分布式网络备份应用解析

思考的牛

Grand Forks是美国西北部的一座城市。两年前，一场洪水使这个城市三分之二的企业遭到巨大损失。这些企业中的大多数从些一蹶不振，直至最终倒闭。然而，有一家名为Ecolab的公司却迹般地没有受到任何影响。随着从前的竞争对手纷纷陷入困境，Ecolab生意越来越红火。Ecolab创下的奇迹引起了人们的极大的好奇:究竟是什么秘诀使它躲过了那场几乎毁灭了整个城市的灾难尼?其实原因很简单:Ecolab每天都进行分布式网络备份。在洪水发生的前一天，Ecolab按惯例对自己的网络系统进行了分布式网络备份方案，并把备份磁带存放在安全的地方。就这样，在洪水发生后的第二天，当其他的公司正在为丢失的客户资料与财务帐目一愁莫展时，Ecolab于上午7点钟准时开始营业。虽然对网络系统进行备份是防止数据丢失的最好方法，但在今天的分布式网络备份环境中，做到可靠而又富有效率的备份并不是一件容易的事。

以银行系统为例，总部与地方储蓄所内的数据都很重要，都需要进行备份。但是，由于银行网络覆盖面积广，数据量大，而网络的性能、带宽有限，再加上网络使用者素质良莠不齐，这就给分布式网络备份工作带来很大的不便。假设现在这家银行需要我们为其设计备份方案，那么我们可以从以下三个方面来考虑:

远程集中备份

将若干台磁带机或磁带库连接在总部数据中心的备份服务器上，然后通过网络将总部以及地方储蓄网点的数据备份到这些磁带机/库上。在这种方案中，备份和灾难恢复的工作都是由总部数据中心的专业人员来完成，这样就不需要地方网点人员的介入，减少了人为错误发生的概率，提高了备份的可靠性。这种分布式网络备份方案的另外一个好处就是总部直接通过网络获得地方储蓄所的备份数据，而不用象通常的情况那样，地方储蓄所通过邮局邮寄备份磁带。而且，总部还可以随时根据这些备份数据来分析地方储蓄所的业务进展程度以及系统配置情况等等。然而这种备份方案也有明显的缺陷。

因为真正意义上的分布式网络备份是对整个网络系统的备份，而系统备分的数据量是相当庞大的。传输这样庞大的数据量需要很高的网络带宽。为了确保备份数据的可靠性，网络本身的性能也十分重要，例如绝不允许出现频繁和噪音干扰或意外的传输中断等等。另外，由于网络内的所有数据都被备份到指定的几台磁带机上 ，这就要求磁带机具有很高的容量。很显然，这些都意味着很大的投入。

本地备份

将磁带机直接联在地方储蓄所内的服务器上，只对储蓄所服务器内的数据进行系统备份。在这种备份方案中，由于磁带机只是对本地的服务器进行备份，因此不占用任何网络带宽，对网络本身的性能也没有太高的要求。另外，由于备份数据量并不是很大，因此也不需要容量特别高的备份设备。对于用户来讲，这些都意味着节省投资。但是这种方案无法避免地需要地方人员的介入。

地方人员来执行备份操作，负责备份磁带的管理工作，当发生灾难时，地方人员进行数据的恢复工作。但是，这些人员很可能并没有接受过专业的训练，再加上管理制度与重视程度上的欠缺，极有可能造成人为的错误操作或磁带管理上的混乱。另外在这种方式下，总部只能通过邮寄磁带的方式才能获得地方储蓄所的系统备份数据，而在邮寄的过程中很可能造成磁带的损坏或丢失。这些都为数据完全埋下了潜在的隐患。

现在我们看到，远程集中备份与本地备份各有利弊，都不能算是最理想。最理想的备份方案应当是鱼肉与熊掌兼得，即在保留这两种方案所有优点的同时，又避免了它们各自的缺陷。也许有人会问，这可能吗?回答是肯定的。我们将以一家名为StateFarm的美国保险公司为例，来分析这种最适合于分布式网络备份方案。

StateFarm是美国著名的大型保险公司。它的总部建有中心数据库，用来存放整个公司的重要数据，如客户资料、财务收支等。中心数据库每天都会从全球的各个分支机构收到大量的数据，而且由于它的业务是全球性的，因此公司每24小时地不停地运转。这就给备份带来了很大的难题。

首先，没有足够的带宽来分配给各个分支机构进行选程集中备份;其次，各分支机构的人员业务繁忙，没有时间进行备份的操作与管理，因此本地备份的实施也有一定难度。但是，为了保证数据的安全，备份又绝是必不可少的。在这种情况下 ，StateFarm公司采用了惠普公司提供的本地备份，集中管理的分布式网络备份方案。

本地备份，集中管理

首先，公司在中心数据库的服务器上联一台高容量的磁带库， 用来备份数据库与各地分支机构传来的重要数据。这些分布式网络备份数据大约占网络全部信息量的3 7.5%。然后，再在各地分支机构的文件服务器上连接一台HP SureStore DAT24×6e自动加载磁带机，用来自动备份本地服务器内的数据。这些数据大约占网络全部信息量的6 2.5%。由于大部分数据都在本地备份，不经过网络，因此不会给网络造成很大的压力。

总部数据中心的专业技术人员不仅负责中心数据库的备份，还通过SNMP接口监督管理分支机构的分布式网络备份工作。中心网络管理人员还可以利用惠普先进的磁带自动报警(TapeAlert)功能 ，随时对整个网络的备份进行监控。当出现故障时，TapeAlert会自动报警，向中心网络管理人员提供故障的原因和排除故障的建设。

中心管理人员可以根据这些信息及时采用相应的措施，迅速有效地排除故障。由于分支机构采用的是自动加载磁带机，因此整个备份的操作与磁带的更换工作都由系统自动实现，无需人工操作。这就避免了分支机构人员的介入，不仅提高了备份的可靠性，还解放了分支机构人员的生产力。同时，由于采取了先进的备份方案，公司整个网络的数据也都得到了有效的保护，因而不会发生因丢失数据而造成的巨大损失。  

可以看出，这种"本地备份集中管理"分布式网络备份方案的实现得益于两种先进的技术:

一是远程监控管理技术，

二是自动加载磁带机技术。

其中前者的基础是惠普公司最近创立的磁带自动报警(TapeAlert)技术标准。磁带自动报警就是一种磁带机状态监视和消息机制的应用技术，帮助它可以很容易地发现可能影响备份质量的问题，使磁带机备份向智能化方向迈进了一大步。磁带自动报警可以检测介质的磨损度、寿命、驱动器的读写故障、无法兼容的介质以及不正常的错误条件等等。

本地备份集中管理是目前分布式网络环境广泛采用的备份方案。它在没有为用户增加经济负担的前提下，有效地解决了远程集中备份的带宽问题与本地备份的管理问题。在我国，这种分布式网络备份方案具有非常光明的市场前景。

分布式网络备份方案选择后，我们还需要注意其它一些细节，以便使网络备份的性能达到最优。影响网络备份性能的因素包括:软件、I/O结构、硬盘子系统和CPU。软件在整个备份方案中的重要性仅次于硬件，优秀的软件配合硬件的先进功能，可以极大地简化备份的操作与管理。如果硬盘与磁带机使用的是同一条SCSI总线，那么很有可能引起I/O的瓶颈现象，影响备份的性能。

为了避免这种情况发生，我们应当给磁带机分配单独的SCSI总线。硬盘子系统与数据的传输率有很大的关系。使用文件系统访问的低档硬盘仅能提供60-80MB/分钟的传输速度，而与映像备份软件配合使用的高档多轴(Muli-Spindle)硬盘其传输速度则可高达400MB/分钟，甚至更多。CPU虽说并不是备份性能的瓶颈，但提高处理器的功率确实可以提高分布式网络备份的性能，因为毕竟所有的备份操作都是由CPU业控制的。

另外，增加内存也是提高分布式网络备份速度的一个好方法。中国石油天然气总公司信息中心主任张耀臣先生在一次数据备份的研讨会中指出:数据备份方案的设计与系统和网络设计同等重要。网络设计方案中如果没有相应的数据备份方案，就不能算是完整的网络设计方案。计算机系统不是永远可靠的，双机热备份、磁盘阵列、磁盘镜像、数据库软件的自动复制等功能均不能替代数据备份系统。张先生的这番话道出了他对国内目前分布式网络备份状况的担忧，也同时给那些还存在着侥幸心理，没有采用备份措施的单位敲响了警钟。


来源:watchstor.com

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