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2023-10-18
计算机网络与信息安全数据备份结构：4种方案及实际应用
【摘要】：数据的存储方式直接决定着备份系统的物理构成。目前数据备份结构主要有基于网络附加存储备份结构、基于局域网备份结构、LAN-Free备份结构和SAN-Server-Free备份结构4种。（三）LAN-Free备份结构由于数据通过LAN传播，当需要备份的数据量较大、备份时间窗口紧张时，网络容易发生堵塞。这4种方案均有各自的优点和缺点，在制定备份系统时，用户需要根据数据存储结构及预算等实际情况决定备份系统的物理布局。
数据的存储方式直接决定着备份系统的物理构成。目前数据备份结构主要有基于网络附加存储（DAS-Base）备份结构、基于局域网（LAN-Based）备份结构、LAN-Free备份结构和SAN-Server-Free备份结构4种。LAN-Based备份结构针对所有存储类型都可以使用，LAN-Free备份结构和SAN-Server-Free备份结构是只能针对SAN结构的存储。
（一）DAS-Based备份结构
基于DAS的备份系统是最简单的一种数据保护方案，这种备份大多是采用服务器自带的磁带机或备份硬盘，而备份操作也往往通过手工操作的方式进行。因为DAS备份系统比较简单，所以比较适用于小型企业用户进行简单的文件备份。DAS-Based备份结构如图11-1所示。
基于DAS的备份系统的优点是维护简单，数据传输速度快。它的缺点也很明显，即可管理的存储设备少，不利于备份系统的共享和大型的数据备份要求，而且实时性不高。
图11-1 DAS-Based备份结构
（二）LAN-Based备份结构
传统备份需要在每台主机上安装磁带机备份本机系统，采用LAN-Based备份策略，在数据量不是很大的时候可采用集中备份。一台中央备份服务器将会安装在LAN中，然后将应用服务器和工作站配置为备份服务器的客户端。中央备份服务器接受运行在客户机上的备份代理程序的请求，将数据通过LAN传递到它所管理的、与其连接的本地磁带机资源上。这一方式提供了一种集中的、易于管理的备份方案，并通过在网络中共享磁带机资源提高了效率。
LAN-Based备份结构是小型办公环境最常使用的备份结构，如图11-2所示。在该系统中，数据的传输是以局域网络为基础的，首先预先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上，当需要备份数据时备份对象把数据通过网络传输到磁带库中以实现备份。
图11-2 LAN-Based备份结构
基于LAN-Based备份结构的优点是投资经济、磁带库共享并且能够集中备份管理。它也存在着比较多的缺点，那就是对网络传输压力大，当备份数据量大或备份频率高时，局域网的性能下降很快，所以它不适合大型的网络应用环境。
（三）LAN-Free备份结构(www.chuimin.cn)
由于数据通过LAN传播，当需要备份的数据量较大、备份时间窗口紧张时，网络容易发生堵塞。在SAN环境下，可采用存储网络的LAN-Free备份结构，需要备份的服务器通过SAN连接到磁带机上，在LAN-Free备份客户端软件的触发下，读取需要备份的数据，通过SAN备份到共享的磁带机，如图11-3所示。这种独立网络不仅可以使LAN流量得以转移，而且它的运转所需的CPU资源低于LAN-Based方式，这是因为光纤通道连接不需要经过服务器的TCP/IP栈，而且某些层的错误检查可以由光纤通道内部的硬件完成。在许多解决方案中需要一台主机来管理共享的存储设备以及用于查找和恢复数据的备份数据库。
图11-3 LAN-Free备份结构
尽管LAN-Free备份技术与LAN-Based备份技术相比有很多优点，但LAN-Free备份技术也存在明显不足。首先，服务器仍然参与了将备份数据从一个存储设备转移到另一个存储设备的过程，这在一定程度上占用了服务器的CPU处理时间和服务器内存；另外，LAN-Free备份技术的恢复能力非常依赖用户的应用。
LAN-Free备份结构的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。
（四）SAN-Server-Free备份结构
另一种减少对系统资源消耗的方法是采用无服务器备份技术。LAN-Free备份需要占用备份主机的CPU资源，如果备份过程能够在SAN内部完成，而大量数据流无须流过服务器，则可以极大降低备份操作对系统的影响，SAN-Server-Free备份就是这样的技术，如图11-4所示。
图11-4 SAN-Server-Free备份结构
SAN-Server-Free备份结构如图11-4所示，其优点是数据备份和恢复时间短，网络传输压力较小，便于同时管理和备份资源共享。其缺点在于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，所以实施起来比较复杂，成本也较高，适用于大中型企业进行海量数据备份管理。
目前主流的备份软件（例如IBM Tivoli、Veritas），均支持上述备份方案。这4种方案均有各自的优点和缺点，在制定备份系统时，用户需要根据数据存储结构及预算等实际情况决定备份系统的物理布局。其中，LAN-Based备份数据量最小，对服务器资源占用最多，成本最低；LAN-Free备份数据量居中，对服务器资源占用小一些，但成本相对高一些；SANServer-Free备份方案能够在短时间备份大量数据，对服务器资源占用最少，但成本最高。
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2023-10-18
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