数据备份技术

李文君

【摘 要】数据备份技术是通过各种手段把丢失和遭到破坏的数据还原为正常数据。存储在计算机上的数据任何的误操作、黑客入侵、计算机病毒入侵以及各种软、硬件等都在时刻威胁着数据文件的安全。数据备份技术在当今这个大数据时代尤为重要，在广播传输中也起到了至关重要的作用。

【关键词】备份技术；数据；RAID；数据恢复

1 数据备份简介

现如今是大数据时代，人们对硬盘数据保护意识不高，防护软件并不是万能的，存储在计算机上的数据并不像我们想象中的那么安全。磁盘备份在数据恢复领域所承担的责任非常重要，备份是用户保护重要信息的最佳方式。最初，在人们的价值观中，只有计算机的硬件设备才能反映其价值，而后有更多的人意识到人们是通过软件来对计算机进行操作的，软件也应具有相应的价格体现。存储于计算机中的数据才是真正的财富，人们通过对计算机软硬件的操作，实质上是为了利用其中的数据资源，数据的价值大于设备的价值已不是天方夜谭。如何保证数据的完整性是信息化社会的一个关键问题。备份是一种数据安全策略，是将原始数据完全一样地复制，严格来说应复制两份，保存在异地。在原始数据丢失或遭到破坏的情况下，利用备份数据把原始数据恢复出来，使系统能够正常工作。

2 数据备份的原理及特点

2.1 备份定义

备份的概念很简单，就是保留一套后备系统。这套后备系统或者是与现有系统一模一样，或者是能够替代现有系统的功能。日常生活中，我们都在不自觉的使用备份。与备份对应的概念是恢复，恢复是备份的逆过程。在发生数据失效时，计算机系统无法使用，但由于保存了一套备份数据，利用恢复措施就能够很快将损坏的数据重新建立起来。

2.2 备份的层次

备份可以分为3个层次：硬件级、软件级和人工级。

硬件级的备份是指用硬件来保证系统的连续运行。比如磁盘镜像，双机容错等方式。如果主硬件损坏，后备硬件马上能够接替其工作，这种方式可以有效地防止硬件故障，但无法防止数据的逻辑损坏。

软件级的备份是指将系统数据保存到其他介质上，当出现错误时可以将系统恢复到备份时的状态。

人工级的备份最为原始，也最简单和有效。但如果要用人工方式从头恢复所有数据，耗费的时间恐怕会很长。

2.3 备份的特点

在选择备份系统前，存储介质的容量在备份选择中是最重要的。备份最大的忌讳是在备份过程中因介质容量不足而更换介质，因为这会降低备份数据的可靠性。

备份数据的存取速度并不是一个很重要的因素。备份的目的是为了防备万一发生的意外事故，如自然灾害、病毒侵入、人为破坏等。这些意外发生的频率不是很高，从这个意义上来讲，在满足备份窗口需要的基础上，对速度要求并不高。

可管理性是备份中一个很重要的因素，因为可管理性与备份的可靠性密切相关。最佳的可管理性是指能自动化备份的方案。

2.4 现有备份手段分析

目前采用的备份措施在硬件一级有磁盘镜像、磁盘阵列、双机容错等；在软件一级有数据拷贝。这几种措施的特点如下：

磁盘镜像（Mirroring）：可以防止单个硬盘的物理损坏，但无法防止逻辑损坏。

磁盘阵列（Disk Array）：磁盘阵列一般采用RAID5技术，可以防止多个硬盘的物理损坏，但无法防止逻辑损坏。

双机容错：SFTIII、Standby、Cluster群集技术都属于双机容错的范畴。双机容错可以防止单台计算机的物理损坏，但无法防止逻辑损坏。

数据拷贝：可以防止系统的物理损坏，可以在一定程度上防止逻辑损坏。

3 系统备份方案的基本要求

系统备份与普通数据备份的不同在于，它不仅备份系统中的数据，还备份系统中安装的应用程序、数据库系统、用户设置、系统参数等信息，以便迅速恢复整个系统。

对于备份软件来讲，安装方便、界面友好、使用灵活是必不可少的条件。备份软件应提供集中管理方式，用户在一台机器上就可以备份从服务器到工作站整个网络数据。支持备份的安全性，在备份时应能够设置备份的密码以防止未授权的恢复。支持快速的灾难恢复。备份软件应提供一种机制，可以使用户在灾难发生后，在非常短的时间内恢复服务器和整个网络上的系统软件和数据，能够保证备份数据的完整性。

对于硬件的要求备份介质应便于移动。每天对于备份的数据最好能由专人保存在安全的地方。备份介质应可以重复使用。备份介质的容量应不小于现有系统的平均数据量。现在的系统数据备份均采用GB级的介质。由于逻辑故障潜伏期长，对数据的备份应长期保留。应采用经得起实践检验的备份介质，采用新型的备份介质要小心谨慎。应使用高速度的备份设备，备份设备应支持实时数据压缩，以进一步提高备份速度。

4 数据备份在广播传输中的应用

4.1 节传系统数据备份

广电系统节目传输系统是广播发射传输平台的重要环节，该控制系统为保证数据服务器的安全，采用RAID技术提高数据安全性。

RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，中文简称为廉价磁盘冗余阵列。简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别（RAID Levels）。当数据备份的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用备份信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了节目传输数据的安全性。对于整个节目传输服务器而言，其组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。对采用数据冗余技术的磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多，而且可以提供自动数据备份。可有效确保节目传输平台数据流的安全性、可靠性。

4.2 发射机中央控制系统数据备份

随着近几年广播发射台信息化、自动化改造工作的不断深入，传统的本地控制广播发射机模式已完全被网络化远程中央控制系统所取代。为了提高中控系统控制数据的可靠传输，配置数据的安全存储，以及数据流完整性的安全检测，这里采取可靠性更强，技术较为成熟的双机热备份技术，确保整个发射机远程控制系统的稳定运行。发射台主控制系统双机热备份技术是一种软硬件结合的较高容错应用方案。该方案是由两台服务器系统和一组PLC控制器及相应的双机热备份软件组成。

在这个容错方案中，操作系统和应用程序安装在两台服务器的本地系统盘上，整个网络系统的数据是通过磁盘阵列集中管理和数据备份的。数据集中管理是通过双机热备份系统，将所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储，并由专业人员进行管理，极大地保护了数据的安全性和保密性。用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中，在一台服务器出现故障时，备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。

台站双机热备份系统采用“心跳”方法保证主系统与备用系统的联系。所谓“心跳”，指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，表明各自系统当前的运行状态。一旦“心跳”信号停止表明主机系统发生故障，或者备用系统无法收到主机系统的“心跳”信号，则主控系统的PLC管理程序认为主机系统发生故障，主机停止工作，并将系统资源转移到备用系统上，备用系统将替代主机发挥作用，以保证控制网络服务运行不间断。

5 总结

计算机系统的灾难发生是多方面的，一个完整的系统备份方案，应包括：备份硬件、备份软件、日常备份制度和灾难恢复措施四个部分。选择了备份硬件和软件后，还需要根据单位自身情况制定日常备份制度和灾难恢复措施，并由管理人员切实执行备份制度。如果没有引入一套有效的恢复策略，轻则导致工作效率下降，系统维护人员精疲力竭，重则导致业务的巨大损失。因此数据备份技术是广播传输等领域必不可少的技术。

[责任编辑：王楠]