電力通信系統中的數據安全與備份技術研究

閆惠芳 孫川 王海濱 童玉生 吳勇

【摘 要】隨著信息化建設的發展與信息化應用的逐步成熟，圍繞信息化應用的帶來的數據安全與備份和恢復技術越來越被人們關注，如何研究開展這項前景廣闊、意義深遠的工作，以便更好促進該研究的發展與應用。

【關鍵詞】數據安全；數據備份；關鍵技術；安全策略

引言

隨著國家電網公司信息化水平不斷提高，信息化相關的數據安全及備份問題日益突出，電力行業對數據安全和備份的重視程度也逐步提高，數據的安全關系到企業的長遠發展。同時，基于大數據快速發展的時代背景下，數據安全以及備份等問題是近年來人們面臨的重大挑戰。

1 數據安全與備份技術研究內容

根據電力通信系統中的數據類型、數據關系等內容，有針對性的進行數據備份保護技術研究，提出數據備份與保護的硬件解決方案，解決多平臺備份的統一管理與可恢復性測試問題，研發數據備份保護設備關鍵技術。數據安全與備份技術研究包括如下4個內容：

（1）研究CDP（連續數據保護）數據實時保護技術，實現文件數據以及主流的數據庫的實時備份，實時保護關鍵應用，保障業務連續性及備份數據可用性；

（2）研究定時備份數據保護技術，采用在線熱備份技術，備份時不需要停止數據庫，可一步備份系統盤上所有數據，可以進行智能按需備份；

（3）研究數據加密技術，實現數據進行集中備份保護加密管理，確保備份數據的網絡傳輸過程和存儲安全性；

（4）研究數據備份的管理和可恢復性測試技術，能夠做到備份數據可用性驗證。

2 數據保護技術研究

數據備份及保護技術應從現有系統的多樣性出發，并考慮到未來系統的擴展性，通過災備軟件實現相關數據的保護是一個很好的解決辦法，即是利用服務器上的備份軟件通過IP網絡實現數據的遠程復制。對應用及數據進行容災備份，確保數據零丟失，且具有持續數據保護（CDP）功能，同時符合SNIA對CDP的描述：實時備份、異地容災、任意點數據回退且保證數據庫事務完整性。即通過在源端服務器安裝代理端，在數據庫、文件、應用和系統間進行嵌入式關聯，從而實現了從物理塊中獲取邏輯數據，實現了最小的有效增量數據傳輸，并保證結構化數據的完整可用性。非鏡像、快照、卷復制技術。

通過監控被保護數據的變化，將數據持續不斷地復制到本地或者任意距離的異地災備中心，實現數據的持續保護。同時，也將數據的每一次變化過程（包括實際數據及相關輔助數據的變化，如所有者、權限等屬性的改變）以日志的形式記錄下來。

為了在有限的帶寬環境下實現對所有系統的災備，結合客戶的具體要求，以可靠性、高效性、安全性為首位，主要針對相關數據，應用實施實時保護，在各自主備兩臺機器之間實現數據CDP保護、應用的實時切換保護。

（1）采用災備一體機，對生產系統數據實現集中CDP保護，實現對歷史數據的任意回溯保護。災備服務器上安裝英方服務器端模塊，實時接收生產服務器上發送過來的數據，異常情形時，提供數據即時恢復服務以及應用的切換保護；

（2）針對數據庫類應用通過配置單獨的規則嚴格保證數據的一致性，完整性和時序性；

（3）通過流量控制功能設置工作時間的災備可用帶寬，甚至暫停備份；工作時間外可以隨意放寬限制，避免對生產系統的沖擊；

（4）針對核心的應用服務器，通過一對一的災備方式，在核心應用服務器上部署智能分析模塊，異常情形下提供實時切換服務；

（5）所有的配置和監控可通過災備控制機實現，通過WEB的方式實現災備的配置、流量監控、恢復等。控制機可以是網內的任一臺服務器，其上安裝英方災備控制機模塊，該服務器必須和所有被管理的服務器可達。

3 數據備份技術研究

3.1 備份方案的選擇

需要綜合考慮備份系統環境的具體情況，諸如備份介質大小選型，備份時間速度考慮，備份可管理性與維護要求等。

3.2 備份策略選擇

是指確定需要備份的內容、備份時間及備份方式，現有的備份分為完全備份，增量備份、差異備份、累加備份。

（1）完全備份：每次備份定義的所有數據，優點是恢復快，缺點是備份數據量大，數據多時可能做一次全備份需很長時間。

（2）增量備份：備份自上一次備份以來更新的所有數據，其優點是每次備份的數據量少，缺點是恢復時需要全備份及多份增量備份。

（3）差異備份：備份自上一次全備份以來更新的所有數據，其優缺點介于上兩者之間。

（4）累加備份：采用數據庫的管理方式，記錄累積每個時間點的變化，并把變化后的值備份到相應的數組中，這種備份方式可恢復到指定的時間點。

3.3 備份系統架構方式

包括直連式存儲（DAS）、網絡存儲設備應用（NAS）、存儲網絡（SAN）技術、基于云計算的云存儲技術等。

（1）DAS

基于網絡附加存儲系統的備份系統是最簡單的一種數據保護方案，適用于小型企業用戶進行簡單的文檔備份。其維護簡單、數據傳輸速度快；不足是可管理的存儲設備少，不利于備份系統共享，不大適合于現在大型的數據備份需求，不能提供實時的備份需求。

（2）NAS

采用網絡（TCP/IP、ATM、FDDI）技術，通過網絡交換機連接存儲系統和服務器主機，建立專用及數據存儲的存儲私網，其繼承了磁盤陣列的所有優點，可以將設備通過標準的網絡拓撲結構連接，擺脫了服務器和異構化構架的束縛。

（3）SAN

SAN存儲區域網是基于高速光纖通道（FibreChannel）SCSI技術，通過光纖通道交換機連接存儲陣列，在服務器之間以及服務器和存儲設備之間建立高速的數據傳輸鏈路。SNA技術在保障高速數據傳輸的同時，又不占用LAN的資源，極大的增強了傳統的TCP/IP網絡帶寬使用效率。經過近十年發展，已經成為業界事實標準。面對迅速增長的數據存儲需求，正成為大型企業和服務提供商的選擇。此外基于NSA+SAN模式的存儲解決方案也日趨成熟、完善。

（4）云存儲技術

云存儲是在云計算概念上延伸和發展出來的一個新的概念。它是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。云存儲隨著云計算的發展而快速發展應用。它將成為一種很好的第三方模式數據備份方案。

4 數據安全

（1）邏輯安全。指因為操作失誤、病毒破壞、黑客入侵、軟件故障（應用程序或操作系統出錯）等造成的數據破壞；

（2）物理安全。指存儲設備因為物理損壞造成存儲數據失效。原因包括不可抗拒的自然災害（雷擊、火災、洪災、地震等）、硬件故障、電源故障、人為損壞等因素造成的數據破壞。

5 數據恢復

（1）備份恢復。使用原有備份數據對系統或數據進行恢復，這種方法可以保證數據進行全新恢復；

（2）數據修復。使用相關方法和軟件進行數據修復，這種方法不能保證數據百分之百修復。但也是數據恢復的最后補救方式。

結語

總之，如果從以上這些方面系統的開展數據安全研究，在未來日子里，隨數據安全、數據存儲、數據備份與恢復、安全管理等概念的深入人心，隨著我國信息安全系統分級制度的建設和實施，越來越多的企業和人們將會認識其重要性，更多契合企業需求和IT開銷預算各種數據安全、存儲備份恢復技術的研究方案與技術必將大行其道。數據安全、備份恢復技術研究將會迎來一片嶄新的空間。

參考文獻：

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（作者單位：國網安徽省電力有限公司阜陽供電公司）