淺談數(shù)字化條件下的數(shù)據(jù)備份管理

朱潤娟，魏能強，肖菊香

（航空工業(yè)成飛，四川 成都 610091）

數(shù)據(jù)備份是指為了防止系統(tǒng)故障或人為操作失誤等因素造成生產(chǎn)數(shù)據(jù)的丟失或損壞，影響公司科研生產(chǎn)正常運行的事件發(fā)生，而將生產(chǎn)的文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)從應(yīng)用主機的硬盤或磁盤陣列備份到專用備份存儲介質(zhì)的過程，是對備份數(shù)據(jù)進行有效管理的一系列工作。

1 備份方式

1.1 人工備份

人工備份比較簡單，一般通過數(shù)據(jù)庫或者系統(tǒng)自帶的命令來實現(xiàn)，簡單的幾條腳本語句就能完成相關(guān)數(shù)據(jù)的備份工作，備份數(shù)據(jù)存放于本地，適合規(guī)模較小的生產(chǎn)環(huán)境。但是，當(dāng)備份需求的規(guī)模或是數(shù)據(jù)量達到一定程度時，對于數(shù)據(jù)備份的基本管理就有了更進一步的要求，部署簡單的幾個備份腳本已遠遠無法滿足管理的需求，這就需要通過專業(yè)的備份軟件及備份設(shè)備對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理。

1.2 系統(tǒng)備份

為了滿足種類繁多、數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)保護要求高的備份需求，企業(yè)通常會采用集中、統(tǒng)一管理的備份系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行自動化備份，即在專用的服務(wù)器和存儲設(shè)備上部署專業(yè)的備份軟件，同時，在需要進行數(shù)據(jù)備份的各類平臺上部署備份客戶端對數(shù)據(jù)庫或文件系統(tǒng)進行自動化備份，由備份系統(tǒng)負責(zé)調(diào)度備份任務(wù)的執(zhí)行及備份數(shù)據(jù)介質(zhì)的管理等。

兩種備份方式相對而言，人工備份成本較低，容易實現(xiàn)，但其備份效率較低，數(shù)據(jù)保護的時效性較差，無法滿足數(shù)據(jù)量較大且對數(shù)據(jù)保護要求較高的場景。而通過備份系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)備份的方式雖然成本較高，且對備份人員的技術(shù)水平要求較高，但其系統(tǒng)穩(wěn)定性好、備份效率高、數(shù)據(jù)保護性好，符合各類場景的數(shù)據(jù)保護需求，成為目前主流的數(shù)據(jù)備份方式。

2 備份內(nèi)容

數(shù)據(jù)中心包含一個企業(yè)幾乎所有的信息系統(tǒng)，但并不是所有的數(shù)據(jù)都要進行備份，要區(qū)分清楚哪些數(shù)據(jù)需要備份。

首先，與科研生產(chǎn)密切相關(guān)，數(shù)據(jù)一旦丟失，將影響科研生產(chǎn)正常運行的數(shù)據(jù)，如操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。其次，信息系統(tǒng)原始的配置參數(shù)信息，如果信息系統(tǒng)崩潰，關(guān)鍵時候用來進行系統(tǒng)恢復(fù)的數(shù)據(jù)，如原始安裝文件、配置參數(shù)等。

此外，備份系統(tǒng)本身的配置信息、調(diào)度信息和介質(zhì)信息，這些數(shù)據(jù)關(guān)系到備份作業(yè)的運行狀態(tài)，一旦備份系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可通過這些數(shù)據(jù)進行分析和恢復(fù)，如備份系統(tǒng)日志文件等。

3 備份策略

一般包括備份頻率和備份時間窗口，備份頻率是指多長時間進行一次數(shù)據(jù)備份作業(yè)，一般根據(jù)備份內(nèi)容的重要程度，分為日備份、周備份、月備份和年備份，并根據(jù)備份內(nèi)容的類型和數(shù)據(jù)量大小采用不同的備份方式及數(shù)據(jù)保存期限。通常采用幾種備份頻率相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)備份，提高了備份數(shù)據(jù)的有效性和安全性。

備份時間窗口一般指的是數(shù)據(jù)備份時間段，配置備份策略時，首先，要考慮什么時候執(zhí)行備份操作，因為在數(shù)據(jù)備份過程中，會產(chǎn)生大量的讀寫操作，從而占用部分I/O資源，因此通常會選擇在非業(yè)務(wù)時間或者業(yè)務(wù)不繁忙的時候進行數(shù)據(jù)備份，避免對正常生產(chǎn)業(yè)務(wù)造成影響。

4 備份角色

備份角色一般包括備份系統(tǒng)管理人員、應(yīng)用系統(tǒng)管理人員和數(shù)據(jù)庫管理人員，其中，應(yīng)用系統(tǒng)管理人員負責(zé)提出數(shù)據(jù)備份的需求申請，包括備份內(nèi)容、備份啟動窗口及備份數(shù)據(jù)保留期限等，同時，配合備份系統(tǒng)管理人員分析處理備份異常問題。

數(shù)據(jù)庫管理人員負責(zé)提供數(shù)據(jù)庫備份腳本，通過備份系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份，同時配合備份系統(tǒng)管理人員分析處理數(shù)據(jù)庫備份異常問題。備份系統(tǒng)管理人員根據(jù)已溝通確認的備份需求，結(jié)合實際備份資源情況，制定備份策略，包括備份啟動窗口、備份頻率、備份級別等，同時，負責(zé)監(jiān)控備份任務(wù)日常運行情況，對備份異常情況進行處理，必要時，需要聯(lián)合應(yīng)用系統(tǒng)管理人員和數(shù)據(jù)庫管理人員一起進行故障處理。

最后，應(yīng)用系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)庫管理員和備份系統(tǒng)管理員需要相互配合制定恢復(fù)方案，對備份數(shù)據(jù)進行恢復(fù)測試，校驗備份數(shù)據(jù)的有效性，包括恢復(fù)對象、恢復(fù)方式、恢復(fù)時間點等，由備份系統(tǒng)管理員負責(zé)執(zhí)行數(shù)據(jù)從備份存儲到應(yīng)用存儲的恢復(fù)操作，由系統(tǒng)管理員或數(shù)據(jù)庫管理員執(zhí)行備份數(shù)據(jù)到應(yīng)用系統(tǒng)的恢復(fù)操作。

5 備份操作

掌握了以上基本信息，接下來應(yīng)該考慮如何進行備份操作。數(shù)據(jù)備份的意義在于當(dāng)意外發(fā)生時，如何通過數(shù)據(jù)備份規(guī)避數(shù)據(jù)丟失，保障生產(chǎn)業(yè)務(wù)連續(xù)性。

首先，要明確備份對象，即需要備份的是數(shù)據(jù)庫還是文件；其次，需確認備份頻率，即多久備份一次，備份級別是全備還是增量；然后，確定備份時間窗口，即什么時候開始備份，大致什么時候可以完成備份；最后，確定備份數(shù)據(jù)的保留期限，即備份介質(zhì)保存多久后可以回收再利用。

在確認了以上幾點后，就可以有針對性地配置相關(guān)的配置參數(shù)進行備份。制定備份策略有以下思路。

（1）當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)丟失的容忍度較低，即RPO值盡量小時，一般可通過提高備份頻率來實現(xiàn)。例如，Oracle數(shù)據(jù)庫的在線備份可以適當(dāng)提高歸檔日志備份頻率。（2）當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)對恢復(fù)時間的容忍度較低，即RTO值盡量短時，一般有兩種解決方案，一是提高恢復(fù)的速度，比如，可通過SAN網(wǎng)絡(luò)傳輸備份速度來提高恢復(fù)速度；二是減少恢復(fù)的數(shù)據(jù)量，比如，可以每次進行全備，在恢復(fù)時可直接恢復(fù)全備即可，而無須再進行全備加增量的恢復(fù)步驟，省去了增量數(shù)據(jù)的恢復(fù)時間。（3）當(dāng)備份數(shù)據(jù)的保留時間較長時，需要考慮備份介質(zhì)的壽命，設(shè)置合適的備份保留時間，在介質(zhì)壽命到期前進行介質(zhì)轉(zhuǎn)換儲存。（4）當(dāng)需要備份的時間窗口盡可能短時，可以選擇在業(yè)務(wù)空閑時間進行備份，同時，可以通過源端去重技術(shù)和全備結(jié)合增量備份的方式減少備份數(shù)據(jù)量，從而縮短備份時間。

總之，備份策略的制定需要具體情況具體分析，針對不同的備份需求進行綜合考慮，根據(jù)實際情況來制定最合適的備份策略，再按照備份策略及備份軟件的操作手冊進行相應(yīng)的部署實施工作。

6 備份數(shù)據(jù)保存

為了避免備份數(shù)據(jù)在需要時找不到相應(yīng)的數(shù)據(jù)或者備份數(shù)據(jù)損壞無法恢復(fù)，我們需要妥善保存?zhèn)浞輸?shù)據(jù)。備份數(shù)據(jù)存放在備份介質(zhì)上，備份介質(zhì)通常是磁盤和磁帶。備份介質(zhì)應(yīng)進行專人管理，建立備份檔案，對備份介質(zhì)存放與提取進行嚴格管理，實行審批并登記；選擇適合備份介質(zhì)保存的環(huán)境，包括溫度、濕度和磁場三方面，存放溫度建議控制在5～40℃，濕度控制在20%～80%RH，同時避免磁場干擾；根據(jù)磁帶使用情況定期進行轉(zhuǎn)儲，通常磁帶壽命一般為5～10年，讀寫次數(shù)不超過2000次，對于長期保存的磁帶，需要定期進行轉(zhuǎn)儲，防止備份數(shù)據(jù)過期失效。

7 備份數(shù)據(jù)恢復(fù)演練

數(shù)據(jù)備份的最終目的就是在需要數(shù)據(jù)恢復(fù)時，能夠及時地將數(shù)據(jù)恢復(fù)出來。為了驗證備份數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性，需要在平時做好數(shù)據(jù)的恢復(fù)演練，做好測試驗證，確保在關(guān)鍵時刻體現(xiàn)出備份數(shù)據(jù)的意義和價值。

8 數(shù)據(jù)備份監(jiān)控

備份系統(tǒng)管理員應(yīng)該每天對備份系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，查看備份系統(tǒng)整體運行是否正常，備份任務(wù)是否按計劃成功完成，如發(fā)現(xiàn)異常，則需進一步查看相關(guān)的日志信息，及時處理備份故障，確保備份數(shù)據(jù)的時有效。

一般按照監(jiān)控對象的不同分為備份硬件監(jiān)控和備份軟件監(jiān)控。

硬件監(jiān)控：機房實地巡查設(shè)備是否有指示燈告警，或者遠程登錄設(shè)備查看硬件狀態(tài)，確認硬件正常運行。

軟件監(jiān)控：登錄備份軟件查看備份任務(wù)、備份存儲和備份磁帶庫的運行情況，若有備份失敗，通過報錯日志分析原因并及時處理，必要時，請應(yīng)用系統(tǒng)管理人員和數(shù)據(jù)庫管理人員共同協(xié)調(diào)解決備份故障。

9 結(jié)語

目前，現(xiàn)有的備份技術(shù)和備份手段越來越成熟，已形成一套完善的數(shù)據(jù)保護體系。但大多數(shù)軟硬件產(chǎn)品依然采用國外品牌，未完全實現(xiàn)國產(chǎn)自主產(chǎn)權(quán)，國產(chǎn)化備份軟件及備份設(shè)備品牌較少，數(shù)據(jù)備份應(yīng)緊跟軟硬件產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代步伐，在信息技術(shù)國產(chǎn)化的過程中，及時做好數(shù)據(jù)保護工作，為科研生產(chǎn)的正常運行保駕護航。