技术解决方案部客户方案技术部经理):国外电力企业在数据保护与恢复方面较国内同行领先。我们先前提及的业务分析、应用分析以及数据划分、策略制定一系列流程实际上源于国外企业的先进经验。国外电力企业普遍采用这种方式构建自己的备份与恢复框架。从这个角度来讲，EMC所做的是将国外电力的应用总结为最佳实践，努力向国内电力企业推广这一理念。而事实上，早在97、98、99年，国内金融业已经最早开启这一理念的概念与实践。目前中国五大银行系统已经开始普遍考虑这些问题，电信业的应用始于2000年，他们基本上按照我们奉行的流程一步步分析、一步步划分，然后制定策略，构建自己的数据备份与恢复系统。而这一流程，将同样适用于中国电力企业，这一点勿庸质疑。 贵公司的数据安全解决方案有哪些特色,适用于哪些行业,在电力行业中应用情况如何, 王晓东(同有飞骥公司):同有飞骥公司作为老牌的存储公司，是国内少有的既有高端集成能力，又拥有自有品牌及全国销售渠道的专业存储服务公司之一。我公司为金融、电信、制造、科研、政府和教育行业的用户都能够提供从简单的双机热备份系统到高级的大型数据中心存储备份方案，可以满足不同用户对数据安全的需要。比如，在经费相对紧张的教育行业，针对用户的一卡通系统和数字图书馆系统，推荐采用ROSE HA软件+磁盘阵列的双机解决方案，而对于像内蒙电力公司数据中心的保护系统，则采用备份软件+虚拟磁带库+物理磁带库组成的兼顾备份性能和备份容量的大型备份解决方案，而对 于像新华社多媒体数据库系统的备份则推荐了采用Server-Free备份系统。在电力行业中，目前我公司完成了天津电力公司集中备份系统、内蒙古电力公司集中备份系统、华能集团总部及下属7个电厂集中备份系统和大亚湾核电站集中存储备份系统。在这些备份系统中，首先采用集中备份模式，实现对用户多个业务系统进行集中数据保护，其次采用高端备份设备(大型磁带库或虚拟磁带库)实现对用户海量数据的快速备份，第三需要较高的服务质量，比如快速的售后响应、为用户提供备份数据的恢复，定期的巡检和用户技术人员的培训。 刘平(EMC技术解决方案部客户方案技术部经理):EMC是一个信息管理和信息基础构架为解决方案的公司。因此，产品本身体现的其实是EMC的整套从方法论开始一直到实施团队及整个解决方案。我觉得这是EMC最成熟的地方。除了在业界拥有很好口碑的软件、硬件产品，EMC从来不是简简单单的把产品推给用户，向用户介绍如何使用这些产品，而是提供从策略制定开始到到设计、实施、管理、维护、跟踪等一系列非常专业的服务。EMC服务的行业较多，相较于金融、电信，电力行业的信息化建设发展较快，但基础较为薄弱。但无论哪个行业，如果投资建设数据备份或者数据恢复系统，必然会涉及到前面一些系统的投资，所以我们必须对客户的投资进行有效的保护。但这种保护，也会面临与现有系统的兼容性等问题。而EMC的磁盘库、仿真磁带库对现有的备份软件没有特别的要求，具有很强的兼容性，现在已经用的这些备份软件它都可以用。目前在中国电力领域近两年才开始考虑到真正意义上的备份与恢复，但我们已经很快为浙江电力、江苏电力、上海电力、三河发电厂、北京一热等电力企业制定了相关的策略，应用已经相当广泛。 数据备份与恢复技术的未来发展趋势如何, 王晓东(同有飞骥公司):从目前备份领域技术的发展情况来看，用户对备份和数据保护的要求更高，比如基于备份系统的数据容灾，利用备份软件的复制功能，将本地生产系统备份的数据复制到异地保存，保证当数据中心发生灾难的情况下，数据仍能够在异地保存。采用这种解决方案可以大大提高用户数据安全的级别，同时系统实现的成本也大大低于其他基于磁盘阵列复制的解决方案。另外，基于CDP持续数据保护的新备份方式也成为越来越多用户关注的新技术，该产品可以记录用户数据的连续变化过程，并能够保存这种变化量。这样当用户生产系统发生变化时，能够在复制端根据数据变化的情况，回退到一定的时间前，保证恢复的数据间隔可以降到最小，保证数据安全。 刘平(EMC技术解决方案部客户方案技术部经理):就数据备份与恢复技术的未来发展趋势，我认为主要有以下几个方面:一是更多的灵活性，二是管理更简单。随着数据量的越来越大，应用的复杂程度逐渐增加，应用面也会增多，甚至可能几百个应用都需要备份，这种情况日益普遍。那么如何管理这几百个数据备份与恢复,因此需要更为简洁、集中的管理方式。EMC其实一直也是向这个方向在发展。EMC会提供这样一种可能，即让终端用户在使用这些系统时，会有一个更好的界面。通过简单的操作和实施，就能完成复杂的数据备份和恢复工作。其次是更加自动化，目前的备份工作多需要手工完成，但随着数据量的增加、业务的增加、应用种类的增加，手工方式已经不能满足用户的需求，但如果制定好，系统自动完成，所有的数据备份与恢复工作就会变得简单易行。毕竟，用起来要简单，跑起来快速，是用户对于数据备份与恢复系统的终极需求。而此也正是EMC的未来发展方向以及努力目标。