數據備份技術

李文君

【摘 要】數據備份技術是通過各種手段把丟失和遭到破壞的數據還原為正常數據。存儲在計算機上的數據任何的誤操作、黑客入侵、計算機病毒入侵以及各種軟、硬件等都在時刻威脅著數據文件的安全。數據備份技術在當今這個大數據時代尤為重要，在廣播傳輸中也起到了至關重要的作用。

【關鍵詞】備份技術；數據；RAID；數據恢復

1 數據備份簡介

現如今是大數據時代，人們對硬盤數據保護意識不高，防護軟件并不是萬能的，存儲在計算機上的數據并不像我們想象中的那么安全。磁盤備份在數據恢復領域所承擔的責任非常重要，備份是用戶保護重要信息的最佳方式。最初，在人們的價值觀中，只有計算機的硬件設備才能反映其價值，而后有更多的人意識到人們是通過軟件來對計算機進行操作的，軟件也應具有相應的價格體現。存儲于計算機中的數據才是真正的財富，人們通過對計算機軟硬件的操作，實質上是為了利用其中的數據資源，數據的價值大于設備的價值已不是天方夜譚。如何保證數據的完整性是信息化社會的一個關鍵問題。備份是一種數據安全策略，是將原始數據完全一樣地復制，嚴格來說應復制兩份，保存在異地。在原始數據丟失或遭到破壞的情況下，利用備份數據把原始數據恢復出來，使系統能夠正常工作。

2 數據備份的原理及特點

2.1 備份定義

備份的概念很簡單，就是保留一套后備系統。這套后備系統或者是與現有系統一模一樣，或者是能夠替代現有系統的功能。日常生活中，我們都在不自覺的使用備份。與備份對應的概念是恢復，恢復是備份的逆過程。在發生數據失效時，計算機系統無法使用，但由于保存了一套備份數據，利用恢復措施就能夠很快將損壞的數據重新建立起來。

2.2 備份的層次

備份可以分為3個層次：硬件級、軟件級和人工級。

硬件級的備份是指用硬件來保證系統的連續運行。比如磁盤鏡像，雙機容錯等方式。如果主硬件損壞，后備硬件馬上能夠接替其工作，這種方式可以有效地防止硬件故障，但無法防止數據的邏輯損壞。

軟件級的備份是指將系統數據保存到其他介質上，當出現錯誤時可以將系統恢復到備份時的狀態。

人工級的備份最為原始，也最簡單和有效。但如果要用人工方式從頭恢復所有數據，耗費的時間恐怕會很長。

2.3 備份的特點

在選擇備份系統前，存儲介質的容量在備份選擇中是最重要的。備份最大的忌諱是在備份過程中因介質容量不足而更換介質，因為這會降低備份數據的可靠性。

備份數據的存取速度并不是一個很重要的因素。備份的目的是為了防備萬一發生的意外事故，如自然災害、病毒侵入、人為破壞等。這些意外發生的頻率不是很高，從這個意義上來講，在滿足備份窗口需要的基礎上，對速度要求并不高。

可管理性是備份中一個很重要的因素，因為可管理性與備份的可靠性密切相關。最佳的可管理性是指能自動化備份的方案。

2.4 現有備份手段分析

目前采用的備份措施在硬件一級有磁盤鏡像、磁盤陣列、雙機容錯等；在軟件一級有數據拷貝。這幾種措施的特點如下：

磁盤鏡像（Mirroring）：可以防止單個硬盤的物理損壞，但無法防止邏輯損壞。

磁盤陣列（Disk Array）：磁盤陣列一般采用RAID5技術，可以防止多個硬盤的物理損壞，但無法防止邏輯損壞。

雙機容錯：SFTIII、Standby、Cluster群集技術都屬于雙機容錯的范疇。雙機容錯可以防止單臺計算機的物理損壞，但無法防止邏輯損壞。

數據拷貝：可以防止系統的物理損壞，可以在一定程度上防止邏輯損壞。

3 系統備份方案的基本要求

系統備份與普通數據備份的不同在于，它不僅備份系統中的數據，還備份系統中安裝的應用程序、數據庫系統、用戶設置、系統參數等信息，以便迅速恢復整個系統。

對于備份軟件來講，安裝方便、界面友好、使用靈活是必不可少的條件。備份軟件應提供集中管理方式，用戶在一臺機器上就可以備份從服務器到工作站整個網絡數據。支持備份的安全性，在備份時應能夠設置備份的密碼以防止未授權的恢復。支持快速的災難恢復。備份軟件應提供一種機制，可以使用戶在災難發生后，在非常短的時間內恢復服務器和整個網絡上的系統軟件和數據，能夠保證備份數據的完整性。

對于硬件的要求備份介質應便于移動。每天對于備份的數據最好能由專人保存在安全的地方。備份介質應可以重復使用。備份介質的容量應不小于現有系統的平均數據量。現在的系統數據備份均采用GB級的介質。由于邏輯故障潛伏期長，對數據的備份應長期保留。應采用經得起實踐檢驗的備份介質，采用新型的備份介質要小心謹慎。應使用高速度的備份設備，備份設備應支持實時數據壓縮，以進一步提高備份速度。

4 數據備份在廣播傳輸中的應用

4.1 節傳系統數據備份

廣電系統節目傳輸系統是廣播發射傳輸平臺的重要環節，該控制系統為保證數據服務器的安全，采用RAID技術提高數據安全性。

RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的縮寫，中文簡稱為廉價磁盤冗余陣列。簡單的說，RAID是一種把多塊獨立的硬盤（物理硬盤）按不同的方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數據備份技術。組成磁盤陣列的不同方式成為RAID級別（RAID Levels）。當數據備份的功能是在用戶數據一旦發生損壞后，利用備份信息可以使損壞數據得以恢復，從而保障了節目傳輸數據的安全性。對于整個節目傳輸服務器而言，其組成的磁盤組就像是一個硬盤，用戶可以對它進行分區，格式化等等。對采用數據冗余技術的磁盤陣列的操作與單個硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲速度要比單個硬盤高很多，而且可以提供自動數據備份。可有效確保節目傳輸平臺數據流的安全性、可靠性。

4.2 發射機中央控制系統數據備份

隨著近幾年廣播發射臺信息化、自動化改造工作的不斷深入，傳統的本地控制廣播發射機模式已完全被網絡化遠程中央控制系統所取代。為了提高中控系統控制數據的可靠傳輸，配置數據的安全存儲，以及數據流完整性的安全檢測，這里采取可靠性更強，技術較為成熟的雙機熱備份技術，確保整個發射機遠程控制系統的穩定運行。發射臺主控制系統雙機熱備份技術是一種軟硬件結合的較高容錯應用方案。該方案是由兩臺服務器系統和一組PLC控制器及相應的雙機熱備份軟件組成。

在這個容錯方案中，操作系統和應用程序安裝在兩臺服務器的本地系統盤上，整個網絡系統的數據是通過磁盤陣列集中管理和數據備份的。數據集中管理是通過雙機熱備份系統，將所有站點的數據直接從中央存儲設備讀取和存儲，并由專業人員進行管理，極大地保護了數據的安全性和保密性。用戶的數據存放在外接共享磁盤陣列中，在一臺服務器出現故障時，備機主動替代主機工作，保證網絡服務不間斷。

臺站雙機熱備份系統采用“心跳”方法保證主系統與備用系統的聯系。所謂“心跳”，指的是主從系統之間相互按照一定的時間間隔發送通訊信號，表明各自系統當前的運行狀態。一旦“心跳”信號停止表明主機系統發生故障，或者備用系統無法收到主機系統的“心跳”信號，則主控系統的PLC管理程序認為主機系統發生故障，主機停止工作，并將系統資源轉移到備用系統上，備用系統將替代主機發揮作用，以保證控制網絡服務運行不間斷。

5 總結

計算機系統的災難發生是多方面的，一個完整的系統備份方案，應包括：備份硬件、備份軟件、日常備份制度和災難恢復措施四個部分。選擇了備份硬件和軟件后，還需要根據單位自身情況制定日常備份制度和災難恢復措施，并由管理人員切實執行備份制度。如果沒有引入一套有效的恢復策略，輕則導致工作效率下降，系統維護人員精疲力竭，重則導致業務的巨大損失。因此數據備份技術是廣播傳輸等領域必不可少的技術。

[責任編輯：王楠]