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ywsun 发表于 2005-03-07 15:40

在信息系统的安全保护措施中，数据备份是最基础也是最重要的手段。备份系统是通过硬件设备和相应的管理软件共同实现的。
硬件备份产品的介质包括磁介质和光介质2种，由于企业信息系统最常用的备份介质是磁介质，因此我们将更多的注意力“Focus”在它身上。
备份设备类型
在选择备份设备时，根据用户需要备份数据量的大小、对备份速度的要求和对自动化程度的要求等，我们可以选择不同档次的设备。备份设备是多种多样的，主要分为磁带机、自动加载机、磁带库; 而带库又分为入门级、企业级和超大容量等几个级别。
磁带机(又称磁带驱动器，简称带机)，是读写磁带的基本设备。它通过SCSI线缆与服务器直连，相当于服务器的外设，分为内置和外置2种。一台带机一次只能容纳一盘磁带，需要人工换带，自动化程度低。一般只用于单台服务器备份，适合于数据量非常小的企业。
如果企业希望通过预先制定的备份策略，实现备份过程和备份介质的自动化管理，减少系统管理的工作量，则需要购买能够容纳多盘磁带的设备，即自动加载机或磁带库。
自动加载机自动加载机内一般能够容纳4～20盘磁带。它与带库的主要区别在于不是通过机械手抓取磁带，而是通过一个简单的自动传送装置移动磁带，通常配置1台带机，也有配置2台驱动器的，像PeackStor公司的16PAK。因此实现成本较低，但功能也受到限制。它虽然能够支持自动备份，但仍然属于低端的备份设备，适合于单台服务器或小型网络。
磁带库(常简称为带库)是专业的备份设备，它主要由库体、带机、磁带槽位、磁带交换口、控制面板、机械手和电子控制单元组成。库体内的大部分空间用于放置磁带，一台或多台驱动器安装在库体内专门的位置，用于读写磁带。带库工作时，机械手在管理软件和电子控制单元的控制下移动，通过安装在机械臂上的条码读取器寻找相应的磁带，然后将其抓取到驱动器内; 读或写操作完成后，再由机械手将磁带取出，放回磁带槽位。
由于带库内可安装多个带机，因此能够支持并发多任务; 对于一个大的备份任务，也可以分配到多个驱动器上并行读/写，从而大大提高备份效率，有效地缩小备份窗口。当然这些功能需要备份管理软件的支持。
一般具有几十个磁带槽位的带库属于入门级，几百个槽位的属于企业级，几千个槽位的则属于超大容量带库。企业级以上的带库还支持一些复杂的功能，如分区管理、磁带混装和级联扩展等。另外，随着SAN技术和LAN-free备份方式的推广，越来越多的企业将带库连接到SAN上作为共享的存储资源。因此带库厂商也非常重视带库对SAN的支持，很多企业级带库不仅提供光纤通道接口，还增加了SAN环境下的管理功能。
关于驱动技术
为了帮助读者更好地了解带库，我们有必要先介绍一些磁带驱动技术方面的知识。
磁带驱动技术是指带机遵循的标准，它规定了数据格式、记录方式、定位方式、走带路径、校验方式、压缩算法、介质尺寸、介质生产工艺以及驱动器的接口标准等等。在带机和磁带的生产过程中，都必须遵从某一种驱动技术的标准。只有采用相同标准生产出来的带机和磁带才能一起工作。
每个带机都对应着某个特定的磁带驱动技术，例如Sony AIT带机采用的是AIT技术，而Quantum的DLT带机采用的是DLT技术。但是带库本身与磁记录技术则没有任何必然的联系，它是通过带机进行读写操作的，一台带库可以支持多种不同的带机，甚至可以支持混装。带库能够支持多少种驱动技术，反映了它的开放性。一般来说，企业信息系统都非常注重开放性，防止在系统扩展时受到某种技术和产品的限制。但是在一些特殊领域，则可能由于行业特点或习惯一直沿用某种产品，而不是非常重视开放性。
目前主流驱动技术有Quantum的DLT和SuperDLT，IBM、HP和Seagate共同制定的LTO，Exabyte的Mammoth-2和Sony的AIT-2、AIT-3等，如表1所示。
了解磁带驱动技术最主要的指标是数据传输率和单盘容量，因为这直接关系到做一次备份所需的时间和介质数量。查看这2个指标时要注意区分厂家给出的数值是未压缩模式下的还是在2:1或更高压缩比下的; 另外还要注意区分峰值数据传输率和持续数据传输率的不同，峰值传输率是指瞬间可达的最大传输率，它不能反映带机的整体性能，我们真正应该关心的是持续传输率。反映带机性能的另一个指标是载入时间，是指将一盘磁带插入带机、至带机准备好、再到可进行读写操作所需的时间，一般为几秒到几十秒。相对于备份任务所需的全部时间，载入时间是微不足道的。但当带库用于数据迁移系统时，由于需要频繁交换磁带，带机的载入时间长短就显得比较重要了。
除了容量和性能外，一般用户比较关心的要算可靠性了，特别对那些需要带机高负荷工作的系统，可靠性就更为重要。衡量可靠性的一个最常用指标是MTBF(平均无故障时间)，它指带机在出现故障之前平均的正常工作时间，目前主流的驱动技术其MTBF都可达到十几万到几十万小时。带机内部的稳定性与磁头设计、走带路径造成的张力和磨损等因素有关，有兴趣的读者可通过研究带机内部的结构、工作方式和校验方式等，更深入地了解和比较各种带机的优劣。表1简单对比了几种主流磁带驱动技术，供大家参考。
带机、带库厂商及产品
备份设备的生产厂家很多，每个厂家都有着较长的产品线，由于篇幅所限，我们不可能一一列举。这里主要介绍那些国际知名的、国内有影响力的带机和带库原厂商及其主打产品。
目前，带机正在朝快的数据传输速度和高的单盘磁带存储容量方向发展，具有主流驱动技术的带机厂商包括Quantum和Exabyte等，通常也是带库提供商。
Quantum带机在中档产品中占据了市场大部分份额，但其中很大一部分走了OEM的销售渠道。其自动加载机SuperLoader可将多个备份目标集中到一个共享的自动系统中，降低处理成本，而基于磁盘(备份介质是磁盘)又具有磁带海量特性的近线备份设备DX30可显著缩短备份与恢复时间。
Exabyte的磁带驱动技术包括8mm Mammoth和4mmVXA技术，其中VXA－1带机专为苹果机设计的存储方案; VXA－2同样具有较高的性价比，并具有12MB/s传输速率及160GB容量，与VXA－1向下兼容。
Sony基于AIT技术的带机产品有 SDX-400C/D400C、SDX-500C/S500C和SDX-700C，其中最新的SDX-700C是高性能和大容量的新存储方案，容量(未压缩)为100GB，速率为12MB/s，而且能够与前2种产品完全读和写逆向兼容，可提高磁轨密度和存储速度。
带库厂商相对品牌较多，用户的选择空间也更大一些。目前主流的带库厂商主要有STK、Quantum、Exabyte和IBM等。
在带库厂商中，市场份额最大的当属STK公司。STK目前最主要的产品线是L系列，包括L20、L40、L80、L180、L700和L5500，从最小20磁带槽位到最大5500磁带槽位。在其入门级产品上，支持LTO、DLT和SuperDLT等开放技术，只有在高端产品上才同时支持其自身拥有的9840、9940驱动技术。
另外一家比较有影响的带库厂商是Quantum。Quantum的用户基础和发展前景都很好，其P系列的主打产品P4000和P7000分别可以支持几百槽位和十几个驱动器，适合于企业级用户; M系列是模块化的产品，可根据用户系统需求的增长，灵活扩展带库的容量和性能，M1500可从20槽位扩展到200槽位，M2500则可从100槽位扩展到300槽位，非常适合于那些快速发展的中小企业。美中不足的是，Quantum对超大容量的解决方案不是非常理想。
Exabyte8mm带库的智能机械臂系统可任意存取磁带，也有采用LTO技术的带库，它们均采用模块化设计，产品线齐全，如X200/80/430M/215M/Magnum20等，容量高达整库30TB，涵盖由低到高的用户市场，可实现无人值守自动数据存储管理，适用于服务器备份、网络备份、自动归档、分级存储管理及图形图像等领域。
IBM的带库和带机产品大体可分2个系列: 用于IBM环境的和用于开放环境的。如IBM的3494、3575等带库只支持其专用的带机，开放性差，虽然这些带库产品也支持HP和Sun等主流服务器平台，但实际上几乎只用在IBM环境中。随着SAN技术的普及，追求开放性和互连性成为存储行业的潮流。结合LTO驱动技术的投产，IBM为其开放存储系统解决方案推出了新的带库系列——3583和3584。表2列出了上述带库生产厂家部分产品的参数。
产品选购指南
就在10月22日的第四届亚太存储论坛上，Quantum公司亚太市场及销售总经理在“磁带存储面面观”的主题演讲中指出，在数据极速增长、IT预算紧缩的环境下，选择合适的数据保护方案变得越发困难，作为用户，一方面应采用新磁带技术，挑战新时代危机，另一方面，应在洞悉磁带与磁盘技术之时，斟酌两者如何相得益彰和发挥最大功效。
有鉴于此，当真正建设备份系统、购买备份设备时，我们需要重点考虑和考查以下几点。
首先，要选择符合应用特点的驱动技术。前面已经讲过比较驱动技术时主要考虑哪些方面，但事实上每种技术都有它的特点和优点，不是能够通过简单的参数对比就能比出高下的。真正需要采购时还是要结合实际需求，根据应用特点确定驱动技术的哪一项或哪几项指标比较重要。例如，对于备份和归档的数据量非常大的应用系统而言，选用单盘容量大的磁带驱动技术，从长远角度看是可以有效降低介质成本和管理成本的; 而对于需要时常访问归档数据的信息系统，则应注重驱动器的载入时间和读写速度，从而有效降低用户的等待时间。另外在考虑驱动技术自身特性的同时，要考虑其成熟性和发展性。
选定驱动技术之后，就可以根据需要备份的数据量、信息系统对备份窗口的要求以及采用何种备份策略等因素，确定所需带库的容量和备份速度，从而基本确定可供选择产品的范围。从备选产品中进行第二轮筛选，则要具体分析每个产品的功能和特点，看它是否具备某项您需要的功能，是否有某项缺点恰好影响您的使用。例如，某大型企业网上运行着多个应用系统，希望做集中的数据存储和数据备份，由于应用和数据类型的多样化，可能需要采用不同的磁带格式进行备份，这时带库的分区管理功能和对混合介质的管理功能就是必不可少的。
筛选过后留下的产品基本都能满足需要，这时当然取决于性价比了。不过别急，在最后选定一款产品前，一定记得请厂家或代理商核查兼容性列表，特别是您的信息系统环境比较复杂时，要确认该产品与原有的、计划增加的设备及软件的兼容性。这个环节非常重要，因为带库不是独立工作的，而是与备份服务器、备份客户端和备份管理软件共同组成备份系统。如果忽视了这个环节，可能会给系统实施带来严重的问题
还要提醒读者的是，在带库的选择过程中，不要忘记考虑未来的扩展需求。
表1：主流磁带驱动技术指标
单盘容量(GB) 持续传输率(MB/s) 记录方式介质类型介质寿命(年)
LTO 100 15 线性 MP 30
SuperDLT 110 11 线性 AMP >;30
9940 线性 AMP 15-30
3590 20/40/60 14 线性 AMP 15-30
AIT-3 100 12 螺旋扫描 AME >;30
DTF-2 200/60 24 螺旋扫描 AMP >;30
Mammoth-2 60 12 螺旋扫描 AME 30
线性/螺旋扫描技术
按其记录方式来分，磁带驱动技术可分为两大类: 线性扫描技术和螺旋扫描技术。
线性扫描技术起源于模拟音频记录技术，类似于录音机磁带的原理。它是通过单个或多个静态的磁头与高速运动的磁带接触来记录数据。如1/4英寸和1/2英寸带机技术。
螺旋扫描技术起源于模拟视频记录技术，类似于录像机磁带原理，其磁带是绕在磁鼓上非常缓慢地移动，磁鼓则高速转动，在磁鼓两侧的磁头也高速扫描磁带进行记录。如4mm和8mm 带机技术。
常见的磁带驱动技术
如果以磁带宽度为主线，常见的磁带驱动技术主要有DAT、DLT 、SuperDLT(SDLT)、LTO、Mammoth和AIT等几种。
DAT 采用了和DLT类似的高强金属带，多用于单个磁带机设备，磁带宽度为4mm。它的数据读写速率低于最新的DLT和Mammoth产品。
Mammoth 它是Exabyte公司的独家专利技术，磁带宽度为8mm，能以3MB/s的传送速率来传送资料。由于采用新式的磁性物涂布技术的磁带，使得单盘未压缩容量可以高达20GB。
VXA 它是Exabyte公司定位低端的新的磁带技术，它以包的格式读写数据，并可对磁带上的数据记录区进行无空隙扫描。
DLT 磁带宽度为1/2英寸，以纵向曲线型记录法为基础，具有大容量、高速度等特点。目前，DLT驱动器的容量从10GB到40GB不等，数据传送速度为1.25MB/s至5MB/s。
SDLT 基于激光导引磁记录技术，磁带宽度为1/2英寸，通过增加承载数据介质表面的磁道数提高数据容量。SDLT的容量为110GB，传输速率为11MB/s。可与DLT磁带兼容。
LTO 采用开放的标准磁带技术, 由HP、Seagate及IBM等厂商联合研制，磁带宽度为1/2英寸。它结合线性多通道、双向磁带格式的优点，基于服务系统、硬件数据压缩、优化的磁道面和高效率纠错技术，以提高磁带的能力和性能该技术。
AIT 是Sony公司开发的磁带宽度为1/2英寸的新技术，以高可靠性、快速数据传输率、较长磁头和磁带寿命而著称。可使AIT的单盘未压缩容量高达25GB，传输速率也可达3MB/s。
表2：主流带库产品参数表
厂家产品型号磁带槽位最大驱动器数驱动技术类型是否可级连
STK L20 10、20 2 DLT8000 否
L40 20、40 4 SDLT 否
L8 40、60、80 8 LTO Ultrium 否
L180 174 10 9840、9940 否
L700 678、1344 24、40 是
L5500 5500(单台) 80 是
Quantum M1500 20-200(10模块) 20 DLT8000 是
M2500 100-300(3模块) 18 SDLT 是
P4000 171-322(单台) 10 LTO Ultrium 是
P7000 399-679(单台) 16 是
IBM 3583 72 6 LTO Ultrium 否
3584 2481(6模块) 72 是
3494 160-6240 32 3490e、3590 是
Exabyte X200 200 10 Mammoth-2、Mammoth
X80 80 8 Mammoth-2、Mammoth
430M 30 4 Mammoth
215M 15 2 Mammoth－2

磁带设备等硬件提供了备份系统的基础，而具体的备份策略的制定、备份介质的管理以及一些扩展功能的实现，则都是由备份软件来最终完成的。
软件的功能和作用
带机的管理一般带机厂商并不提供设备的驱动程序，对其管理和控制完全是备份软件的任务。磁带的卷动、吞吐磁带等机械动作，都要靠备份软件的控制来完成。所以，备份软件和带机之间存在一个兼容性的问题，这两者之间必须互相支持，备份系统才能得以正常工作。
带库的管理与带机一样，带库的厂商也不提供任何驱动程序，机械动作的管理和控制也全权交由备份软件负责。与带机相区别的是，带库具有更复杂的内部结构，备份软件的管理相应地也就更复杂。例如机械手的动作和位置、磁带仓的槽位等等。这些管理工作的复杂程度比单一带机要高出很多，所以几乎所有的备份软件都是免费支持单一带机的管理，而对带库的管理则要收取一定的费用。
备份数据的管理作为全自动系统，备份软件必须对备份下来的数据进行统一管理和维护。一般，备份软件通过建立一个索引来记住数据存放的位置，如果环境复杂，还可以将多个文件同时写入一盘磁带，通过建立多重索引来定位数据。
数据格式的管理通常，备份软件支持若干种磁带格式，以保证自己的开放性和兼容性，但是使用通用的磁带格式也会损失一部分性能。所以，大型备份软件一般还是偏爱某种特殊的格式。这些专用的格式一般都具有高容量、高备份性能的优势。
制定备份策略我们知道需要备份的数据都存在一个2/8原则，即20%的数据被更新的概率是80%。在真实的环境中，备份工作往往是基于一次完整备份之后的增量或差量备份。那么完整备份与增量备份和差量备份之间如何组合，成为备份策略所关心的问题。
工作过程控制根据预先制定的规则和策略，备份工作何时启动，对哪些数据进行备份，以及工作过程中意外情况的处理，这些都是备份软件不可推卸的责任。这其中包括了与数据库应用的配合接口，也包括了一些备份软件自身的特殊功能。另外，由于备份工作一般都是在无人看管的环境下进行，一旦出现意外，正常工作无法继续时，备份软件必须能够具有一定的意外处理能力。
数据恢复工作很多备份软件对数据恢复过程都给出了相当强大的技术支持和保证。一些中低端备份软件支持智能灾难恢复技术，即用户几乎无须干预数据恢复过程，只要利用备份数据介质，就可以迅速自动的恢复数据。而一些高端的备份软件在恢复时，支持多种恢复机制，用户可以灵活地选择恢复程度和恢复方式，极大地方便了用户。
备份技术新进展
随着存储技术的发展，在SAN、NAS这些新的存储架构中，备份技术也发展出了LAN Free Backup和Serverless Backup等全新的技术。
所谓LAN Free Backup就是指释放网络资源的数据备份方式。在SAN架构中，LAN Free Backup的实现机制一般如图1所示。备份服务器向应用服务器发送指令和信息，指挥应用服务器将数据直接从磁盘阵列中备份到带库中。在这个过程中，庞大的备份数据流没有流经网络，为网络节约了宝贵的带宽资源。在NAS架构中，情形十分类似。这2种方式虽然都节约了网络资源，但却增加了服务器的工作负荷。下一代的Serverless Backup技术就是以全面的释放网络和服务器资源为目的的。
除了备份架构的新进展之外，在备份介质选择上，也出现了一些新的趋势。由于ATA技术进步和硬盘成本的下降，一些厂商正在着力劝说用户采用更加方便高效的磁盘代替磁带作为备份介质，更有一些厂商甚至推出了包含磁盘和备份软件的整体设备——备份一体机。事实上，磁盘作为备份介质的最大好处就是其介质管理工作的简化和性能的提升，而磁盘介质则几乎不存在管理复杂的问题。
就在磁盘介质向离线存储领域进军的同时，磁带介质也在借数据迁移技术的发展向在线存储领域发展着。数据迁移技术也称为分层存储管理，是一种将离线存储与在线存储整合的技术。传统上，离线数据是静态的，无法实时的被访问，而数据迁移技术正是冲破这一限制，将离线的数据与在线的数据统一调度，从而实现所有数据的实时访问。其主要目的在于以一定的存储系统性能为代价，换取大型海量存储系统的总体拥有成本。简单地说，就是将大量不经常访问的数据存放在带库等离线介质上，在磁盘阵列上只保存少量访问频率高的数据。当那些磁带介质上的数据被访问时，系统自动的把这些数据回迁到磁盘阵列中。同样，磁盘阵列中很久未访问的数据被自动迁移到磁带介质上。

纷呈多姿的解决方案
Veritas　其备份产品主要有3个系列——高端的NetBackup、中端的Backup Exec和低端的NetBackup Professional。其中NetBackup最新版为4.5，适用于中大型的存储系统，支持各种开放平台，能够实现从单一服务器到几千台服务器备份管理的无限伸缩。它既支持传统的SCSI、SSA连接，也支持SAN结构，同时还支持客户端的加密处理及复杂的网络备份方式和LAN Free的数据备份，以及进行智能灾难恢复、透明的不间断备份和基于策略的集中管理及远程网络数据管理。
Backup Exec专为在单一的或多节点的Windows 2000/NT企业环境中进行数据备份、恢复、灾难恢复而设计，适用于单机Windows 2000/NT工作站、小型局域网以及异构的企业网络。
NetBackup Professional是针对移动计算机等移动办公应用的备份产品，它简单易用，可实现数据集中管理。
Legato　作为专业的备份软件厂商，Legato公司拥有着比Veritas公司更悠久的历史，一些大型应用的产品中涉及到备份的部分都会率先考虑与Legato的接口问题，而且，其产品实用性非常突出。在备份领域，Legato公司与Veritas公司一样具有极强的技术和市场实力，但产品线不如Veritas全。
Legato公司的备份软件产品以NetWorker系列为主线，是一个完全模块化的体系。既适用于大型的复杂网络环境，也可与其他Legato应用模块紧密集成，根据投资成本容易升级的数据保护方案。这些应用包括文件水平归档、分层存储管理和高级介质管理等。与NetWorker集成的选件包括一个企业级的、以备份策略为基础的管理套件，支持关键备份服务器群集、NAS文件服务器的本地和三向备份以及在存域网上的LAN-Free备份，并支持多种应用和数据库的在线备份和恢复; 可提供对企业的异种平台上LAN-Free、Serverless备份和共享带库等。值得一提的是，NetWorker中的Cellestra技术第一个在产品上实现了Serverless Backup的思想。
IBM 除了Veritas和Legato这2个备份领域的巨头之外，IBM Tivoli也是重要角色之一。其Tivoli Storage Manager产品是高端备份产品中的有力竞争者。与NetBackup和NetWorker相比，Tivoli Storage Manager更多的适用于以IBM主机为主的系统平台，但其强大的网络备份功能绝对可以胜任任何大规模的海量存储系统的备份需要。
CA　前不久，CA公司重新调整策略，并购了一些备份软件厂商，整合之后推出了新一代备份产品——BrightStor。就在CA EXPO 2002上，来自CA美国总部的存储战略副总裁Marco Coulter先生不仅带来CA“无边界存储管理”新理念，还带来体现该理念的第一款产品——全新BrightStor Portal。它集CA在开发平台和管理工具方面的经验及Web门户技术于一体，是一个灵活、可扩展的平台。由于基于角色授权，使不同的人看到不同的界面，使用不同的功能，并可以集成非CA的方案，是做单点管理的有效工具。同时，BrightStor Portal提供了有效管理复杂异构存储环境所必需的自适应命令/控制功能，以及存储自动化和信息提供等更为先进的存储管理功能。
EMC　当前，若想有效地进行数据库备份，就必须在高速和在线之间进行取舍。即如果备份工作进行得很快，在线运行就不得不停止。因此，在满足企业备份数据库需要和确保关键应用之间取得平衡，一直是一个难题。
2002年8月，在EMC的全国14个城市举办“畅通信息无忧存储”系列研讨会上，记者有幸采访到演讲人陈明光，他介绍，为解决上述难题，EMC提供了一个称作EDM的方案，它融软件、硬件和服务于一身，是满足备份和恢复需要的集成化解决方案。其独特之处在于，它能够提供3种不同的企业信息备份方式: EDM Symmetrix Connect、EDM Symmetrix Path和EDM Enterprise Network，这3种方式分别用来满足特定的备份环境和需要。其中，EDM Symmetrix Connect可以为EMC Symmetrix存储系统中的Windows NT数据和庞大的Unix数据库进行备份和恢复，而且可在磁盘和磁带之间直接传送数据，不必经过服务器和IP网络，备份速率达每小时数百GB的备份速率; EDM Symmetrix Path则利用Symmetrix和服务器通过Ultra SCSI和光纤通道连接，以超高速率传送从磁盘到磁带备份数据，支持存储在Symmetrix系统或本地磁盘中的数据备份，且通过Symmetrix通道传送，也无须经过IP网络; EDM Enterprise Network是一个以网络为基础的在线备份与恢复方案，支持Unix、Windows NT、Novell NetWare和IBM OS/2等。
据悉，在使用Symmetrix Connect和Symmetrix Path进行备份的同时，同一个EDM系统可以备份当前局域网和广域网中的企业数据，为所有主要数据库、应用和平台提供支持。在容量方面，EDM很具扩展性，允许从5TB至45TB的选择。

qq6810 发表于 2005-03-07 22:08

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现在LTO2已经出来很久了吧。

ctaotao 发表于 2005-03-08 19:53