磁盤(pán)備份與虛擬磁帶庫(kù)備份淺析

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隨著磁盤(pán)成本的不斷降低，利用磁盤(pán)作為備份介質(zhì)的趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯。磁盤(pán)備份的通常分為直接和間接兩種。直接將數(shù)據(jù)副本搬移到磁盤(pán)上，或者通過(guò)備份軟件的Back to Disk選項(xiàng)將備份數(shù)據(jù)直接寫(xiě)到磁盤(pán)上，是常見(jiàn)的直接磁盤(pán)備份形式;而利用虛擬磁帶庫(kù)作為備份介質(zhì)則是慣用的間接磁盤(pán)備份形式。所謂間接，是由于虛擬磁帶庫(kù)把磁盤(pán)仿真成物理磁帶庫(kù),來(lái)實(shí)現(xiàn)備份軟件對(duì)虛擬磁帶庫(kù)的管理，從而完成將數(shù)據(jù)備份到磁盤(pán)的目標(biāo)。

一些用戶誤認(rèn)為直接磁盤(pán)備份就是磁盤(pán)備份的普遍方式，和虛擬帶庫(kù)備份的效果是等同的。讓我們淺析以下這兩者的區(qū)別并通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)看看兩種備份帶來(lái)的不同結(jié)果:

直接磁盤(pán)備份常見(jiàn)問(wèn)題

1、安全隱患

直接磁盤(pán)備份模式下，基于磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)設(shè)備是以文件系統(tǒng)的方式出現(xiàn)在服務(wù)器上的，無(wú)論這個(gè)服務(wù)器是應(yīng)用服務(wù)器還是介質(zhì)服務(wù)器，這個(gè)文件系統(tǒng)都可以由任意工具來(lái)操作，也可以被任何人訪問(wèn)，即使是無(wú)意的“DEL”(刪除)操作也可以毀掉所有備份數(shù)據(jù)，這意味著系統(tǒng)管理員的誤操作或者其他人的惡意刪除都可以造成的數(shù)據(jù)丟失，病毒感染等諸多風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致備份的數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)等。

2、 性能瓶頸

首先，文件系統(tǒng)本身就可能是性能瓶頸，尤其在多任務(wù)、多進(jìn)程狀態(tài)下，文件系統(tǒng)很有可能成為整個(gè)備份系統(tǒng)的瓶頸。文件系統(tǒng)難以解決磁盤(pán)碎片的問(wèn)題，磁盤(pán)碎片會(huì)導(dǎo)致文件系統(tǒng)的性能逐漸下降，而且，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候，磁盤(pán)碎片的問(wèn)題很難以解決。

另外，在一些備份軟件的管理策略中，當(dāng)備份到備份磁盤(pán)的數(shù)據(jù)達(dá)到遷移上限時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)備份數(shù)據(jù)一邊寫(xiě)入磁盤(pán)一邊向磁帶庫(kù)遷移的狀態(tài)。備份數(shù)據(jù)往返于各備份主機(jī)和SAN之間，使備份速度大幅下降。即使增加備份磁盤(pán)容量，備份速度仍然難以明顯提升。

3、管理復(fù)雜、價(jià)格昂貴

傳統(tǒng)備份軟件是以磁帶庫(kù)作為備份目標(biāo). 若要實(shí)現(xiàn)直接備份到磁盤(pán)，就需要在備份服務(wù)器或介質(zhì)服務(wù)器上為備份磁盤(pán)陣列建立一個(gè)文件系統(tǒng)，才能夠被備份軟件識(shí)別。而一般的文件系統(tǒng)不能被多服務(wù)器共享，

這就是說(shuō)，如果想象使用傳統(tǒng)磁帶庫(kù)一樣，通過(guò)SAN實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器共同使用一個(gè)備份磁盤(pán)陣列，就必須要在磁盤(pán)陣列上建立多個(gè)邏輯設(shè)備，然后將每個(gè)邏輯設(shè)備分配給每臺(tái)服務(wù)器。這就帶來(lái)了管理上的一系列問(wèn)題，例如如何合理分配每臺(tái)服務(wù)器資源，是否需要額外購(gòu)買(mǎi)卷管理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)資源分配等問(wèn)題。

簡(jiǎn)單的直接磁盤(pán)備份，通常不具備容量?jī)?yōu)化如重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，壓縮等功能。這就需要不斷增加磁盤(pán)陣列容量來(lái)滿足備份數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，從而加劇了管理復(fù)雜化，使管理成本上升，最終導(dǎo)致直接磁盤(pán)備份總成本快速攀升。

4、擴(kuò)展性差

直接磁盤(pán)備份的問(wèn)題突出表現(xiàn)在容量的共享和動(dòng)態(tài)擴(kuò)充方面。每個(gè)備份客戶端都獨(dú)立擁有自己的備份容量空間，而且通常是靜態(tài)的空間設(shè)置，如果加以改變就需要重新遷移數(shù)據(jù)，這就造成了直接磁盤(pán)備份系統(tǒng)的擴(kuò)展很不靈活。

通常，為了能夠快速恢復(fù)最近備份的數(shù)據(jù)，備份磁盤(pán)要保留相當(dāng)一段時(shí)間的備份數(shù)據(jù)。而備份數(shù)據(jù)隨業(yè)務(wù)發(fā)展不斷增長(zhǎng)，使備份磁盤(pán)容量總顯不足，擴(kuò)展性上的不足會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)備份系統(tǒng)的表現(xiàn)。

5、功能缺乏

新一代VTL 在替代原有磁帶庫(kù)功能的基礎(chǔ)上，增加了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制、自動(dòng)離線歸檔和容量?jī)?yōu)化 (壓縮和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除) 等高級(jí)功能。這些功能不僅是簡(jiǎn)單的直接磁盤(pán)備份所不具備的，而且還使數(shù)據(jù)保護(hù)的概念得以擴(kuò)展。從部署VTL的數(shù)據(jù)保護(hù)解決方案里，客戶不僅得到了數(shù)據(jù)備份的功能，同時(shí)也得到了數(shù)據(jù)級(jí)容災(zāi)、數(shù)據(jù)歸檔和法規(guī)遵從，以及備份數(shù)據(jù)容量?jī)?yōu)化的收益，是一舉多得的解決方案。

虛擬帶庫(kù)(VTL )數(shù)據(jù)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

新一代的虛擬磁帶庫(kù)備份(D2D2T)的存儲(chǔ)管理更加簡(jiǎn)化，安全性更高，性能瓶頸也得到解決，具備完善的功能，成本卻更低。

1.安全性、可靠性

首先，從數(shù)據(jù)的安全性出發(fā)，VTL的訪問(wèn)與磁帶類(lèi)似，決定其天生具備免疫能力。用戶不能直接訪問(wèn)磁帶，被病毒感染的文件也不會(huì)感染磁帶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，確保讓備份的數(shù)據(jù)更安全可靠。同時(shí),虛擬磁帶庫(kù)采用基于RAID保護(hù)的磁盤(pán)陣列，提高了可靠性。

2.性能和容量可按需擴(kuò)展

虛擬磁帶庫(kù)采用和物理帶庫(kù)相同的訪問(wèn)模式，不存在文件系統(tǒng)對(duì)直接磁盤(pán)備份的負(fù)面影響，可以充分發(fā)揮出磁盤(pán)備份的性能優(yōu)勢(shì)。

而且，新一代虛擬帶庫(kù)的性能有了大幅度的提高。其并行技術(shù)可同時(shí)支持多臺(tái)VTL控制器并行工作，并保持高效的吞吐能力。同時(shí)，容量和性能可以同步或獨(dú)立提升，實(shí)現(xiàn)超寬范圍的容量擴(kuò)展，為用戶提供最靈活和高效的升級(jí)選擇。

3.管理、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本更經(jīng)濟(jì)

新一代VTL的仿真磁帶庫(kù)工作模式通過(guò)備份管理軟件即可統(tǒng)一管理。其兼容性和集成性好，無(wú)需改變備份策略。在SAN環(huán)境下，輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享、易于管理和使用。

作為間接磁盤(pán)備份設(shè)備，在后期維護(hù)上，由于減少了物理磁帶庫(kù)的諸多機(jī)械故障，其維護(hù)成本也更加低廉。

4 擴(kuò)展自如

VTL的自身管理類(lèi)似于磁盤(pán)陣列的方式，可以輕松地更換、添加磁盤(pán)，進(jìn)行容量的擴(kuò)展。而且并行技術(shù)的使用，也使得設(shè)備的擴(kuò)展更加靈活。因此，客戶可以隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行容量采購(gòu)，避免了龐大的預(yù)投入資本。

更重要的是，VTL保持了物理磁帶庫(kù)的使用模式，在備份軟件的支持下，邏輯上可以實(shí)現(xiàn)容量的無(wú)縫擴(kuò)展。

5.功能完善，兼容性佳

新一代VTL支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制。通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)，能將本地的備份數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制到異地的虛擬磁帶庫(kù)系統(tǒng)中。而且，在兩臺(tái)虛擬磁帶庫(kù)之間的復(fù)制作業(yè)是在后臺(tái)由虛擬磁帶庫(kù)完成的。此外，新一代VTL通常還具有重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、壓縮、自動(dòng)歸檔等功能。

讓我們用一個(gè)實(shí)際案例再解這兩種備份方式的不同：

某電信行業(yè)用戶的綜合營(yíng)帳系統(tǒng)擁有數(shù)十臺(tái)服務(wù)器，包括綜合服務(wù)、資源管理、結(jié)算、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等多套應(yīng)用系統(tǒng)。每三個(gè)月為一個(gè)備份周期，每個(gè)備份周期產(chǎn)生2.5TB以上數(shù)據(jù)，每次全備份數(shù)據(jù)約20TB。由于數(shù)據(jù)量大，需要較高的備份速度，因此采用磁盤(pán)陣列作為一級(jí)備份設(shè)備，當(dāng)備份到備份中心磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)達(dá)到遷移的上限時(shí)，由備份管理軟件把數(shù)據(jù)再遷移到磁帶庫(kù)。同時(shí)，采用了每天對(duì)不同系統(tǒng)做全備份和增量備份的策略，以避免備份設(shè)備產(chǎn)生I/O瓶頸。各系統(tǒng)的備份速度在40MB/s — 120MB/s之間。