磁盤備份與虛擬磁帶庫備份淺析

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隨著磁盤成本的不斷降低，利用磁盤作為備份介質的趨勢已經越來越明顯。磁盤備份的通常分為直接和間接兩種。直接將數據副本搬移到磁盤上，或者通過備份軟件的Back to Disk選項將備份數據直接寫到磁盤上，是常見的直接磁盤備份形式;而利用虛擬磁帶庫作為備份介質則是慣用的間接磁盤備份形式。所謂間接，是由于虛擬磁帶庫把磁盤仿真成物理磁帶庫,來實現(xiàn)備份軟件對虛擬磁帶庫的管理，從而完成將數據備份到磁盤的目標。

一些用戶誤認為直接磁盤備份就是磁盤備份的普遍方式，和虛擬帶庫備份的效果是等同的。讓我們淺析以下這兩者的區(qū)別并通過一個實例來看看兩種備份帶來的不同結果:

直接磁盤備份常見問題

1、安全隱患

直接磁盤備份模式下，基于磁盤陣列的存儲設備是以文件系統(tǒng)的方式出現(xiàn)在服務器上的，無論這個服務器是應用服務器還是介質服務器，這個文件系統(tǒng)都可以由任意工具來操作，也可以被任何人訪問，即使是無意的“DEL”(刪除)操作也可以毀掉所有備份數據，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據丟失，病毒感染等諸多風險導致備份的數據無法恢復等。

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、多進程狀態(tài)下，文件系統(tǒng)很有可能成為整個備份系統(tǒng)的瓶頸。文件系統(tǒng)難以解決磁盤碎片的問題，磁盤碎片會導致文件系統(tǒng)的性能逐漸下降，而且，當數據量比較大的時候，磁盤碎片的問題很難以解決。

另外，在一些備份軟件的管理策略中，當備份到備份磁盤的數據達到遷移上限時，就會出現(xiàn)備份數據一邊寫入磁盤一邊向磁帶庫遷移的狀態(tài)。備份數據往返于各備份主機和SAN之間，使備份速度大幅下降。即使增加備份磁盤容量，備份速度仍然難以明顯提升。

3、管理復雜、價格昂貴

傳統(tǒng)備份軟件是以磁帶庫作為備份目標. 若要實現(xiàn)直接備份到磁盤，就需要在備份服務器或介質服務器上為備份磁盤陣列建立一個文件系統(tǒng)，才能夠被備份軟件識別。而一般的文件系統(tǒng)不能被多服務器共享，

這就是說，如果想象使用傳統(tǒng)磁帶庫一樣，通過SAN實現(xiàn)多服務器共同使用一個備份磁盤陣列，就必須要在磁盤陣列上建立多個邏輯設備，然后將每個邏輯設備分配給每臺服務器。這就帶來了管理上的一系列問題，例如如何合理分配每臺服務器資源，是否需要額外購買卷管理軟件來實現(xiàn)資源分配等問題。

簡單的直接磁盤備份，通常不具備容量優(yōu)化如重復數據刪除，壓縮等功能。這就需要不斷增加磁盤陣列容量來滿足備份數據的增長，從而加劇了管理復雜化，使管理成本上升，最終導致直接磁盤備份總成本快速攀升。

4、擴展性差

直接磁盤備份的問題突出表現(xiàn)在容量的共享和動態(tài)擴充方面。每個備份客戶端都獨立擁有自己的備份容量空間，而且通常是靜態(tài)的空間設置，如果加以改變就需要重新遷移數據，這就造成了直接磁盤備份系統(tǒng)的擴展很不靈活。

通常，為了能夠快速恢復最近備份的數據，備份磁盤要保留相當一段時間的備份數據。而備份數據隨業(yè)務發(fā)展不斷增長，使備份磁盤容量總顯不足，擴展性上的不足會嚴重影響整個備份系統(tǒng)的表現(xiàn)。

5、功能缺乏

新一代VTL 在替代原有磁帶庫功能的基礎上，增加了遠程數據復制、自動離線歸檔和容量優(yōu)化 (壓縮和重復數據刪除) 等高級功能。這些功能不僅是簡單的直接磁盤備份所不具備的，而且還使數據保護的概念得以擴展。從部署VTL的數據保護解決方案里，客戶不僅得到了數據備份的功能，同時也得到了數據級容災、數據歸檔和法規(guī)遵從，以及備份數據容量優(yōu)化的收益，是一舉多得的解決方案。

虛擬帶庫(VTL )數據保護的優(yōu)點

新一代的虛擬磁帶庫備份(D2D2T)的存儲管理更加簡化，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，從數據的安全性出發(fā)，VTL的訪問與磁帶類似，決定其天生具備免疫能力。用戶不能直接訪問磁帶，被病毒感染的文件也不會感染磁帶存儲數據，確保讓備份的數據更安全可靠。同時,虛擬磁帶庫采用基于RAID保護的磁盤陣列，提高了可靠性。

2.性能和容量可按需擴展

虛擬磁帶庫采用和物理帶庫相同的訪問模式，不存在文件系統(tǒng)對直接磁盤備份的負面影響，可以充分發(fā)揮出磁盤備份的性能優(yōu)勢。

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

3.管理、維護簡單，成本更經濟

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

作為間接磁盤備份設備，在后期維護上，由于減少了物理磁帶庫的諸多機械故障，其維護成本也更加低廉。

4 擴展自如

VTL的自身管理類似于磁盤陣列的方式，可以輕松地更換、添加磁盤，進行容量的擴展。而且并行技術的使用，也使得設備的擴展更加靈活。因此，客戶可以隨著數據量的增長來進行容量采購，避免了龐大的預投入資本。

更重要的是，VTL保持了物理磁帶庫的使用模式，在備份軟件的支持下，邏輯上可以實現(xiàn)容量的無縫擴展。

5.功能完善，兼容性佳

新一代VTL支持遠程數據復制。通過IP網絡，能將本地的備份數據遠程復制到異地的虛擬磁帶庫系統(tǒng)中。而且，在兩臺虛擬磁帶庫之間的復制作業(yè)是在后臺由虛擬磁帶庫完成的。此外，新一代VTL通常還具有重復數據刪除、壓縮、自動歸檔等功能。

讓我們用一個實際案例再解這兩種備份方式的不同：

某電信行業(yè)用戶的綜合營帳系統(tǒng)擁有數十臺服務器，包括綜合服務、資源管理、結算、計費系統(tǒng)等多套應用系統(tǒng)。每三個月為一個備份周期，每個備份周期產生2.5TB以上數據，每次全備份數據約20TB。由于數據量大，需要較高的備份速度，因此采用磁盤陣列作為一級備份設備，當備份到備份中心磁盤上的數據達到遷移的上限時，由備份管理軟件把數據再遷移到磁帶庫。同時，采用了每天對不同系統(tǒng)做全備份和增量備份的策略，以避免備份設備產生I/O瓶頸。各系統(tǒng)的備份速度在40MB/s — 120MB/s之間。