Information Resource Management

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1 Information Resource Management
信息资源管理 Information Resource Management ——理论、技术、应用 张文新 副教授 电话： 办公室：经济管理楼1213室

2 讲义主要内容 第06讲：信息存储技术 第00讲：关于课程与课程学习 第08讲：信息分析技术 第01讲：信息与信息资源 第09讲：信息挖掘技术
第02讲：信息资源管理 第10讲：信息资源安全管理技术 第03讲：信息与信息资源度量技术 第11讲：信息产业与信息化 第04讲：信息分类编码技术 第12讲：信息咨询服务行业管理 第05讲：信息的采集技术 第13讲：企业信息资源管理 第06讲：信息存储技术 第14讲：政府信息资源管理 第07讲：信息检索技术 第15讲：信息人力资源管理 最后一次课：总结与答疑。最后2学时：考试

3 第06讲 信息存储技术

4 引言 什么信息需要存储？ 采用什么技术实现信息存储？ 有怎样的信息存储的设备？

5 引言 思考： 假如有100T数据，买 100G大小的磁盘，需要1000个！ 如何把1000个磁盘连接起来？ 如果用一般的PC，需要250台！
数据存放起来了，如何管理和使用？ 性能如何？ 当设备损坏或发生事故时如何应对？

6 内容提要 6.1. 信息存储的需求 6.2. 信息存储技术 6.3. 存储容灾和备份

7 6.1. 信息存储的需求 信息存储概念 信息存储是针对所采集的信息进行科学有序的存放、保 管，以便使用的过程。 三层含义:
将所采集的信息，按照一定规则，记录在相应的信息载体上； 将这些信息载体，按照一定的特征和内容性质组成系统有序的、可供自己或他人检索的集合体； 应用计算机等先进的技术和手段，提高信息存储的效率和利用水平。

8 6.1. 信息存储的需求 信息存储作用： 在企业或组织需要信息的时候，能够及时地获取这些信息，并 经加工处理后为控制、管理与决策服务。
存储的信息可以供企业或组织的全体人员共享，并可以重复使 用，提高信息的利用率。 信息的历史性特点也要求将信息予以保存，以便从同一事物不 同历史阶段的信息中分析、探讨该事物的发展规律，供管理决 策时使用。

9 6.1. 信息存储的需求 信息存储需要解决的几个主要问题 容量 速度 易于管理 安全：容灾与备份 可扩展性

10 6.2. 信息存储的技术 信息存储的介质 信息存储的介质包括： 纸介质; 缩微胶片; 磁介质; 光介质。

11 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备 目前，常用的信息存储设备有： 磁带、磁带库 磁盘、磁盘阵列 光盘、光盘塔、光盘库

12 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备-磁带库

13 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备-磁带库 广义的磁带库产品包括自动加载磁带机和磁带库。
自动加载磁带机和磁带库实际上是将磁带和磁带机有机结合组成的。 自动加载磁带机是一个位于单机中的磁带驱动器和自动磁带更换装置， 它可以从装有多盘磁带的磁带匣中拾取磁带并放入驱动器中，或执行相 反的过程。它可以备份PB=106GB数量级的数据。 自动加载磁带机能够支持例行备份过程，自动为每日的备份工作装载 新的磁带。 一个拥有工作组服务器的小公司或分理处可以使用自动加载磁带机来 自动完成备份工作。

14 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备-磁盘阵列

15 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备-磁盘阵列 磁盘阵列简称RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。 其原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的 设计，提升数据的安全性。 磁盘阵列主要针对硬盘，磁盘阵列是由很多便宜、容量较 小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘 组。 利用个别磁盘提供数据所产生的加成效果来提升整个磁盘 系统的效能。同时，在储存数据时，利用这项技术，将数 据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。

16 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备-光盘库

17 6.2. 信息存储的技术 信息存储设备-光盘库 光盘库是一种带有自动换盘机构（机械手）的光盘网络共享设备。
光盘库一般由放置光盘的光盘架、自动换盘机构（机械手）和驱动器三部分 组成。 光盘库一般配置有1~14台驱动器，可容纳 45~690片光盘，每个盘仓可容纳 15或50片光盘，分为智能热插拔式盘仓和普通盘仓，这样一是可方便光盘的存 放和取用，二是直接构成了三级存储的近线和离线的搭配结构。 光盘库通过高速SCSI端口与网络服务器相联，光盘驱动器通过自身接口与主 机交换数据。 用户访问光盘库时，自动换盘机构首先将驱动器中的光盘取出并放置到盘架 上的指定位置，然后再从盘架中取出所需的光盘并送入驱动器中。自动换盘机 构（机械手）的换盘时间通常在秒级。

18 6.2. 信息存储的技术 常用的存储设备接口 IDE: Integrated Drive Electronics，电子集成 驱动器
SCSI: Small Computer System Interface，小 型计算机系统接口 FC:Fiber Channel 光线通道

19 6.2. 信息存储的技术 SCSI接口技术 SCSI（Small Computer System Interface），小型计算机系统接口；
并行SCSI使得I/O总线不再是系统的瓶颈，可以使系统具有更高的 输入/输出性能； SCSI提供的高质量信号支持可靠、持续的数据传输速率； SCSI比IDE速度快，因为SCSI接口卡中自带CPU； SCSI支持热插拔； SCSI支持多硬盘。

20 6.2. 信息存储的技术 硬盘接口技术－光纤通道(Fibre Channel):
和SCSI接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技 术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求， 才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系 统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的 通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程 连接、连接设备数量大等。  光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计，能满 足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、 交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传 输率的要求。

21 6.2. 信息存储的技术 FC特点 光纤通道技术是结合了通道技术和网络技术的优点。通道 技术是硬件密集型技术，可以在缓冲区间快速传输大量的数 据。网络技术是软件密集型技术，数据包可以在网络上被路 由到许许多多设备中的某一个上； 性能高：目前最高速度是10Gb/s； 传输距离更远，一般可以达到10km以上，而SCSI才25m； 可扩展能力强； 稳定性和可靠性好。

22 6.2. 信息存储的技术 信息存储方式 传统存储（直接存储） 网络存储

23 6.2. 信息存储的技术 直接连接存储 直接连接存储（DAS，Direct Attached Storage）是数据 存储领域产生最早、发展时间最长的传统数据存储方式。 直接连接存储是将磁盘存储设备直接通过电缆连接到服 务器的方式。 它主要应用于单机或两台主机的集群环境中。 主要优点是存储容量扩展简单，投入成本少，见效快。

24 6.2. 信息存储的技术 客户机 网络接口 SCSI 主机 存储接口 存储子系统 虚框为服务器 网络 图：传统的客户/服务器结构

25 6.2. 信息存储的技术 Windows Desktop PC IP Network SCSI Channel SCSI Channel
IDE Disk Array (IDE磁盘阵列) Used Not Use File Server SCSI Channel SCSI Disk Array (SCSI磁盘阵列) Used Not Use SCSI Channel Web Server Fiber Disk Array (光纤磁盘阵列) Fiber Channel Exchange Mail Server SQL Database Server Used Not Use Fiber Switch

26 6.2. 信息存储的技术 企业存储大容量的装置就是磁盘阵列 (Disk Array) SAN = Fiber Disk Array
PCI, PCI-X 总线 光纤HBA卡 Fiber Disk (SAN) SCSI IDE Disk Array Controller (CPU, Firmware Cache) SCSI 连结器 SCSI Channel Fiber Channel SQL, Exchange, Web Server 企业存储大容量的装置就是磁盘阵列 (Disk Array) SAN = Fiber Disk Array DAS, SAN, NAS皆以Disk Array为核心技术。 DAS, SAN, NAS的分类，并非企业考虑存储应用的关键。 图：大容量存储装置- Disk Array

27 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
由于磁盘的存取速度跟不上CPU的处理速度.从而使磁盘成为提 高服务器I/O能力的一个瓶颈。为解决计算机CPU的高速和磁盘 的低速之间日益加剧的矛盾，1987年美国加利福尼亚大学伯克 利分校的帕特森教授等人提出了RAID(Redundant Array of Independent Disks)的概念。 其技术思想是:利用现有的小型廉价磁盘，把多个磁盘按一定的 方法组成一个磁盘阵列，通过一些硬件技术和一系列的调度算法， 使得整个磁盘阵列对用户来说，就像是在使用一个容量很大、而 可靠性和速度非常高的大型磁盘。

28 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)

29 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
对于RAID1和RAID5阵列而言，当有一块硬盘损坏时， 利用其他盘可以重新恢复出损坏盘上原来的数据，而 不影响系统的正常工作，并可以在带电状态下更换已 损坏的硬盘(即热插拔功能)，阵列控制器会自动把重组 数据写入新盘，或写入热备份盘而将新盘用做新的热 备份盘。另外，磁盘阵列通常配有冗余设备，如电源 和风扇，以保证磁盘阵列的散热和系统的可靠性。目 前，常用的RAID类型可分为RAID0、RAID1、RAID3、 RAID5等。

30 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
RAID技术是一种工业标准，各厂商对RAID级别的定 义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界 广泛认同的有4种，RAID 0、RAID 1和RAID 5。

31 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
RIAD 0，数据分割 RIAD 1，磁盘镜像 RIAD 5，硬盘分割

32 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
适用于Video/Audio信号存储、临时文件的转储等对速 度要求极其严格的特殊应用； 但由于没有数据冗余，其安全性大大降低，构成阵列 的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。

33 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
但它无法扩展（单块硬盘容量），数据空间浪费大， 严格意义上说，不应称之为“阵列”。

34 6.2. 信息存储的技术 硬盘阵列技术－RAID(Redundant Array of Independent Disks)
RIAD 5，硬盘分割，RAID 5是目前应用最广泛的RAID技术。 各块独立硬盘进行条带化分割，相同的条带区进行奇偶校验（异 或运算），校验数据平均分布在每块硬盘上。以n块硬盘构建的 RAID 5阵列可以有n－1块硬盘的容量，存储空间利用率非常高。 任何一块硬盘上的数据丢失，均可以通过校验数据推算出来。 RAID 5具有数据安全、读写速度快，空间利用率高等优点，应用 非常广泛，但不足之处是如果1块硬盘出现故障以后，整个系统的 性能将大大降低。

35 6.2. 信息存储的技术 直接连接存储模式存在诸多弊端： 存储设备只能与一台服务器直接连接，只由这台服务器使用。
用户要备份数据和存储数据，都要占用服务器CPU的时间，从而降低了服务器的管理效能。 随着服务器的增多，数据管理会越来越复杂，工作量不断增加。 如果增加存储设备，扩展存储容量，需要对服务器进行重新配置，这样做容易中断业务连续性，造成数据丢失。

36 图：直接存储（DAS，Directly Attached Storage）
6.2. 信息存储的技术 Application Server 1 disk Server 2 Server 3 Data Island 图：直接存储（DAS，Directly Attached Storage）

37 6.2. 信息存储的技术 网络存储技术 自二十世纪末开始，存储技术的发展进入 “存储网络”(Storage Network)时代。它将存储设备从应用服务器中分离出来，进行集中管理。存储网络具有以下特点： 存储设备与主机之间是多对多的关系 统一性：在逻辑上是完全一体的，实现数据的集中管理 面向网络应用，容易扩充，伸缩性强 共享存储系统 关键技术：带宽

38 6.2. 信息存储的技术 网络存储 我校邮件服务器提供的网络存储功能

39 6.2. 信息存储的技术 网络存储与传统存储的比较 存储系统的独立性 数据共享的难易程度 高速的数据传输 更大的存储容量 中心化数据管理
多种多样的存储介质

40 6.2. 信息存储的技术 网络数据存储方式 网络连接存储(NAS) 存储区域网络(SAN)

41 6.2. 信息存储的技术 主机 网络存储控制器 Switch 客户机 虚框为服务器 图：网络连接存储（NAS）的系统结构

42 图：简化存储管理的关键-Windows Storage Server
6.2. 信息存储的技术 磁带机 Fiber Disk Array (光纤磁盘阵列) SCSI Disk Array (SCSI磁盘阵列) Unix/ Novell/ Macintosh Network Fiber Channel IP Network File Level 传输方式 异质网络 Web Server Exchange Mail Server SQL Database Server Windows Desktop Used Not Use IDE Disk Array (IDE磁盘阵列) Storage Gateway 控制管理平台 SCSI Channel 图：简化存储管理的关键-Windows Storage Server

43 6.2. 信息存储的技术 网络连接存储 可附加大容量存储，内嵌操作系统。 仅仅提供存储服务，降低了存储设备的成本。
NAS存储方式具有如下特点： 可附加大容量存储，内嵌操作系统。 仅仅提供存储服务，降低了存储设备的成本。 特别适合于处理来自网络的I/O请求，不仅响应速度快，而且数据传输速率也很高。 可以提供完全跨平台文件混合存储功能。 其安装简便，友好的图形管理界面以及在线扩容能力，大大方便了网络管理人员的工作。

44 6.2. 信息存储的技术 网络连接存储 网络连接存储（NAS，Network Attached Storage）是一种基于 局域网的，在存储设备端提供基于网络访问的文件级服务的网络存储 技术。其体系结构如图9.1所示。图中，RAID（Redundant Array of Inexpensive Disk）是廉价磁盘冗余阵列，此外也可根据需要采用前 述其它存储设备。 图： NAS体系结构

45 6.2. 信息存储的技术 存储区域网络 存储区域网络（SAN，Storage Area Network）位于服务器后端， 为连接服务器、存储设备而建立起一个专用数据网络，提供数据存 储服务。其体系结构如下图所示。 图： SAN体系结构 SAN特别适合于服务器集群、灾难恢复等大数据量传输的领域。

46 6.2. 信息存储的技术 LAN 磁盘阵列 光纤交换机 服务器 磁带库 图：存储局域网（SAN）的基本结构

47 6.2. 信息存储的技术 Windows Servers Unix Servers 客户端 备份磁带库 图：存储局域网SAN的一般应用
８TB HP磁盘阵列 ４TB dell磁盘阵列 客户端 备份磁带库 Windows Servers Unix Servers Dell Hp数据服务器 图：存储局域网SAN的一般应用

48 6.2. 信息存储的技术 DAS 、 NAS 、 SAN比较 DAS NAS SAN
DAS (Direct Attached Storage) NAS (Network Attached Storage) SAN (Storage Area Network) DAS NAS SAN 存储装置种类 Sectors shared files blocks 传输方式 IDE/SCSI TCP/IP, ethernet fibre channel 使用端 clients or servers servers 容量 Gigabytes terabytes petabytes 安装难度 Easy Difficult 管理成本 High Low

49 6.2. 信息存储的技术 DAS NAS和SAN 图：几种存储模式的比较 IP Direct- Attached Storage
SCSI Direct- Attached Storage NAS和SAN FC Storage Area Network Network- Attached Storage 图：几种存储模式的比较

50 6.2. 信息存储的技术 图：连接存储的三种方式的比较 直联存储 (DAS) 存储区域网 (SAN) SAN 网络连接存储 (NAS)
SERVERS & STORAGE DESKTOPS 网络连接存储 (NAS) LAN 直联存储 (DAS) SAN 存储区域网 (SAN) 当今市场上，有3种连接存储的方式，戴尔拥有这3种的解决方案。 直联存储，或称为 DAS，是将存储设备直接连接到单一的应用服务器上，通常以SCSI 技术为基础。它可以包含磁盘或磁带。这是部署存储的老方法。 网络附加存储，或称为NAS， 使将存储设备直接连接到您的LAN或WAN 上，并为用户提供共享的文件存储。这主要用来为台式机、笔记本电脑和图形工作站提供集中的文件存储。 存储区域网，或称为SAN，是采用独立的、专门的网络将存储设备连接到许多服务器上。它为应用程序（如数据库、CRM 和 ERP 系统，等等）提供共享的集中存储。 今天，我们将要讨论的主要是基于SAN和NAS 的更为现代化的存储解决方案。 图：连接存储的三种方式的比较

51 6.2. 信息存储的技术 存储区域网SAN 网络连接存储 直接连接存储 磁带机 DELL 存储系统产品组合
入门级 PowerVault 725N 中等 PowerVault 770N (塔式) PowerVault 775N (机架式)            存储区域网SAN 网络连接存储 直接连接存储 磁带机 驱动器 PowerVault 100T/110T 机架式磁带机 PowerVault 112T 自动加载磁带机 PowerVault 120T/122T 磁带库 PowerVault 132T/136T/160T SCSI PowerVault 220S/221S 光纤通道 DELL | EMC CX300 DELL | EMC CX500 DELL | EMC CX700 入门级 DELL/EMC CX300 中等 DELL/EMC CX500 企业级 DELL/EMC CX700 扩展柜 DELL/EMC FC DAE2, ATA DAE2 交换机 DELL/EMC 8, 16, 24, 32 端口 — 我们的磁带备份系统可以与DELL PowerEdge服务器和PowerVault NAS产品一起购买。它们可以驻留在服务器机架内或驻留在外部，通过SAN在本地附加或连接。DELL PowerVault磁带系统包括驱动器、机架式机箱、自动加载磁带机和磁带库。DELL磁带备份利用了LTO磁带标准，多家主要厂商（包括Seagate、DELL和HP）正在开发该标准的升级版本。 — DELL提供一系列的存储阵列，它们可以直接附加到服务器，或连接到NAS或者SAN。这些DAS产品同时包括PowerVault SCSI存储阵列和DELL/EMC光纤通道存储阵列。这两者都在需要的任何时候提供增量的存储，同时支持服务器群集 — DELL存储产品组合既广泛而又重点突出。有些产品具有重叠的功能，但是所有产品对现代企业来说都具有独特的长期战略价值。DELL通过优化和自动化系统规划、采购、部署、管理、维护和替换，承诺在IT基础设施的整个生命周期中提供最大价值。 DELL 存储系统产品组合

52 6.2. 信息存储的技术 图：存储方案的经济扩展架构 外部存储 整合存储 内部存储 第 1 阶段 第 2 阶段 第 3 阶段 第 4 阶段
容量 可管理性 可用性 便利 第 1 阶段 第 2 阶段 第 3 阶段 第 4 阶段 灾难恢复存储 Modularity allows just-in-time scaling so that customers can pay only for what they need when they need it. With flexible anytime scaling, customers can take advantage of falling prices on commodity components such as disk and memory. 图：存储方案的经济扩展架构

53 6.3. 存储容灾和备份 备份和容灾的概念 备份和容灾的相关技术 备份和容灾的解决方案

54 为什么要考虑备份和容灾？数据: 企业的生命
6.3. 存储容灾和备份 为什么要考虑备份和容灾？数据: 企业的生命 DATA 制造 远程办公 客户 投资 市场 日常运作 供应商

55 6.3. 存储容灾和备份 服务器是企业运转的基石… 这些基石有时会出现问题… WWW服务器,每月有几万或几十万人了解到相关的信息；
邮件服务器，企业内外平均每天要成百上千封邮件的交流； 数据库服务器，应用程序正常运行的后台保障； 媒体服务器，辅助业务系统的一个重要部分； 文件服务器，几百GB或上TB级的文件存储容量； 其它服务器 这些基石有时会出现问题… 硬件故障；软件故障；误操作；病毒入侵；意外事故； 大家常常说服务器是企业运转的基石，邮件服务器也是基石中的一员，平均每天要收发成百上千的封邮件，有时它也会出现问题，无论硬件如何可靠，总有可能因为各种原因，如软件故障、病毒入侵、误操作等造成数据的丢失，其中误操作和软件故障造成数据丢失的可能性最高，并且这种丢失是无法挽回的，要不就是整个数据全部丢失，要不就是数据出现不完整性，没有办法继续使用，后果是可想而知，整个应用将完全停止，所有的收发邮件工作都不能进行，仿佛与外界立刻失去了联系，那么如何来保证基石中数据的安全呢？方正科技有相应的解决方案，让你的应用服务器 真正成为企业运转的基石。

56 6.3. 存储容灾和备份 为什么要考虑备份和容灾 硬件故障 软件故障 误操作 病毒入侵 保留历史记录 发生灾难性事件
无论硬件如何可靠，总有可能因为各种原因造成数据丢失，其中误操作和软件故障造成数据丢失的可能最高

57 备份和灾难恢复系统 执行备份的硬件和介质 备份管理软件 备份策略 灾难恢复计划 完整备份和容灾系统的组成

58 我们为用户提供的是一个完整服务器备份解决方案，出厂时我们已经在SecuStor存储功能服务器上预装了Veritas专业的服务器备份软件，用户只需在需要备份的服务器上安装相应的备份代理程序，并且设置好备份内容和备份时间，比如要晚上12点钟要备份SQL Server 数据库中的Model数据库，只需选择Model数据库，晚上12点开始备份，系统就会按照计划的时间完成备份工作，当Model数据库出现任何问题以后，用户只要选择Model数据库的指定备份就可把系统恢复到备份时刻，从而保证了业务系统的连续性，让企业的基石真正的为我们提供服务。 图：方正服务器数据备份解决方案 SecuStor存储功能服务器上预装了Veritas专业的服务器备份软件，用户只需在需要备份的服务器上安装相应的备份代理程序，并且设置好备份内容和备份时间，系统就会按照计划的时间完成备份工作，当数据出现任何问题以后，用户只要选择数据的指定备份就可把系统恢复到备份时刻，从而保证了业务系统的连续性，让企业的基石真正的为我们提供服务。

59 6.3. 存储容灾和备份 数据备份的概念 数据备份就是将数据以某种方式加以保留，以便在系统遭受破坏或其他特定情况下，重新加以利用的一个过程。
数据备份是存储领域的一个重要组成部分。 通过数据备份，一个存储系统乃至整个网络系统，完全可以回到过去的某个时间状态，或者重新“克隆”一个指定时间状态的系统，只要在这个时间点上，我们有一个完整的系统数据备份。

60 6.3. 存储容灾和备份 备份概念误区一:将硬盘备份等同于数据备份
增强了系统连续运行时的性能与可靠性，这些硬件备份与真正的备份概念还相差很多。因为从导致数据失效的因素可以看出，大部分造成整个硬件系统瘫痪的原因，硬件备份是无能为力的。 磁盘阵列 双机热备份 磁盘镜像

61 6.3. 存储容灾和备份 备份概念误区二：拷贝等于备份
备份不能仅仅通过拷贝完成，因为拷贝不能留下系统的注册表等信息；而且也不能将历史记录保存下来，以便追踪；当数据量很大时，手工的拷贝工作又是何其麻烦。备份=拷贝+管理。管理包括备份的可计划性、备份设备的自动化操作、历史记录的保存以及日志记录等等。

62 6.3. 存储容灾和备份 备份概念误区三：数据备份等同于系统备份
在网络环境中，系统文件和一些应用程序的安装相当麻烦，而且需要重新设置各种参数和地址，这个过程通常会持续好几天，在这些系统环境恢复之前，数据文件是无法使用的。

63 6.3. 存储容灾和备份 容灾的概念 容灾：系统容灾计划包括一系列应急计划，具体有：
业务持续计划(BCP-Business Continuity Plan) 业务恢复计划(ERP-Business Recovery Plan) 运行连续性计划(COOP-Continuity of Operations Plan) 事件响应计划(IRP-Incident Response Plan) 场所紧急计划(OEP-Occupant Emergency Plan) 危机通信计划(CCP-Crisis Communication Plan) 灾难恢复计划(DRP-Disaster Recovery Plan)

64 6.3. 存储容灾和备份 1、业务持续计划(BCP-Business Continuity Plan)

65 6.3. 存储容灾和备份 2、业务恢复计划(ERP-Business Recovery Plan)
业务恢复计划(BRP)也叫业务继续计划，涉及紧急事件后对业务处理的恢复，但与BCP不同，它在整个紧急事件或中断过程中缺乏确保关键处理的连续性的规程。BRP的制定应该与灾难恢复计划及BCP进行协调。BRP应该附加在BCP之后。

66 6.3. 存储容灾和备份 3、运行连续性计划(COOP-Continuity of Operations Plan)

67 6.3. 存储容灾和备份 4、事件响应计划(IRP-Incident Response Plan)
事件响应计划(IRP)建立了处理针对机构的IT系统攻击的规程。这些规程用来协助安全人员对有害的计算机事件进行识别、消减并进行恢复。

68 6.3. 存储容灾和备份 5、场所紧急计划(OEP-Occupant Emergency Plan)
场所紧急计划(OEP)在可能对人员的安全健康、环境或财产构成威胁的事件发生时，为设施中的人员提供反应规程。 OEP在设施级别进行制定，与特定的地理位置和建筑结构有关。

69 6.3. 存储容灾和备份 6、危机通信计划(CCP-Crisis Communication Plan)
机构应该在灾难之前做好其内部和外部通信规程的准备工作。危机通信计划(CCP)通常由负责公共联络的机构制定。危机通信计划规程应该和所有其他计划协调，以确保只有受到批准的内容公之于众，它应该作为附录包含在BCP中。

70 6.3. 存储容灾和备份 7、灾难恢复计划(DRP-Disaster Recovery Plan)
灾难恢复计划(DRP)应用于重大的、通常是灾难性的、造成长时间无法对正常设施进行访问的事件。通常，DRP指用于紧急事件后在备用站点恢复目标系统、应用或计算机设施运行的IT计划。

71 6.3. 存储容灾和备份 数据容灾与数据备份的联系 1．数据备份是数据容灾的基础
数据备份是数据高可用的最后一道防线，其目的是为了系统数据崩溃时能够快速地恢复数据。 2．容灾不是简单备份 真正的数据容灾就是要避免传统冷备份所具有先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统。容灾按其容灾能力的高低可分为多个层次。 3．容灾不仅是技术 容灾是一个工程，不仅包括容灾技术，还应有一整套容灾流程、规范及其具体措施。

72 6.3. 存储容灾和备份 常用的备份方式 1．全备份 全备份（Full Backup）是指用一盘磁带对整个系统进行包括系统和数据的完全备份。
2．增量备份 增量备份（Incremental Backup）是指每次备份的数据只是相当于上一次备份后增加的和修改过的数据。 3．差分备份 差分备份（Differential Backup）就是每次备份的数据是相对于上一次全备份之后新增加的和修改过的数据。

73 6.3. 存储容灾和备份 备份的方法和技术 直联备份 网络备份 直联备份 网络备份 最适合于小型商务 性能良好
设备成本高，由于每个服务器都拥有自己的磁带驱动器 网络备份 最适合于工作组 适于共享磁带驱动器和磁带库 需要一个备份服务器 由于网络瓶颈，不适合大型备份 网络数据传输方面较差 直联备份 网络备份 客户端 备份 服务器 客户端

74 6.3. 存储容灾和备份 传统LAN环境下直连备份 LAN Backup Server Application Server
Tape Library RAID

75 6.3. 存储容灾和备份 NAS的备份 Backup Server Tape NAS Server NDMP Communication
NDMP - Network Data Management Protocol - is a storage specific communications protocol that allows NAS systems to backup to local tape libraries under the control of a remote backup server Ndmp是由netapp和legato公司共同开发的，目的是为了备份服务器和nas设备之间进行通信。 Nas分为基于power os的和基于linux内核的，其中基于power os的nas完全可以当作一台pc server来使用，在对他的备份的时候不需要通过ndmp协议进行备份。

76 6.3. 存储容灾和备份 备份方法和技术 SAN备份 是最好的备份和存储方法 提供良好的性能 有利于磁带驱动器和磁带库的集中共享
无需备份服务器 备份不占用网络传输 光纤通道需要更高的价格 专用备份 SAN 136T LTO 磁带库 光纤通道桥 交换机 集中SAN 备份

77 SAN环境下磁带驱动器的共享 Local Area Network Tape Fibre Channel SAN

78 6.3. 存储容灾和备份 备份系统的设计 网络备份实际上不仅仅是指网络上各计算机的文件备份，它实际上包含了整个网络系统的一套备份体系。
1．系统现状分析及备份要求 系统的现状分析的内容包括： （1）网络系统的操作平台； （2）网络所采用的数据库管理系统； （3）网络上运行的应用系统； （4）网络系统结构以及所选用的服务器等。

79 6.3. 存储容灾和备份 备份系统的设计 1．系统现状分析及备份要求 对网络备份系统的要求主要有： （1）备份的数据需要保留的时间；
（2）对数据库的备份是否要求在线备份； （3）对不同操作平台服务器要求以低成本实现备份； （4）是否需要一套自动恢复的机制； （5）对恢复时间的要求； （6）对系统监控程序运行的要求； （7）对备份系统自动化程度的要求； （8）对网络前台工作站信息备件要求； （9）说明现已采用的备份措施等。

80 6.3. 存储容灾和备份 备份系统的设计 2．备份方案的设计 （l）备份软件
备份软件的选择对一个网络备份系统来说是至关重要的，它的选择必须满足用户的全部需求。 （2）备份介质 常见的备份介质首选是磁带，当然，根据实际情况也可以考虑其它的介质，如磁光盘、可读CD等。 （3）日常备份制度 如果决定采用磁带作为备份的介质，那么，可以根据“磁带轮换”中所介绍的几种模式，选择其中的一种或几种模式作为日常备份制度。

81 6.3. 存储容灾和备份 备份系统的设计 3．备份方案的实现 备份方案的实现包括下列几个方面：
（1）安装。包括应用系统，备份软件以及磁带机的安装； （2）制定日常备份策略； （3）文件备份； （4）数据库备份； （5）网络操作系统备份； （6）工作站内容的备份。

82 6.3. 存储容灾和备份 数据容灾技术-数据容灾等级
第0级：本地备份、本地保存的冷备份。这一级容灾备份，实际上就是上面所指的数据备份。它的容灾恢复能力最弱，它只在本地进行数据备份，并且被备份的数据磁带只在本地保存，没有送往异地。 第1级：本地备份、异地保存的冷备份。在本地将关键数据备份，然后送到异地保存，如交由银行保管。灾难发生后，按预定数据恢复程序恢复系统和数据。 第2级：热备份站点备份。在异地建立一个热备份点，通过网络进行数据备份。也就是通过网络以同步或异步方式，把主站点的数据备份到备份站点。备份站点一般只备份数据，不承担业务。当出现灾难时，备份站点接替主站点的业务，从而维护业务运行的连续性。 第3级：活动互援备份。主、从系统不再是固定的，而是互为对方的备份系统。这两个数据中心系统分别在相隔较远的地方建立，它们都处于工作状态，并进行相互数据备份。当某个数据中心发生灾难时，另一个数据中心接替其工作任务。

83 6.3. 存储容灾和备份 容灾技术 2．基于IP的SAN互连技术 新技术：
在建立容灾备份系统时会涉及多种技术，如SAN或NAS技术、远程镜像技术、虚拟存储、基于IP的SAN的互连技术、快照技术等。 1．远程镜像技术 2．基于IP的SAN互连技术 新技术： WAFS（Wide Area File Service，广域网文件服务） CDP（连续数据保护）

84 6.3. 存储容灾和备份 远程镜像 远程镜像又叫远程复制，是容灾备份的核心技术，同时也 是保持远程数据同步和实现灾难恢复的基础。
它利用物理位置上分离的存储设备所具备的远程数据连接 功能，在远程维护一套数据镜像，一旦灾难发生时，分布在 异地存储器上的数据备份并不会受到波及。远程镜像按请求 镜像的主机是否需要远程镜像站点的确认信息， 可分为同步远程镜像和异步远程镜像。

85 6.3. 存储容灾和备份 基于IP的SAN互连技术 目前基于IP的SAN互连技术的核心技术是iSCSI（IP Small Computer System Interface），这是一种开放协 议，其基本结构是在SCSI的数据包上加入TCP/IP协议。 基于IP的SAN互连技术结合了NAS和SAN两者的优点：一方 面它采用TCP/IP作为网络协议，使得它具有NAS易于访问的 特点；另一方面它又有独立专用的存储网络结构，基于IP 的存储网络可以使用以太网技术和设备来构建专用的存储 网络。

86 6.3. 存储容灾和备份 iSCSI技术 iSCSI（互联网小型计算机系统接口）是一种在Internet协议网络上， 特别是以太网上进行数据块传输的标准。它是由Cisco和IBM两家发起的， 并且得到了IP存储技术拥护者的大力支持。是一个供硬件设备使用的可以 在IP协议上层运行的SCSI指令集。简单地说，iSCSI可以实现在IP网络上 运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。 ISCSI的工作流程：iSCSI协议就是一个在网络上封包和解包的过程，在 网络的一端，数据包被封装成包括TCP/IP头、iSCSI识别包和SCSI数据三 部分内容，传输到网络另一端时，这三部分内容分别被顺序地解开。 从数据传输的角度来看，光纤通道和iSCSI有很大的不同：光纤通道的传输采用其FCP协议，而iSCSI采用Internet上现有的TCP协议。FCP协议最初是按照光纤通道网络的高级协议设计的，它紧密地与低级网络功能集成在一起工作。而iSCSI在开发时采用现有的由TCP所提供的受保护的传输机制。所以由于采用不同的机制，iSCSI和光纤通道之间是不可能兼容的。

87 6.3. 存储容灾和备份 标准备份及恢复解决方案 网络备份 内部或外部；每个服务器都需要磁带备份 高性能 & 本地化 各个服务器磁带分别管理
磁带机 网络备份 磁带机或磁带库 服务器 LAN 备份服务器 网络可能成为瓶径 需要高容量磁带解决方案 高性价比——多个服务器可以共享同一个磁带设备

88 6.3. 存储容灾和备份 存储区域网络备份解决方案 可在附带 磁带库上备份合并统一存储 SAN 上的一级与二级存储 最全面的备份解决方案
减少备份与存储窗口 FC 交换机 CX300/500/700 磁带库 PowerEdge 服务器

89 6.3. 存储容灾和备份 戴尔磁带备份解决方案 磁带机 PV100T/110T -DDS4/DLTVs80
PV112T DDS4 或 DLT vs80 -机架安装 1U 磁带阵列 带 1 或 2 个驱动器 -适合于空间有限的用户 -于DDS4中服务器容量最高80GB， DLTvs80 中最高160GB PV122T DLT1 vs 80 或 LTO -机架安装或独立 2 U 磁带自动装载机，带1个驱动器 及最多 8 个盒式磁带 -中等规模企业的理想自动入门点 远程办公室或工作组的卓越分布式备份解决方案 -用于服务器容量最高 640GB PV132T SDLT 或 132T LTO -全自动 4U 库，最多带 2 SDLT/LTO 磁带机和最多 24SDLT /LTO 盒式磁带 -用于大型远程服务器备份 -带嵌入式2 Gb/秒光纤通道 路由器（可选），用于 LAN-free SAN 备份 - 用于服务器容量最高 4 .8TB PV136T SDLT / LTO -全自动 14U 库，最多带 6 SDLT 或 LTO 磁带机 -最多 60SDLT 盒式磁带或 70 LTO 盒式磁带 -对于大容量远程服务器备份 -带嵌入式 2Gb/秒光纤通道路由器 （可选），用于LAN -free SAN 备份 -用于服务器容量最高 14TB 支持 （计算机相关——Tapeware,Veritas Backup Exec, Netbackup, Legato Networker, Commvault） 磁带备份软件 节省空间 空间 + 价格 / 性能 性能 性能 / 容量 戴尔磁带备份解决方案

90 方正经济型SAN解决方案 企业面临的问题 经济型SAN解决方案 服务器与存储空间分配不均之间的矛盾 服务器数据安全问题 预算、维护资金紧张
——方正基于iSCSI的IP SAN数据存储解决方案 应用网络与数据网络完全基于TCP / IP 架构，易维护 充分利用客户现有网络和存储设施，减少投资 虚拟化、智能化数据存储管理 ，可以实现快照、卷管理、数据远 程复制、跨盘阵间的数据镜像等智能管理； VERITAS备份软件 针对现在中小型企业的电子信息化建设，有些公司已经实施的比较完善。随着公司业务的不断增长，在IT部署方面就面临了很多的问题，从应用的后台服务器与存储来看，可以看到这样的问题：各种各样的服务器数量不断的增长，数据量更是以几何级数的方式增长。就存在着服务器与存储设备之间的矛盾。有些数据库服务器空间已经不够用了，而web服务器的数据空间还有90%的空余，那么如何利用现有的条件，在不改变现有硬件平台基础上，解决这个问题呢？是不是需要再购买一台磁盘阵列来给数据库服务器来使用哪？我们不能头痛医头，脚痛医脚。现在我们就分析这个问题： 在技术层面：磁盘阵列能够提供大容量的数据空间，具有很高的数据安全性已经得到用户的广泛认可，磁盘阵列是我们所需要的。而现在的存储虚拟化技术和SAN能够很好大的解决服务器与存储设备数据空间分配不均的情况，能够智能化的管理数据空间，对于空间不足的服务器，能够自动的扩展存储空间。而对于存储空间要求不是很大的服务器，能够根据策略，适当的调整的服务器所需的存储空间。 在成本方面，我们最好能够不改变现有的网络架构，利用现有的存储设备，能够尽可能的利用现有的硬件环境，包括服务器和磁盘阵列。不增加更多的投资，在维护成本上，能够找到技术过硬、费用较低的工程师或专家来管理。 针对这种情况，现在我们有一个很好的解决方案——方正经济型SAN解决方案，它是基于iSCSI的IP SAN解决方案。能够充分的利用用户现有的硬件平台，在不增加更好的投资和现有网络环境的基础上，解决服务器与存储之间的矛盾。用户的服务器端不用增加任何设备，还可以利用原有的低端的SCSI-IDE或者SCSI-SCSI盘阵，无须购买光纤交换机、光纤通道卡、光纤磁盘阵列等高端设备，而这些都是光纤SAN所必需的，也是整个网络系统的成本最高的地方。而我们的方案只要在网络中加入Iscsi的switch，就可以实现SAN架构，它与服务器的连接是通过网线，而与盘阵连接可以是SCSI，还可以是光纤。在数据管理方面，我们可以实现存储的虚拟化，可以实现快照、卷管理、数据远程复制、跨盘阵间的数据镜像等智能管理，结合VERITAS软件方便实现数据的备份。这个方案最大的特点就是不改变大家熟悉的IP网络，实现存储区域网。因为IP技术是非常成熟的技术，是大家每天都在使用的技术，经过CISCO认证的工程师非常多，公司可以很容易的实现IP-SAN，加快信息化建设

91 方正经济型SAN解决方案 此方案只要在网络中加入ISCSI的switch，就可以实现SAN架构，它与服务器的连接是通过网线，而与盘阵连接可以是SCSI，还可以是光纤。 在数据管理方面，我们可以实现存储的虚拟化，可以实现快照、卷管理、数据远程复制、跨盘阵间的数据镜像等智能管理，结合VERITAS软件方便实现数据的备份。 此方案最大的特点就是不改变大家熟悉的IP网络，实现存储区域网。

92 方正异地容灾解决方案 计算机系统灾难的发生是多方面的： 容灾包括数据容灾和应用容灾两类： 小到操作人员的误操作导致系统的破坏、数据库的丢失；
中到计算机硬盘的损坏、存储介质的损坏； 大到非计算机系统因素如火灾、地震、水灾等等。 保持业务的持续性是当今用户进行数据存储需要考虑的一个重要方面。采取远程的数据灾难恢复手段，能够提高系统的高可靠性，真正保护业务持续性。 容灾包括数据容灾和应用容灾两类： 数据容灾是指建立一个异地的数据系统，该系统是本地关键应用数据的一个实时复制。在本地数据及整个应用系统出现灾难时，系统至少在异地保存有一份可用的关键业务的数据。 应用容灾是在数据容灾的基础上，在异地建立一套完整的与本地生产系统相当的备份应用系统(可以是互为备份)。建立这样一个系统是相对比较复杂的，不仅需要一份可用的数据复制，还要有包括网络、主机、应用、甚至IP等资源，以及各资源之间的良好协调。

93 方正异地容灾解决方案 主数据中心采用高可靠性集群解决方案设计，备份数据中心与主数据中心通过DDN/VPN相连接，当使用远程镜像时需要使用光纤连接两地光存储设备。 主数据中心系统配置主机包括两台或多台服务器以及其他相关服务器，通过安装HA软件组成多机高可靠性环境。 数据存储在主数据中心存储磁盘阵列中。同时，在异地备份数据中心配置相同结构的存储磁盘阵列和一台或多台备份服务器。通过专用的灾难恢复软件可以自动实现主数据中心存储数据与备份数据中心数据的实时完全备份。 在主数据中心，按照用户要求，还可以配置磁带备份服务器，用来安装备份软件和磁带库。备份服务器直接连接到存储阵列和磁带库，控制系统的日常数据的磁带备份。 计算机系统灾难的发生是多方面的，从计算机数据管理的角度看，小到操作人员的误操作导致系统的破坏、数据库的丢失；中到计算机硬盘的损坏、存储介质的损坏；大到非计算机系统因素如火灾、地震、水灾等等。保持业务的持续性是当今用户进行数据存储需要考虑的一个重要方面。采取远程的数据灾难恢复手段，能够提高系统的高可靠性，真正保护业务持续性。  容灾包括数据容灾和应用容灾两类。数据容灾是指建立一个异地的数据系统，该系统是本地关键应用数据的一个实时复制。在本地数据及整个应用系统出现灾难时，系统至少在异地保存有一份可用的关键业务的数据。应用容灾是在数据容灾的基础上，在异地建立一套完整的与本地生产系统相当的备份应用系统(可以是互为备份)。建立这样一个系统是相对比较复杂的，不仅需要一份可用的数据复制，还要有包括网络、主机、应用、甚至IP等资源，以及各资源之间的良好协调。  主数据中心采用高可靠性集群解决方案设计，备份数据中心与主数据中心通过DDN/VPN相连接，当使用远程镜像时需要使用光纤连接两地光存储设备。主数据中心系统配置主机包括两台或多台服务器以及其他相关服务器，通过安装HA软件组成多机高可靠性环境。数据存储在主数据中心存储磁盘阵列中。同时，在异地备份数据中心配置相同结构的存储磁盘阵列和一台或多台备份服务器。通过专用的灾难恢复软件可以自动实现主数据中心存储数据与备份数据中心数据的实时完全备份。在主数据中心，按照用户要求，还可以配置磁带备份服务器，用来安装备份软件和磁带库。备份服务器直接连接到存储阵列和磁带库，控制系统的日常数据的磁带备份。 方案详解：  全面的异地容灾保护方案，意味着除了要实现本地的切换保护外，更要实现数据的实时异地复制和业务系统（包括数据库和应用软件）的实时远程切换。一个完整的容灾系统应该具有丰富的层次构造：  本地系统应用容灾  本地系统必须保证建立高可用性系统，保证无论是硬件还是软件出现问题候均可以有相关的资源接替，且此过程应对用户透明。可采用Veritas公司的Veritas Cluster Server(VCS)产品来实现，当发生应用或服务器故障时，VCS自动在集群内的另一部服务器恢复一个或多个应用。除此之外，VCS能够在异构环境(Solaris、Windows、AIX、HP-UX和Linux)下有效管理广泛系列的应用（标准和企业应用）。既支持存域网(SAN)多达32个节点（其中16节点面向AIX和Linux），又支持传统的客户机/服务器环境，具有提供全方位保护的功能性和灵活性，从单一关键数据库实例，到网络存储环境的超大型多应用集群。  本地系统数据容灾  系统中最重要的部分就是数据，在出现意外时，必须保证数据可以快速恢复且无数据损失，尽可能小的减少对业务运营的影响。而且，在平时的备份过程中，不可过多增加操作系统的负荷。建议采用Veritas NetBackup™ 、Veritas Backup Exec™ (for Windows)产品。Veritas NetBackup能够保护每一种开放系统的操作环境，不需要通过很多站点或使用许多工具，就可以管理复杂的数据环境。除此之外，NetBackup还能够简化数据库备份与恢复等操作。Veritas Backup Exec for Windows Servers是Windows数据保护领域的领先者和新一代备份与恢复解决方案.图形用户环境把产品操作整合于一个类似浏览器的视图内，由于整合了最完善的代理和选件系列，因此Backup Exec能够为快速、可靠地保护数据，提供所需的易用性、高性能和灵活性。  远程数据容灾  在本地发生不可预料的如火灾、爆炸、地震、水灾、雷击或某个方向线路故障等自然原因以及电源机器故障、人为破坏等非自然原因引起的灾难，导致业务正常无法进行和重要数据的丢失、破坏，造成的损失将不可估量。为了防止这种情况，必须保证系统除在本地外，在异地也应该有一个完整的数据备份。建议使用Veritas Volume ManagerTM在线方式配置、共享、管理和优化存储I/O性能，在实现灾难恢复时，可以通过存域网(SAN)执行数据镜像，以满足城域灾难恢复解决方案的需求。Veritas FlashSanp可以在主要站点和辅助站点使用，是一种灵活易用的时间点拷贝方案。而Veritas Volume ReplicatorTM能够在更远的地理位置，通过任何IP网络，以可靠、有效、一致的方式，把数据镜像到远程站点。Veritas Storage ReplicatorTM面向Windows的产品，可提供实时数据复制保护远程办公室数据的能力。  远程应用容灾  如果本地因为不可抗力造成系统完全瘫痪，为了保证业务的连续性，可采用切换到远端系统的方式。可采用Veritas Global Cluster ManagerTM，其灾难恢复选件能够把数据复制到远程站点，从而允许实现站点和/或应用迁移，使计划内和计划外停机时间减至最小。

94 重庆大学数据中心框架

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96 6.3. 存储容灾和备份

97 思考与练习 题6.1.复习：连接存储的三种方式是什么？ 题6.2.调研：EMC公司有哪些信息存储产品？

98 本讲结束 谢谢！