數據存儲備份技術大全

　數據存儲備份技術一般包含硬件技術及軟件技術等，硬件技術主要是磁帶機技術，軟件技術主要是通用和專用備份軟件技術等。

　　磁帶機技術:

　　無論是硬盤技術，還是光盤技術，都不適合用來進行數據存儲備份，只有磁帶機技術才真正適合數據存儲備份領域。事實上，磁帶機技術長期以來一直是首選的唯一的數據存儲備份技術，因為磁帶介質不僅能提供高容量、高可靠性以及可管理性，而且價格比光盤、磁盤媒體便宜很多。

　　作為一種備份設備，磁帶機技術也在不斷發展。當前市場上的磁帶機，按其記錄方式來分，可歸納為二大類:一類是數據流磁帶機，另一類是螺旋掃描磁帶機。

　　數據流技術起源于模擬音頻記錄技術，很類似于錄音機磁帶的原理。它是通過單個或多個靜態的磁頭與高速運動的磁帶接觸來記錄數據。這種技術的缺點在于對磁帶的張力要求很高，耐用性較差。數據流磁帶機按磁帶的寬度分為QIC(Quarter-Inch-Cartridge，即1/4英寸)和1/2英寸兩種。1/2英寸磁帶機是多磁頭讀寫，其數據傳輸率較高，容量較大。1/4英寸磁帶機是單磁頭讀寫，每記錄一軌后，都要通過跳軌來做反向記錄，記錄和檢索速度都比較慢。

　　螺旋掃描技術起源于模擬視頻記錄技術，很類似于錄像機磁帶原理。它和數據流技術正相反，磁帶是繞在磁鼓上，磁帶非常緩慢地移動，磁鼓則高速轉動，在磁鼓兩側的磁頭也高速掃描磁帶進行記錄。當它在一定時間內沒有收到移動磁帶的命令，就會放松磁帶并停止轉動磁鼓，以防止不必要的介質磨損和避免介質長期處于張力狀態。所以，該技術具有高可靠性、高速度、高容量的特點。

　　IDC的調查報告表明，目前比較流行的磁帶機技術有DC2000/TraVan磁帶機、QICDC6000磁帶機、8mm磁帶機、DLT磁帶機、DAT磁帶機及Mammoth磁帶機等。下面分別給予簡單介紹。

　　QIC磁帶

　　這是一種帶寬為1/4英寸，配有帶盒的盒式磁帶，也叫1/4英寸磁帶。它有兩種規格，即DC6000和DC2000/Travan。其中DC6000磁帶的驅動器是5.25英寸，它使用非常簡單的驅動裝置進行縱向記錄，但是數據磁帶結構卻非常復雜并且價格昂貴。在容量1GB以上的市場中，它無法與4mm與8mm磁帶競爭。DC2000/Travan磁帶的驅動器只有3.5英寸，驅動器價格低，一般不具備硬件數據壓縮功能與即寫即讀功能，而且使用的介質造價也較高。這種產品對性能要求不高的桌面計算機用戶可能較合適，但用戶不多。

　　DLT技術

　　DLT(Digital Linear Tape-數字線性磁帶)技術源于1/2英寸磁帶機。1/2英寸磁帶機技術出現很早，主要用于數據的實時采集，如程控交換機上話務信息的記錄，地震設備的震動信號記錄等等。DLT磁帶由DEC和Quantum公司聯合開發。由于磁帶體積龐大，DCT磁帶機全部是5.25英寸全高格式。DLT產品由于高容量，主要定位于中、高級的服務器市場與磁帶庫系統。DLT磁帶每盒容量高達35GB，單位容量成本較低。

　　4mm技術

　　4mmDAT又稱數字音頻磁帶技術(Digital Audio Tape)。早期的DAT技術主要應用于聲音的記錄，后來隨著這種技術的不斷完善，又被應用在數據存儲領域里。4mm的DAT經歷了DDS-1、DDS-2和DDS-3三種技術階段，容量跨度在1GB-12GB。4mmDAT由于小巧和適當的容量，在前幾年發展很快，在小型網絡中應用較多。目前惠普已經推出了采用DDS-4標準、容量為40GB的磁帶機。

　　由于該磁帶存儲系統采用了螺旋掃描技術，使得該磁帶具有很高的存儲容量。DAT磁帶系統一般都采用了即寫即讀和壓縮技術，既提高了系統的可靠性和數據傳輸率，又提高了存儲容量。DAT磁帶和驅動器的生產廠商較多，用戶有較大的選擇機會，是一種很有前途的數據存儲備份產品。

　　8mm技術

　　基于螺旋掃描記錄技術的8mm產品由Exabyte公司開發。由于8mm技術本身適合于大容量存儲，在計算機數據比較少的早期，其應用面不是很廣，主要與大中小型計算機配套。隨著計算機網絡中數據量呈幾何級數的增長，8mm技術越來越體現出其優勢，8mm產品的出貨量這幾年的快速增長也佐證了這一點。8mm技術有著廣闊的向上發展空間。并且，每一種新的、高端的8mm產品，都向下兼容低端產品，保護了用戶原有的投資。

　　未來磁帶存儲新技術LTO

　　LTO(Linear Tape Open—線性磁帶開放協議)技術是一種結合了線性多通道雙向磁帶格式的磁帶存儲新技術，其優點主要是將服務系統、硬件數據壓縮、優化磁道面、高效糾錯技術和提高磁帶容量性能等結合于一體。由于LTO技術是一種“開放格式”技術，這就意味著用戶將可擁有多項產品和多規格存儲介質，尤其開放性可帶來更多的發明創新，減少新技術開發風險，從而達到使產品價格下降和用戶受益的目的，另外還可提高產品的兼容性和延續性。LTO第四代標準的容量為800G，傳輸速度為80MB/s～160MB/s，這是目前任何一種磁帶機都無法比擬的。開發LTO的主要原因有以下幾點:一是建立一個開放的磁帶機產品標準;二是不斷改進磁帶機產品的可靠性;三是增強產品的可擴展性，適應數據量激增的現實需求;四是減少備份的時間，提高產品的性能。

　　目前，LTO技術有兩種存儲格式，即高速開放磁帶格式Ultrium和快速訪問開放磁帶格式Accelis，它們可分別滿足不同用戶對LTO存儲系統的要求，其中Ultrium磁帶格式除了具有高可靠性的LTO技術外，還具有大容量的特點，既可單獨操作，也可適應自動操作環境，非常適合備份、存儲和歸檔應用。Accelis磁帶格式則側重于快速數據存儲，Accelis磁帶格式能夠很好地適用于自動操作環境，可處理廣泛的在線數據和恢復應用。

　　備份軟件技術

　　備份軟件技術在整個數據存儲備份過程中具有相當的重要性，因為它不僅關系到是否支持磁帶的各種先進功能，而且在很大程度上決定著備份的效率。有人認為，最好的備份軟件就是操作系統所提供的備份功能，諸如Unix的tar/cpio、WindowsNT的WindowsBackup、Netware的Sbackup等。其實不然，因為這些操作系統僅能提供一些基本的備份功能，缺乏專業備份軟件的高速度與高性能，目前比較流行的專業備份軟件有CA的ARCserve2000、VERITAS的BackupExce以及Legato的Networker等。

????? 大家知道，磁帶機對數據傳輸速度有一定要求，若數據傳輸率偏低，磁帶機就無法連續運轉。而專業備份軟件因能通過優化數據傳輸率即可以自動以較高的傳輸率進行數據傳輸，這不僅能縮短備份時間，提高數據存儲備份速度，而且對磁帶機設備本身也有好處。另外，專業備份軟件還支持新磁帶機技術，如HP的TapeAlert技術，差不多所有主流專業備份軟件均提供支持。

　　DAS、NAS和SAN存儲模式

　　DAS(Direct Attached Storage—直接連接存儲)是指將存儲設備通過SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺計算機上。DAS的適用環境為:1)服務器在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子);2)存儲系統必須被直接連接到應用服務器(如Microsoft Cluster Server或某些數據庫使用的“原始分區”)上時;3)包括許多數據庫應用和應用服務器在內的應用，它們需要直接連接到存儲器上，群件應用和一些郵件服務也包括在內。

　　當服務器在地理上比較分散，很難通過遠程連接進行互連時，直接連接存儲是比較好的解決方案，甚至可能是唯一的解決方案。利用直接連接存儲的另一個原因也可能是企業決定繼續保留已有的傳輸速率并不很高的網絡系統。

　　NAS和SAN的出現響應了三種重要的發展趨勢:網絡正成為主要的信息處理模式;需要存儲的數據大量增加;數據作為取得競爭優勢的戰略性資產其重要性在增加。

　　NAS(Network Attached Storage—網絡連接存儲)即將存儲設備通過標準的網絡拓撲結構(例如以太網)，連接到一群計算機上。NAS是部件級的存儲方法，它的重點在于幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。需要共享大型CAD文檔的工程小組就是典型的例子。

　　NAS產品包括存儲器件(例如硬盤驅動器陣列、CD或DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質)和集成在一起的簡易服務器，可用于實現涉及文件存取及管理的所有功能。簡易服務器經優化設計，可以完成一系列簡化的功能，例如文檔存儲及服務、電子郵件、互聯網緩存等等。集成在NAS設備中的簡易服務器可以將有關存儲的功能與應用服務器執行的其他功能分隔開。

　　這種方法從兩方面改善了數據的可用性。第一，即使相應的應用服務器不再工作了，仍然可以讀出數據。第二，簡易服務器本身不會崩潰，因為它避免了引起服務器崩潰的首要原因，即應用軟件引起的問題。

　　NAS產品具有幾個引人注意的優點。首先，NAS產品是真正即插即用的產品。NAS設備一般支持多計算機平臺，用戶通過網絡支持協議可進入相同的文檔，因而NAS設備無需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網內。其次，NAS設備的物理位置同樣是靈活的。它們可放置在工作組內，靠近數據中心的應用服務器，或者也可放在其他地點，通過物理鏈路與網絡連接起來。無需應用服務器的干預，NAS設備允許用戶在網絡上存取數據，這樣既可減小CPU的開銷，也能顯著改善網絡的性能。

　　NAS沒有解決與文件服務器相關的一個關鍵性問題，即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數據流從LAN中轉移出去的存儲區域網(SAN)不同，NAS仍使用網絡進行備份和恢復。NAS 的一個缺點是它將存儲事務由并行SCSI連接轉移到了網絡上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲磁盤請求。

　　SAN(存儲區域網絡)通過光纖通道連接到一群計算機上。在該網絡中提供了多主機連接，但并非通過標準的網絡拓撲。

　　SAN則專注于企業級存儲的特有問題。當前企業存儲方案所遇到問題的兩個根源是:數據與應用系統緊密結合所產生的結構性限制，以及目前小型計算機系統接口(SCSI)標準的限制。大多數分析都認為SAN是未來企業級的存儲方案，這是因為SAN便于集成，能改善數據可用性及網絡性能，而且還可以減輕管理作業。

　　SAN解決方案的優點有以下幾個方面:

　　SAN提供了一種與現有LAN連接的簡易方法，并且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協議。SAN不受現今主流的、基于SCSI存儲結構的布局限制。特別重要的是，隨著存儲容量的爆炸性增長，SAN允許企業獨立地增加它們的存儲容量。

　　SAN的結構允許任何服務器連接到任何存儲陣列，這樣不管數據置放在那里，服務器都可直接存取所需的數據。因為采用了光纖接口，SAN還具有更高的帶寬。

　　因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，所以運行備份操作就無需考慮它們對網絡總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現簡化，特別是對于全部存儲設備都集群在一起的時候。最后一點，光纖接口提供了10公里的連接長度，這使得實現物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。

　　SAN主要用于存儲量大的工作環境，如ISP、銀行等，但現在由于需求量不大、成本高、標準尚未確定等問題影響了SAN的市場，不過，隨著這些用戶業務量的增大，SAN也有著廣泛的應用前景。