云计算中的数据备份技术

在以数据为中心的时代，数据的重要性无可置否，如何保护数据是一个永恒的话题，即便是现在的云存储发展时代，数据备份技术也非常重要。数据备份技术是将数据本身或者其中的部分在某一时间的状态以特定的格式保存下来，以备原数据出现错误、被误删除、恶意加密等各种原因不可用时，可快速准确地将数据进行恢复的技术。数据备份是容灾的基础，是为防止突发事故而采取的一种数据保护措施，根本目的是数据资源的重新利用和保护，核心工作是数据恢复。

不同的备份方法，其效果不同，主要表现在性能、自动化程度、对现有系统应用的影响程度、管理、可扩展性等方面。常见的数据备份系统主要有Host-Based、LAN-Based和基于SAN结构的LAN-Free、Server-Free等多种结构。

1）主机备份

基于主机（Host-Based）的备份是传统的数据备份技术。在这种备份架构中，磁带读写设备直接连接在某台需要备份数据的应用服务器上，为该服务器提供数据备份服务。这种备份大多是采用服务器上自带的磁带机或备份硬盘，而备份操作往往也是通过手工操作的方式进行的，比较适用于小型企业用户进行简单的文档备份。Host-Based备份结构如图6-3所示，虚线表示数据流。

图6-3　Host-Based备份结构

Host-Based备份的优点是备份管理简单，数据传输速度快；缺点是可管理的存储设备少，不利于备份系统的共享，不大适合于现在大型的数据备份要求，而且不能提供实时的备份需求。

2）局域网备份

基于局域网（LAN-Based）备份结构是小型办公环境最常使用的备份结构，如图6-4所示。该系统中数据的传输是以局域网络为基础的，首先要配置一台服务器作为备份管理服务器，它负责整个系统的备份操作。磁带库则接在某台服务器（称为介质服务器）上，多个需要备份数据的应用服务器将需要备份的数据通过局域网络传输到磁带库中实现备份。在局域网中，备份服务器、介质服务器和应用服务器可以是同一台服务器，介质服务器也可以是多台。

图6-4　LAN-Based备份结构

LAN-Based备份结构的优点是可以共享磁带库以节省投资，同时可以实现集中的备份管理；它的缺点是网络传输压力大，当备份数据量大或备份频率高时，局域网的性能下降快，不适合重载荷的网络应用环境。(www.xing528.com)

3）LAN-Free备份

为彻底解决传统备份方式需要占用LAN带宽问题，基于SAN的备份是一种很好的技术方案。LAN-Free和Server-Free的备份系统是建立在SAN（存储区域网）^[3]基础上的两种具有代表性的解决方案。它们采用一种全新的体系结构，将磁带库和磁盘阵列各自作为独立的光纤结点，多台主机共享磁带库备份时，数据流不再经过网络而直接从磁盘阵列传到磁带库内，是一种无须占用网络带宽的解决方案。

如图6-5所示，所谓LAN-Free，是指数据无须通过局域网而直接进行备份，即用户只需将磁带机或磁带库等备份设备连接到SAN中，各服务器就可把需要备份的数据直接发送到共享的备份设备上，不必再经过局域网链路。由于服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过SAN网络进行的，局域网只承担各服务器之间的通信任务，而无须承担数据传输的任务，从而达到控制流和数据流分离的目的。

LAN-Free优点是数据备份统一管理、备份速度快、网络传输压力小、磁带库资源共享；缺点是少量文件恢复操作烦琐，并且技术实施复杂，投资较高。

图6-5　LAN-free备份结构

4）Server-Free备份

另外一种减少对系统资源消耗的办法是采用无服务器（Serverless）备份技术。它是LAN-Free的一种延伸，可使数据能够在SAN结构中的两个存储设备之间直接传输，通常是在磁盘阵列和磁带库之间，如图6-6所示。这种方案的主要优点之一是不需要在服务器中缓存数据，显著减少对主机CPU的占用，提高操作系统工作效率，帮助企业完成更多的工作。

图6-6　Server-Free备份结构

因此，Server-Free优点是数据备份和恢复时间短，网络传输压力小，便于统一管理和备份资源共享；其缺点是需要特定的备份应用软件进行管理，厂商的类型兼容性问题需要统一，并且实施起来与LAN-Free一样比较复杂，成本也较高，适用于大中型企业进行海量数据备份管理。