veritas备份解决方案
为了在电源掉电后维持工作, 通用的做法是用一个大容量电容连接在电源转换器的电源输入端, 电源掉电后, 由电容给电源转换器提供能量。
典型的电路原理图如图1所示。
R1:功率电阻, 限制浪涌电流
D1:肖特基二极管, 模式切换
C1:大容量电容, 能量存储
这颗电容的选择要根据系统特点, 负载大小, DC/DC转换器的效率以及掉电后需要维持运行的时间来决定, 电容的容量可以通过下面的公式1计算:
其中:
对于需要100ms维持时间, 20W功耗, 最低工作输入电压为16V、转换效率为80%的DC/DC转换器这样一个系统来说, 如果输入为符合MIL-STD-704标准的28V母线, 那么所需要的电容为:
所以要装备10m F/40V的大容量电容器或电容阵列才能达到要求, 如果系统工作在MIL-STD-704标准允许的最低电压 (22V) , 那么所需的电容容量还要加大才行。
使用这种方式的备份电源需要面临两个问题:
1) 电容被充电至的电压 (V1) 与输入电源掉电时的电压相同, 电容存储的能量随着充电电压降低而变小, 某些情况下, 可能导致V1与V2非常接近, 这是就起不到备份电源的目的;
2) 随着功耗的提升, 所需的电容值就越大, 电容的体积就越大, 占用宝贵的PCB空间, 而且大容量电容在充电过程中, 需要使用功率电阻R1来限制浪涌电流。
改进方案
为了提升电容存储的能量, 减少体积, 可以采用BOOST转换器将电源电压升高, 提高电容的充电电压, 当电源掉电后, 直接使用电容供电或利用BUCK转换器将电容上的高压转换成低压使用。电路原理图如图2所示。
正常供电状态下Vin高于Vset, Q2开启, Q1关闭, Vin通过BOOST电路将电压升高, 给电容C1充电, 当电源电压低于Vset, Q1开启, Q2关闭, 电容通过BUCK电路放电, 提供备份电力。
但是通过分立元器件搭建电路比较费时费力, 通过现有的专用器件可以节省时间, 减少占用体积, 下面将介绍高低功耗两种解决方案。
小功率方案
以5V系统为例, 采用LINEAR公司的LTC3643的备份电源电路原理图见图3。
LTC3643将5V输入电源最高升压至40V给大容量电容充电, 那么根据公式1, 10W系统采用1m F/50V电容的掉电持续工作时间为:
大功率方案
以MIL-STD-704标准的28V系统为例, 采用GAIA公司的HUGD300 HOLD-UP模块的备份电源最高可提供300W的功率。电路原理图见图4。
LTC3643可将输入电源最高升压至80V给大容量电容充电, 若电路后端使用的DC/DC转换器输入范围是16~80V, 效率为80%, 100W系统想要掉电后持续100ms那么根据公式1, 所需电容为:
若是采用独立电容方案, 那么
所需电容的容量太大, 占用空间难以接受。
结语
【关 键 词】数据库；双机热备份；系统；解决方案
【中图分类号】G250.74【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0213-02
引言：近年来，随着经济改革的不断深入，企业的各项业务也有了长足发展，计算机应用水平得到迅速的提高。目前，开放平台加客户/服务器的双机热备份应用模式已经被我国中小型企业广泛采用。
通常这种应用模式是以两台小型机做互为备份的两个节点，同时联到一个共享磁盘柜上，构成一个Client/Server方式下的Server端服务器系统。这种服务器系统在考虑系统的高连续可用性时，一般从主机、网络到UPS电源都是一主一备，存放数据的磁盘选择磁盘镜像技术或选择磁盘冗余阵列5技术（RAID5）。
从硬件角度看，这种配置已经考虑了各组成部分的冗余，然而从应用的角度来看，这样的服务器系统还是有缺陷的。
对应用系统而言，数据库是非常重要的，而在这种服务器系统中数据库只有一个，一旦出现故障，不但整个系统会瘫痪，甚至还会给银行带来很大的经济损失。对于这个问题，双机热备份模式是无能为力的。在实际应用系统的运行过程中，由于参数设置不当或数据库本身存在的缺陷，使得数据库出现的问题在故障率中所占比重还是比较大的，因而给应用系统的可靠运行带来了较大的影响。本文针对这一问题，介绍我单位的一种解决方案。
一、系统的改进方案
为了解决Oracle数据库无备份的问题，必须另建一套服务器系统。然而对中小型企业来讲，另外投资一套小型服务器系统，经济上往往不允许。考虑到现在的PC服务器在性能上已经足可以充当企业级服务器，投资较小，所以我们选择了用PC服务器备份的方案，如图1所示：
根据对IBM System X服务器的压力测试结果，我们认为它具有处理日交易3万笔的能力，符合我单位目前业务的情况，因此我们选用了IBM System X服务器做备份Oracle数据库。
PC服务器硬件配置：
（1）CPU 4×Pentium Pro
（2）内存 8G
（3）硬盘 320G
软件环境：
（1）操作系统 Windows server 2003
（2）数据库 Oracle 10g
（3）应用软件 ERP软件
二、 RAID系统
RAID （Redundant Array of Inexpensive Dins），廉价冗余磁盘阵列。RAID是一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用，使RAID一般是在SCSI磁盘驱动路上实现的。它的优点在于：
通过将多个物理磁盘编织（weaving）进一个单独的逻辑卷来使用，使RAID相对传统的磁盘驱动器，在同样的容量下，价格要低许多。
通过将数据按条块（blocks）写入不同的磁盘来并行地读写几个磁盘，进而提升磁盘访向速度。带有多个磁盘控制器的RAID系统，存取速度提高很快。
RAID的具体实现可以靠硬件也可以靠软件，通过硬件实现RAID的产品有磁盘阵列柜，阵列柜中安装有磁盘阵列控制卡，可以直接将柜中的硬盘配置成为逻辑盘阵。磁盘阵列柜通过SCSI电缆与服务器上普通SCSI卡相连，系统管理员需直接在磁盘柜上配置磁盘阵列。
磁盘阵列控制器一般都支持多种RAID级别、磁盘的热插拔、在线平滑扩容和双冗余电源。
三、备份数据库工作原理
由于PC服务器中的操作系统、数据库与生产机中的版本不同，所以必须先将生产机中的数据库数据卸出来，以文本文件的形式传到PC服务器上，然后将此文本文件再装入PC服务器的数据库中，从而使两个数据库中的数据一致。慎重起见，还可以对重要表的有关字段进行求和，并将两个数据库的求和结果进行比较，若一致则可以放心，不一致则说明上述操作过程有问题，需要排除后重做。
1.日间备份
将每天晚上轧帐后的数据卸出并装载到PC服务器上，使得生产机和PC服务器中的数据在每天业务开始前保持一致。正常开机后，当生产机上的数据库出现问题不能正常使用时，可以通过修改PC服务器的网络地址，使上传的交易传到PC服务器，从而实现数据库的切换。
但应注意，切换后的数据库状态是每天业务开始时的状态，所以还应有一个追帐的过程，直到追帐完成，才算完成整个切换过程。这种切换所需的时间仍远远少于磁带恢复后再追帐的时间。一般磁带备份只做轧帐前的数据备份，这样磁带恢复后还要再做一个轧帐过程，才能恢复到开业时的数据库状态。
2.查找隔日数据
有时根据业务的需要，要求恢复前一天的有关数据，由于白天业务运转不允许生产数据库停下来恢复数据，有了PC服务器，可以将一些数据表在轧帐前卸出来，传到PC服务器上，需要时在PC服务器上恢复出来，进行数据的查找。
3.磁带备份的补充
服务器上的数据还起到异种介质备份的作用，提高了备份数据的可靠性。PC服务器可放在办公环境下使用，这样可使服务器与生产机保持适当的距离，一定程度上提高了整个系统的抗灾能力。
在双机热备份应用模式下，采用PC服务器作数据库的备份，提高了整个应用系统的连续可用性和数据备份的可靠性，由于该方案投资省、易实施，对中小型企业有一定的借鉴价值。
四、系统特点与总结
双机与磁盘阵列柜互联结构的特点是：
硬软结合实现真正意义上的数据与系统分离。
对硬件配置要求不高，服务器可采用不同或相差较大的配置。
系统切换时间段，平均切换时间为60秒。
切换过程对应用程序无影响，无需重新启动或登陆。
系统效率高。因为整个系统中数据读写、管理及容错由磁盘阵列来完成。而系统服务器故障纠错处理由HA软件来完成，而这两个都是相对独立的子系统。双机容错监控路径为SCSI线路（80M/S）和RS232线路或10/ 100MB自适应网卡线路，既不占用主机CPU资源，也不产用基础网络宽带，因此系统效率高。
双机与磁盘阵列柜互联结构不采用内存镜像技术，因此需要有一定的切换时间（通常为60-180秒），它可以有效地避免由于应用程序自身的缺陷导致系统全部宕机，同时由于所有的数据全部存贮在中置的磁盘阵列柜中，当工作机出现故障时，备份机接替工作机，从磁盘阵列中读取数据，所以不会产生数据不同步的问题，由于这种方案不需要网络镜像同步，因此这种集群方案服务器的性能要比镜像服务器结构高出很多。
双机与磁盘阵列柜互联结构的缺点是在系统当中存在单点错的缺陷，所谓单点错是指当系统中某个部件或某个应用程序出现故障时，导致所有系统全部宕机。在这个系统中磁盘阵列柜会导致单点错，当磁盘阵列柜出现逻辑或物理故障时，所有存贮的数据会全部丢失，因此在选配这种方案时，需要选用一个品质与售后服务较好的产品。
五、结束语
计算机技术、网络技术的广泛应用，使企业运作效率大大提高。同时也使现代企业对计算机系统的依赖性进一步增加。如何保证核心应用永不停止，关键数据不会丢失？越来越多的企业采用双机热备份或多机集群技术来解决这一问题，其中双机热备份技术以其技术成熟，成本相对较低，获得了广泛的应用。
典型的双机热备份系统通过在两台服务器上运行双机热备份软件和共用RAID磁盘阵列来实现。这种方案在电信，金触、证券、政府等部门和行业的成功应用，业己证明其可靠性和成熟性。
参考文献
[1] 黄铠，许志伟.可扩展并行计算技术、结构与编程[M].北京：机械工业出版社，2011
1 服务器备份技术
服务器备份包含两个方面的内容,一个是服务器数据的备份,另一个是服务器本机包括其运行系统、软件、服务的备份。数据备份可以通过本机备份、FTP异地远程备份、文件服务器备份、磁盘阵列备份等方式实现。服务器本机的备份则比较复杂,通常的备份技术有硬件方式双机热备、软件方式双机热备、虚拟化镜像备份等。
1.1硬件方式双机热备
硬件方式双机热备采用的是心跳信息原理,即在两台安装相同应用的服务器间周期性地发出检测数据包,备机在规定的时间内没有收到来自主机的检测包后,会认为主机出现故障,备机按照设定的策略,启动与主机匹配的相关服务,完成热备切换。根据这一原理,主备两台服务器同时工作,当主机出现故障时,另外一台备用服务器就可以自动接管其工作。因此,一台服务器出现故障,另外一台服务器可以实时接管其服务,从而保证整个系统对外的服务正常运行,为企业的关键业务提供有效的保障。
1.2软件方式双机热备
软件方式双机热备采用的是浮动IP工作原理,即客户端访问服务的IP地址为始终不变的虚拟地址,而两台服务器的IP地址各不相同。正常情况下,由主服务器IP地址对应客户端访问服务的IP地址,当主服务器出现故障后,服务发生了切换,双机热备软件会自动把客户端访问服务的IP地址映射到备用服务器的IP地址上。根据这一原理,软件方式双机热备可以是两台配置、系统完全不同的服务器,平时各自为客户提供服务,两台服务器任意一台出现故障,都可以切换到另外一台服务器上,期间会有一个短暂的通信中断,但是不会影响用户使用。
1.3虚拟化镜像备份
虚拟化镜像备份就是采用当前流行的虚拟化技术,将需要备份的服务器迁移到虚拟机上,在虚拟机上虚拟一台同样配置的服务器,将实际的服务器整个操作系统、服务软件镜像到虚拟机上,实现服务器的备份。
2 服务器综合备份方案
综合各种服务器备份技术,如果全部采用硬件双机备份成本太高,采取虚拟化备份操作又过于繁琐。因此可以考虑采取多种备份技术综合运用的服务器备份方案,对于关键应用采取实时切换的硬件方式双机热备,对于重要业务采取软件方式双机热备,而其他业务可以采取虚拟化镜像方式备份。
2.1数据库双机热备方案
数据库服务器双机热备是将两台服务器设置为单工模式(Active/Standby),一台服务器运行数据库系统,另一台服务器为备机,安装相同数据库系统,数据集中存储在磁盘阵列,磁盘阵列采用RAID5 技术。两台服务器间相互监测对方的运行状况。当主机出现故障时,备机立即接管其工作,保证工作不间断。整个过程包括三个阶段:a.自动检测阶段。由两台服务器通过冗余检测机制,经过复杂的监听程序、逻辑判断,来相互侦测对方运行的情况。b.自动切换阶段。经过心跳协议判断,如果确认主机发生了故障,则备机将依据容错备援方案接管预先设定的程序,并进行后续的数据库服务。c.自动恢复阶段。在备机接替出现故障的主机工作后,故障主机可以离线进行修复。在故障主机修复以后,透过心跳检测机制再次与备机连接,切换回修复完成的主机。
2.2重要业务服务器双机热备方案
重要业务服务器双机热备是在两台服务器上安装相同的服务器热备软件,服务器需要有两个网卡,其中一个网卡将两台服务器直连,作为心跳测试和数据实时复制与共享,另外一个网卡作为服务IP使用。例如:客户端访问服务的IP地址是A和B,而两台服务器的IP地址为C和D。正常情况下,由服务器E和F各自对外提供服务,双机热备软件把IP地址A挂载到服务器IP地址C上,把IP地址B挂载到服务器IP地址D上,当服务器E出现故障后,服务发生了切换,双机热备软件会自动把IP地址A挂载到服务器F的IP地址D上,用户访问的仍然是IP地址A。这样,用户只会在切换的过程中发生短暂的通信中断,就可以恢复正常的使用。
3 服务器虚拟化备份方案
服务器虚拟化备份方案,是在虚拟机服务器上虚拟一台相同配置的服务器,并在其上镜像一个服务器的操作系统以及相同的应用软件,并通过实时数据备份的方式实现数据的同步。这样既保证了原有服务器的运行方式不变,又增加了一个备份的虚拟机,虽然不能进行实时热备,需要发生故障时人为进行切换,但是不需要增加新的服务器以及备份软件,为企事业单位节约了大量的备份成本,也为未来的机房虚拟化架构奠定了基础。
4 结束语
机房服务器综合备份方案的采用,可以简化备份方式,降低备份成本,在保持服务器原有工作环境不变的基础上,满足服务器备份的需求,保证业务稳定高效的运行。随着云服务以及虚拟化技术不断发展,未来的机房服务器建设以及备份方式还将迎来新的变革。
摘要：中小企事业单位的机房建设一般都是随着业务的不断发展来进行的,这就使得机房服务器的配置各不相同,操作系统各异,给服务器的备份工作带来很多不便。本文针对这一情况提出了一套机房服务器的综合备份方案,在满足服务器备份的基础上,尽量简化备份方式,降低备份成本。
关键字:数据库备份;数据库维护;数据库备份方案
中图分类号:TP311.13文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 09-0000-01
The Database Backup Plan Based on the Database Maintenance Program
He Xiaochun
(Sichuan Information Technology College,GuangYuan628017,China)
Abstract:The paper describes the several options of the database backup methods,and discusses the database backup plan based on the database maintenance program in detail.
Keywords:Database backup;Database maintenance;Database backup program
一、概述
計算机系统各种软、硬件故障、用户误操作以及恶意破坏是不可避免的,这些影响到数据的正确性甚至造成数据损失、服务器崩溃等致命后果。数据库的备份对保证系统的可靠性具有重要的作用。本文介绍了数据库备份的几种方案并详细论述了通过SQL Server自带程序自动执行数据库备份任务的过程。
二、数据库备份方式及其原则
采取适当的备份策略,能够以最短的系统停机时间,最少的数据损失量来恢复数据。备份用户数据库的时机和频度取决于特定的业务环境,在介绍数据库备份的方式和策略之前,首先说明数据库备份的原则。
规划数据库的备份策略,需要考虑备份的各项变量,必须同时考虑到还原作业的进行。在做备份时,可考虑以下几点。
1.有多少时间以及在那些时段可进行备份。
2.数据库变动的频率如何。
3.数据库大小。
4.当数据库出问题时,用户愿意等待多久让数据库还原完毕。
5.应采用何种备份方式,做怎样的搭配。
6.要使用哪种存储介质。
SQL Server支持单独使用一种备份方式或组合使用多种备份方式。在执行备份之前应该选择采用哪种方式,常见的数据库备份有下列几种。
(1)完全数据库备份。
完全数据库备份指的是备份整个数据库的内容。若将整个数据库的内容都备份下来,需很多的存储空间来存放备份数据,但其好处是在还原数据库时,也只要将整个数据库从一份数据库备份还原到SQL Server中就可以了。它是其他备份的基础,在做其他备份之前,必须得做此种方式的备份。
(2)数据库差异备份。
数据库差异备份不同于完全数据库备份这种备份方式只备份从上一次执行“完全”数据库备份后有改动的数据,因此所需要的备份时间和备份空间都比“完全”方式少,所以此方式最适合作为经常性的备份方式。
(3)事务日志备份。
这种备份方式只备份事务记录文件的内容,由于事务日志文件只会记录我们在前一次数据库备份或事务日志记录备份之后,对数据库所做的变动过程,也就是只记录某一段时间的数据库变动情况,因此在做事务记录备份之前,必须做一次“完全”的数据库备份。
(4)文件和文件组备份。
如果数据库的内容分散存储于多个文件或文件组,而且数据库已非常大,大到进行一次完整的数据库备份会有时间和存储空间上的问题。这时就可以使用此方式来备份数据库的部分文件或文件组。由于每次只备份部分的文件或文件组,因此需做数次不同的备份才能完成整个数据库的备份。才用此方式备份也有个好处,就是当毁坏的数据只是数据库中的某个文件或文件组时,也只要还原坏的文件或文件组备份就可以了。
三、基于数据库维护计划的备份方案
根据笔者的多年的DBA工作经验笔者认为基于数据库维护计划的数据库备份方案(Back Up Database Task)是自动按计划执行完全备份、差异备份和事务日志备份的最佳途径。在SQL Server 2005版本中,只需要在数据维护计划中进行拖拽并设置相关属性就实现该方案,具体步骤如下:
第一步:新建维护计划:在服务器管理维护计划鼠标右键点击新建维护计划。
第二步:设计维护计划:1.拖拽维护计划中的任务工具箱的“备份数据库任务”到维护计划设计器,鼠标右键点击编辑“备份数据库”任务可设置属性,本任务将自动完成数据库的完整备份作业。2.拖拽维护计划中的任务工具箱的“清除历史记录任务”到维护计划设计器。3.拖拽维护计划中的任务工具箱的“清除历史记录任务”到维护计划设计器。本步骤完成了作业属性的设置,系统将按照设置定期运行维护作业。本维护计划任务的作业计划属性设置如下:
第三步:保存维护计划到此,管理员需要查看日志记录,就可以跟踪本计划的完成情况,根据成功记录与否可以调整和修改本维护计划。
四、总结
数据中心操作大量的数据。当数据遭到破坏时,这就是一场灾难。这正是定期进行备份的重要性。即使有大量的备份数据都没有使用,备份也肯定不是在浪费时间。本文所论述的创建数据库维护计划的数据库备份方案可以让SQL Server有效地自动备份数据库,保持数据库运行在最佳状态,并为管理员节省了宝贵的时间。
参考文献:
[1]李俊山.数据库原理及应用(SQL Server 2005).清华大学出版社,2009,11
[2]陈绍钧.新编SQL SERVER 2005数据库管理入门与提高.人民邮电出版社,2008,8
[3]尼尔森(Nielsen,P.).SQL Server2005宝典.赵子鹏.人民邮电出版社,2008,6
关键词：校园网,备份
随着军队院校园区网络建设和应用的不断深入，园区网为军队院校运用网络进行教育训练、政治工作、行政管理和科研工作等提供了重要的信息平台，它存储着各种重要的信息和数据，为首长、机关和广大教员及学员提供综合信息查询等各种服务。因此，建立可靠的网络数据备份系统，保护关键应用的数据安全是网络建设的重要任务，在发生人为或自然灾难的情况下，确保数据不丢失已经成为军队院校园区网建设的重要内容。
1 需求分析
目前，网络在军队院校各种信息的收集、处理、存储、传输和分发中扮演着极其重要的角色，大大提高了教学质量和管理水平，但是，随之也带来了一些新的问题，其中最值得关注的就是系统失效，数据丢失或遭到破坏。威胁数据的安全，造成系统失效的主要原因有以下几个方面：
·硬盘驱动器损坏，由于一个系统或电器的物理损坏导致文件、数据的丢失;
·人为错误，人为删除一个文件或格式化一个磁盘(占数据灾难的80%);
·黑客的攻击，黑客侵入计算机系统，破坏计算机系统;
·病毒，使计算机系统感染，甚至损坏计算机数据;
·自然灾害，火灾、洪水或地震也会无情地毁灭计算机系统;
·电源浪涌，一个瞬间过载电功率损害计算机驱动器上的文件;
·磁干扰，生活、工作中常见的磁场可以破坏磁碟中的文件。
因此，建立完整的网络数据备份系统必须考虑以下内容：
·计算机网络数据备份的自动化，以减少系统管理员的工作量;
·使数据备份工作制度化，科学化;
·对介质管理的有效化，防止读写操作的错误;
·对数据形成分门别类的介质存储，使数据的保存更细致、科学;
·自动介质的清洗轮转，提高介质的安全性和使用寿命;
·以备份服务器形成备份中心，对各种平台的应用系统及其他信息数据进行集中的备份，系统管理员可以在任意一台工作站上管理、监控、配置备份系统，实现分布处理，集中管理的特点;
·维护人员可以容易地恢复损坏的整个文件系统和各类数据。
·备份系统还应考虑网络带宽对备份性能的影响，备份服务器的平台选择及安全性，备份系统容量的适度冗余，备份系统良好的扩展性等因素。
2 基本概念
目前对数据备份的误解有不少。这些误解造成一些用户以别的存储方案来替代备份方案。下面是数据备份应该澄清的几个概念：
1)磁带与磁盘
磁盘复制技术如磁盘镜像，绝对不能取代磁带备份。磁盘镜像只能在磁盘本身发生故障时进行保护，如硬盘崩溃，它不能保护数据的损坏，如病毒、人为错误、黑客攻击以及潜伏的软件问题。因此，企业的信息存储系统必须是磁盘加磁带。
2)增加磁盘不应减少磁带
随着磁盘成本的不断下降，有人认为磁带已不再重要。但记住，随着数据量的迅速膨胀，企业必须考虑如何将磁带用做总体存储架构的固有部分，大量的小规模或从不被访问的数据不需要一直随着磁盘运转。
3)数据备份与数据归档、数据迁移
数据备份是数据保护解决方案，是指在不同存储介质之间复制数据。经过一定时间后，备份在磁带中的数据将被新数据覆盖，以回收磁带。而数据归档和数据迁移是数据存储解决方案，是指数据在不同存储介质之间移动，与数据备份完全不同。其目的是降低存储成本，长期保存数据。存储在磁带中的数据不修改、不删除，长期保存。
4)数据备份与拷贝
数据备份是针对整个系统而言，备份时要做整个系统的全面的备份。只有这样，当系统或硬盘遭到破坏时，才可能恢复，因为恢复硬盘并不需要太多的时间，而重要的是重新设立整个网络和系统。有人认为，备份只需要备份最重要的文件，其实这不是备份，而是拷贝，它复制的只是一些比较重要的文档，而不是系统。
5)备份磁带的容量和需要备份的数据量
这主要取决于用户制定的备份策略。备份策略越周全，数据的可靠性就越高，所需要的磁带量就越大。例如，100GB的数据每天做全备份，并且保持3个月，则需要9TB(100GBx90)的磁带容量;而1TB的数据每星期只做一次全备份，保存一个月，所需要的磁带容量仅仅是4TB(ITB x 4)。显然，第一种备份策略的数据可靠性要比第二种高多了。
6)对磁带机需求数量的计算
不能以磁带机标称指标计算系统性能，只计算单一备份速度，而不考虑其他因素。如果按理论计算一台磁带机可以满足数据备份要求的话，实际上往往需要2或3台才能满足真正的需求。因为大多数用户忽略了实际环境往往不能发挥单一磁带机的最佳性能，没有考虑到磁带复制中提高数据冗余度的需求，没有考虑到在进行备份时数据恢复作业需要处理的情况。而这些都需要第二台甚至第三台磁带机。
3 方案选择
所谓数据备份，就是使用合适的存储介质，定期将系统数据备份下来，以保证数据意外丢失时能尽快恢复，将用户的损失降到最低点。常用的存储介质类型有：磁盘、磁带、光盘等，其中，磁带和光盘的费效比较高，在大容量的数据存储方面比较常用。
1)四种磁带技术的比较
目前，磁带技术主要分dat、dlt、lto和8mm四种。dat和8mm均采用螺旋扫描技术，但磁带宽度不同，dat磁带宽度约4mm。最新的dat磁带采用了和dlt类似的高强金属带，可靠性增加，容量也增加为20gb(非压缩)。dat技术多用于单个磁带机设备，它的数据读写速率低于最新的dlt和8mm产品。8mm是exabyte公司的独立技术，为增加磁带强度以提高读写速度和可靠性。dlt原为quantum(昆腾)公司的专利技术，现以oem方式向多厂家开放，在大容量磁带存储市场上dlt技术占据了主导地位。目前市场上使用的dlt8000磁带机是技术最成熟的磁带设备，它的读写速率压缩后可达12m/s。最新由hp,seagate及ibm等厂商推出的敖群(ultrium)磁带机采用lto(line tape open)技术，这是一项开放的标准磁带技术，可确保来自不同厂商的ultrium磁带机实现数据的互换性。开放性的标准及多厂商使用户可从创新、选择、服务、价值与灵活性中大获裨益。因此，在选择大容量磁带备份设备时，dlt及lto磁带库应该是首选产品。
2)数据备份的容量计算
用户要求准确地计算出备份设备的容量，可以通过以下因素选取采用多大容量的备份设备：
·网络中的总数据量，q1
·数据备份时间表(即增量备份的天数)，假设用户每天作一个增量备份，周末作一个全备份，d=6天
·每日数据改变量，即q2
·期望无人干涉的时间，假定为3个月，m=3
·数据增长量的估计，假定每年以20%递增，i=20%
·考虑坏带，不可预见因素，一般为30%，假定u=30%
通过以上各因素考虑，可以较准确地推算出备份设备的大概容量为：
4 备份策略
选择了存储备份技术(包括存储备份硬件及存储备份介质)后，首先需要确定数据备份的策略。备份策略指确定需备份的内容、备份时间及备份方式。各个单位要根据自己的实际情况来制定不同的备份策略。目前被采用最多的备份策略主要有以下三种。
1)完全备份(full backup)
就是对自己的系统进行完全备份。这种备份策略的好处是：当发生数据丢失的灾难时，只要用一盘磁带(即灾难发生前一天的备份磁带)，就可以恢复丢失的数据。不足之处在于首先，由于对整个系统进行完全备份，容易造成备份的数据大量重复，增加成本。其次，由于需要备份的数据量较大，因此备份所需的时间也就较长。
2)增量备份(incremental backup)
就是在进行一次完全备份，然后在接下来的时间里只对当天新的或被修改过的数据进行备份。这种备份策略的优点是节省了磁带空间，缩短了备份时间。但它的缺点在于，当灾难发生时，数据的恢复比较麻烦。
3)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增加的和修改过的数据。差分备份在避免了另外两种策略的缺陷的同时，又具有了它们的所有优点。首先，它无需每天都做系统完全备份，因此备份所需要时间短，并节省磁盘空间;其次，它的灾难恢复很方便。系统管理员只需要两盘磁带，即全备份磁带与灾难发生前一天磁带，就可以将系统恢复。
在实际应用中，备份策略通常是以上三种的结合。例如每周一至周六进行一次增量备份或差分备份，每周日进行全备份，每月底进行一次全备份，每年底进行一次全备份。
5 需要注意的问题
1)统计备份客户机信息
在实施备份方案之前，必须详细了解各台备份主机的系统配置、备份数据量、备份方式(文件、数据库在线)、每日数据增量等信息。同时确定各机器的网络配置信息，如ip地址，主机名，域名等。
2)做好培训工作
在备份实施过程中，必须做好对系统管理员的培训工作。培训需准备好各种操作系统的计算机主机、磁带库设备等。培训内容一般包括备份软件的安装使用，数据库备份模块的安装与使用，数据备份与恢复方法，系统灾难备份方法，日常维护等。
3)制定备份策略
·制定备份日程表：分析各备份客户机的数据量、数据增量、备份窗口等因素，制定可行的备份日程表。
·制定备份客户机分组方案：每组客户机有相同的备份启动时间，可以使用具有属于本组的备份介质。同组机器也可以有相同的备份时间(日程)表。
·制定备份卷分组方案：根据备份数据分类存储需求，建立不同的卷标格式和卷池(pool)。并对备份介质做格式化。
·配置各客户机选项：设定数据源、选择时间表、选择组别、设定与数据库备份有关的特殊选项、设定远程访问权限。
·其它选项配置：包括管理员设置，数据远程恢复权限设置，设备并行流设置，设备自动管理选项，数据压缩选项等。
6 结束语
网络数据备份系统的建设，对保障军队院校园区网的安全运行，保障各种系统故障的及时排除和数据库系统的及时恢复起到关键作用。通过自动化磁带库及集中的运行管理，保证数据备份的质量，加强了数据备份的安全管理。
参考文献
[1]房铁冰.网络数据备份与恢复系统的设计与实现[D].吉林大学,2004.
[2]赵奎.基于Internet的容灾系统及其管理工具的研究与实现[D].四川大学,2004.
1 数字电视的前端备份方式
数字电视前端系统的备份有两种划分方式:根据备份设备的启动方式可分为冷备份和热备份;根据被备份设备的数量可分为N+1备份和1+1备份。冷备份方式为备份设备不上电工作,当出现设备故障时,通过手动上电设置用备份设备代替故障设备;热备份指的是备份设备与原有设备同时工作,当主路设备出现问题时自动切换到备份设备上。所以冷备份一般用于实时性要求不高的环境下,而热备份用于实时性要求较高的环境下。N+1备份是说一台备份设备对多个相同类型的设备的备份;1+1备份是一台设备专门为另一台设备备份。通常,1+1热备份用于比较重要的节目上,对要求不高的节目通常采用N+1热备份,也有采用N+1冷备份的。
1.1 发展初期的备份方案
在数字电视发展初期,对N+1热备份采用矩阵方案解决,ASI切换矩阵则成为实现传统数字前端设备备份所不可或缺的产品。该方案的具体实现如图1所示。
除图中所示编码器输出节目处,卫星接收的节目和从SDH网接收的节目也可以采用矩阵方式备份。此方案优点是简单易于实现,缺点在于在原有系统中增加了系统节点数,也就增加了崩溃点数量。更重要的是,所有的信号都要经由矩阵后统一调配,一旦矩阵出现故障将使整个系统陷于瘫痪,即让系统出现了单点崩溃的可能。所以在矩阵选择上尤为重要,采用进口矩阵要几十万元,国内的设备也要10万元上下,对运营商来说成本太高。
1.2 未来的备份方案
随着数字电视快速发展,前端硬件设备从单机设备时代走向集成设备时代。未来的数字电视前端设备的代表有数码视讯的增强型媒体编码器EMR和媒体路由设备SMR等。EMR最大可支持8路编码,对多数运营商而言已足够用,因为只有1台设备做节目编码而且价格适中,所以编码部分的备份宜使用1+1备份方式。
SMR支持8×16路ASI输入(16块IO板),同时完成复用加扰功能,支持千兆网口,融入IP网络,能够实现码率变换功能,而且根据特殊需要SMR还可以完成QAM调制输出。可以说,SMR的出现将取代现在的单机设备的组网方式,用一台设备完成一个系统的功能。
SMR备份功能强大,其最大优势体现在信号路由的功能上,SMR可以完成板卡级和端口级的备份,而且还可以针对每个节目完成节目级的备份,对整体的SMR而言,还可以通过主备SMR的连接设置完成相互的整机、系统级的备份。同时SMR对不同类型的数据都有备份解决方案,SMR本机上所有的千兆网口都能实现数据路由,从而实现相互备份。SMR备份方式多样,支持N+1,1+1,N+M多种备份方式。
作为一款功能强大的前端集成设备,SMR的稳定性和备份略显超前。
1.3 当前的备份方案
分析可见,矩阵方式具有成本高和单一崩溃点增加的缺陷,而SMR方式还处于初期,大面积普及尚需时日,更关键的问题是,已经做好单机式数字前端的运营商,短时间内购置SMR的资金压力太大。
为此,数码视讯提出了全新的解决方案——独立式频点级单机备份方案。优势在于成本低;备份系统与主系统分离,相互独立工作;备用系统不会对主系统造成系统隐患,不影响主系统运行。
2 独立式频点级备份方案
这种方案的特点在于采用多路选择器(实时切换器)代替切换矩阵来实现前端系统的备份。多路选择器结构更加简单,切换更加快捷,而且成本比矩阵低得多。加之数码视讯的多路选择器采用的信号接收芯片不是传统的单一功能芯片,而是功能更加强大的智能芯片。这使多路选择器对接收信号除了具有滤波,调整等基本功能外,还可以对信号进行检测、分析。当输入信号有问题时,多路选择器可及时发现并马上报警给统一网管系统,让网管系统迅速发现问题,即时启用备用系统。该技术已经成熟完善。所以,综合比较而言,多路选择器比矩阵性价比更高,更符合广大运营商的需要。
2.1 节目源备份
由多路选择器组成前端系统信源部分的备份方案,如图2所示。
该方案是N+1备份,将每一路节目都引出接到多路选择器的输入,多路选择器的输出接到备份编码器上,备份编码器的输出再接到各个复用器上。这样就实现了对各路节目的备份。数码视讯的编码器输出为2路ASI信号,所以一个备有编码器可以负责2个频点编码器的备份。实现原理为:当某一路编码器出现故障,网管检测出后报警并通知多路选择器,多路选择器迅速将该路节目切换到备份编码器,同时网管给备份编码器加载故障编码器的所有参数。在切换的同时,复用器在检测到该路编码器出现故障后打开与备份编码器相连的输入口。这样就完成故障编码器到备份编码器之间的切换。这种切换方案不仅切换速度快,而且在备份编码器或多路选择器出现故障时也不会影响整个系统的正常运行。
2.2 加扰器和调制器备份
加扰器和QAM调制器的备份是频点级的。备份频点与主路各个频点独立工作,当主路任意一频点出现问题,统一网管会把故障频点上的设备参数上载到备用频点设备上,关闭故障频点,用备用频点代替故障频点工作。
频点备份仍采用多路选择器的N+1备份,但提供两种故障检测方式:码流检测和统一网管故障检测。故障加扰器到备份加扰器的切换方法与编码器切换相同。后端调制器接混合器,通过码流监测设备对各路调制器的输出码流进行检测。当检测到某一路码流出现问题,首先通知统一网管,统一网管系统就会关闭该路QAM调制器输出,同时多路选择器打开备份路的输入,然后备份路上设备的参数由统一网管上载故障路设备的原有参数,从而完成切换。另一种方式为统一网管系统也对加扰器和QAM调制器进行检测,当检测到问题时,网管报警并通知多路选择器,多路选择器迅速将该路节目切换到备用加扰器上,同时网管给备份设备上载故障设备所有参数。切换同时,混和器就会关闭故障频点信号的输入。这样就完成故障编码器到备份编码器之间的切换。
2.3 复用器备份
鉴于复用器输入信号的复杂性,不宜使用独立式备份方案。复用器部分建议重要节目做设备1+1备份,而一般节目使用双输出板做1+1备份,后端使用二选一选择器进行选择。这里双输出板指的是数码视讯的复用器可以同时配置2个输出单元,输出2路独立的复用后信号,即每个复用器可以充当2个复用器使用,同时每个输出单元均有两路ASI的信号输出。
3 总结
由于数据在系统实施前已经产生了将近20T的数据, 每天新产生5G新数据, 我们将这些数据复制到目标端阵列上, 再启用该系统每天实时复制新产生的图片数据。
CDR以近似实时的方式把数据从源计算机复制到目的计算机, 来保护应用数据和文件系统。当在源计算机写入数据时, 复制的数据被获取, 字节级别的变化都被传送到目的计算机, 在目的计算机上被再次写入。复制过程分两个阶段来传送数据, 开始时创建一个基本的复制或叫镜像, 接下来对数据集合中的数据进行连续的、增量数据更新。一个记录机制被用来确保把增量变化数据传送到目标的可靠性, 在工作时间, 网络带宽控制也被用来限制源计算机传送数据的流量。
一、COMMSERVE端配置
服务器硬件配置:最低32G内存, 500G镜像硬盘。
winsows2003企业版sp2以上。
本服务器安装COMMVAULT SIMPANA9.0软件, 用于整个数据管理系统的管理及控制, 为系统的核心模块, 内嵌SQLSERVER2008数据库。
二、MEDIAAGENT模块安装
本模块为介质管理服务器, 用于数据操作所需介质的管理, 包括磁带库及磁盘空间。计划部署在COMMSERVE服务器上, 无需另外增加一台单独服务器。
三、数据备份模块
i Data Agent for HP-UX, Continuous Data Replicator模块分别安装我局本地系统和远程服务器上, 操作系统版本为hpux11.31, 补丁版本为2012年1月, 符合COMMVAULT系统安装要求。
另外, 本地系统服务器上至少需要3G以上的磁盘空间用来保存日志。
四、对COMMVAULT软件打开防火墙设置, 并确保DNS解析通过, 否则可能造成连接不通等问题。
五、总结
该系统实施两年来, 已无差错传输了将近3T的图片数据, 很好的满足了我局海量图片数据备份的需要。
六、安装步骤
Commvault Simpana 9.0的安装过程
1. 插入光盘开始安装, 选择安装使用的语言、安装协议
选择在此计算机上安装Simpana (图1)
进入安装的欢迎界面
建议安装过程中关闭杀毒软件
2. 安装协议、.NET Framework、MSSQL
3. 指定Comm Serve客户端名称及主机名、Commvault Simpana 9的安装目录、Commvault Simpana 9的数据库目录。
4. 为Commvault Simpana 9创建数据库
5. Commvault Simpana 9的灾难恢复路径, 可以选择备份到本地也可以选择网络路径
6. 指定Commvault Simpana 9管理平台的用户名和密码和设置Commvault Simpana 9软件缓存路径, 设置自动更新。
7. 显示安装摘要和提示创建计划, 完成安装。
8. 提示创建计划
