高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存儲(chǔ)備份方案探析

黃間華

摘 要：隨著高校實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的與日俱增，為防止實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中災(zāi)難性事件的發(fā)生，需要建立一套完善的存儲(chǔ)備份方案以保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的有序進(jìn)行。該文基于現(xiàn)有的3種備份技術(shù)，提出將備份一體機(jī)應(yīng)用在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的備份方案中，以滿足高校對(duì)備份多樣性的需求。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué) 系統(tǒng)與數(shù)據(jù) 備份技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）03（a）-0209-02

隨著科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用已滲透在高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，各實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)行，必然會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)作為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)最重要的資源，越來(lái)越受到大家的重視。隨著數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，應(yīng)用越來(lái)越復(fù)雜，如何對(duì)教學(xué)數(shù)據(jù)及軟件系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)備份，防止教學(xué)過(guò)程中災(zāi)難性事件的發(fā)生成為實(shí)驗(yàn)管理人員的重要任務(wù)。許多高校已經(jīng)意識(shí)到建立一套完善的存儲(chǔ)備份方案，在面臨數(shù)據(jù)丟失后可以快速有效恢復(fù)數(shù)據(jù)，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有序進(jìn)行勢(shì)在必行。同時(shí)如何有效地將實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源存儲(chǔ)備份，確保數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的一致性、安全性和可靠性也是高校實(shí)驗(yàn)信息化建設(shè)所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)備份現(xiàn)狀

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作具有嚴(yán)肅性、連續(xù)性、計(jì)劃性等特點(diǎn)[1]。隨著信息化不斷深入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，應(yīng)用系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜，維護(hù)大量服務(wù)器及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，需要消耗大量的人力和物力。而據(jù)調(diào)查了解，目前高校對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保護(hù)基本是使用腳本備份或依靠實(shí)驗(yàn)管理人員定期手工拷貝的方式進(jìn)行備份，甚至一些系統(tǒng)數(shù)據(jù)暫時(shí)沒(méi)有有效的數(shù)據(jù)備份方式進(jìn)行備份。在日常工作中數(shù)據(jù)或軟件系統(tǒng)遭到破壞隨時(shí)隨地都有可能發(fā)生，有可能是硬件故障、軟件故障或遭到破壞性木馬與病毒攻擊，同時(shí)人為操作本身也存在著忽略和誤操作的危險(xiǎn)。如果沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，一旦系統(tǒng)出問(wèn)題，就只能重裝系統(tǒng)和應(yīng)用程序，若在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間所需較長(zhǎng)，將影響正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)。若使用腳本備份，兩次腳本備份之間的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，數(shù)據(jù)丟失量可能性也比較大。同時(shí)數(shù)據(jù)恢復(fù)難度也非常高，往往需要找非常專(zhuān)業(yè)的IT人員。因此現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理存儲(chǔ)備份方式已經(jīng)不能很好地滿足高校對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)保護(hù)的要求。在現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理中，需要一個(gè)行之有效的統(tǒng)一存儲(chǔ)備份方案以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的安全，保證日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的順利進(jìn)行。

2 存儲(chǔ)備份技術(shù)探析

存儲(chǔ)備份也稱(chēng)為數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)備份是將數(shù)據(jù)以某種方式加以保留，以便在系統(tǒng)遭受破壞或其他特定情況下重新加以利用的一個(gè)過(guò)程。而數(shù)據(jù)備份的最終目的不是備份，而是快速恢復(fù)數(shù)據(jù)，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行[2]。目前最常見(jiàn)的3種存儲(chǔ)備份技術(shù)分別為DAS、NAS、和SAN。

2.1 DNA技術(shù)

DAS：Direct-Attached Storage，即開(kāi)放系統(tǒng)的直連式存儲(chǔ)。該技術(shù)是將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。該技術(shù)已經(jīng)有近40年的使用歷史，隨著用戶數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)，尤其是數(shù)百GB以上時(shí)，其在備份、恢復(fù)、擴(kuò)展、災(zāi)備等方面的問(wèn)題變得日益困擾系統(tǒng)管理員。

2.2 NAS技術(shù)

NAS：Network Attached Storage，即網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)，是指連接在網(wǎng)絡(luò)上，具備資料存儲(chǔ)功能的裝置，因此也稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器”。該技術(shù)需要專(zhuān)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，以數(shù)據(jù)為中心，將存儲(chǔ)設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)器徹底分離，集中管理數(shù)據(jù)。NAS本身能夠支持多種協(xié)議，如NFS、CIFS、FTP、HTTP等，而且能夠支持各種操作系統(tǒng)。通過(guò)任何一臺(tái)工作站，采用IE或Netscape瀏覽器就可以對(duì)NAS設(shè)備進(jìn)行直觀方便的管理。但NAS存在一個(gè)問(wèn)題，即備份過(guò)程中的帶寬消耗。它將存儲(chǔ)事務(wù)由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)上。

2.3 SAN技術(shù)

SAN：Storage Area Network，即存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，是千兆位速率的網(wǎng)絡(luò)，依托光纖通道為服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的連接提供更高的吞吐能力、支持更遠(yuǎn)的距離和更可靠的連通。SAN的組成通常包括服務(wù)器（主機(jī)）、存儲(chǔ)設(shè)備（磁帶或者磁盤(pán)陣列）以及橋接器和多路復(fù)用器，并且所有這些設(shè)備都連接在光纖通道的交換機(jī)上。SAN技術(shù)可以是交換式網(wǎng)絡(luò)，也可以是共享式網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)任何一種網(wǎng)絡(luò)都能夠提供更好的伸縮性、故障恢復(fù)和診斷信息。

3 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)備份方案設(shè)計(jì)

3.1 存儲(chǔ)備份目標(biāo)

不同高校有著不同的業(yè)務(wù)特點(diǎn)與需求，但備份的目標(biāo)是一致的。要求備份方案支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)、多種異構(gòu)平臺(tái)所有重要數(shù)據(jù)，能全面集中備份到備份設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，確保數(shù)據(jù)丟失后，能夠快速有效恢復(fù)，保障數(shù)據(jù)安全。同時(shí)要求操作簡(jiǎn)單方便，減少運(yùn)維工作量和時(shí)間成本，提高管理員備份效率。隨著信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)不斷發(fā)展，備份方案在滿足用戶現(xiàn)有數(shù)據(jù)保護(hù)需求基礎(chǔ)上，還能考慮到未來(lái)擴(kuò)展的數(shù)據(jù)保護(hù)需求。

3.2 備份方案

在高校中不同的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)對(duì)備份的要求不一致，從成本與備份實(shí)現(xiàn)中，不能簡(jiǎn)單采用一種備份方式以解決備份問(wèn)題。根據(jù)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)與目前市場(chǎng)情況，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可使用備份一體機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)備份。高?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的備份需求，確定在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署備份一體機(jī)的數(shù)量。通過(guò)備份一體機(jī)的部署策略，將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集中定時(shí)備份到一體機(jī)上。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯故障等故障導(dǎo)致系統(tǒng)、數(shù)據(jù)不可用時(shí)，管理員可以通過(guò)管理界面快速將系統(tǒng)與數(shù)據(jù)恢復(fù)出來(lái)，達(dá)到數(shù)據(jù)不丟失的目標(biāo)。

（1）數(shù)據(jù)備份。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份的過(guò)程中，在需要備份的服務(wù)器上或者計(jì)算機(jī)上安裝客戶端，客戶端會(huì)按照管理員設(shè)定的備份策略，將重要數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)源源不斷地備份到內(nèi)置的存儲(chǔ)上。管理員定期通過(guò)管理控制臺(tái)管理備份系統(tǒng)，定期檢查備份任務(wù)的執(zhí)行情況。數(shù)據(jù)備份的策略可以根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行系統(tǒng)備份和數(shù)據(jù)備份，或系統(tǒng)與數(shù)據(jù)一起備份；完全備份、增量備份；實(shí)時(shí)備份與定期備份等[3]。備份過(guò)程操作簡(jiǎn)單，靈活性強(qiáng)。（2）數(shù)據(jù)恢復(fù)。當(dāng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)損壞時(shí)，需要從存儲(chǔ)介質(zhì)中恢復(fù)數(shù)據(jù)，管理員通過(guò)網(wǎng)頁(yè)管理界面可以在短時(shí)間內(nèi)（而非數(shù)小時(shí)或數(shù)天）從宕機(jī)或崩潰狀態(tài)恢復(fù)系統(tǒng)，不需要重新安裝和重新配置操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、系統(tǒng)設(shè)置和個(gè)性化設(shè)置等。在管理界面，系統(tǒng)管理員選定相應(yīng)的數(shù)據(jù)備份項(xiàng)目，備份管理目錄下的相應(yīng)的項(xiàng)目名，對(duì)應(yīng)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)備份的某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行恢復(fù)即可。選擇備份項(xiàng)目時(shí)，如采用的是增量備份策略進(jìn)行備份，首先先恢復(fù)最近一次完全備份，然后再選定最近一次累計(jì)增量備份，最后選定這次累計(jì)增量備份以后的所有增量備份項(xiàng)目，依時(shí)間順序進(jìn)行恢復(fù)即可。使用備份一體機(jī)可以使數(shù)據(jù)的恢復(fù)非常快速和簡(jiǎn)單。

4 結(jié)語(yǔ)

基于備份一體機(jī)建立的高校實(shí)驗(yàn)存儲(chǔ)備份方案，不僅僅可以對(duì)所有物理服務(wù)器和虛擬化平臺(tái)提供全面集中的備份，使數(shù)據(jù)、應(yīng)用、系統(tǒng)得到統(tǒng)一保護(hù)，保證數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)損壞時(shí)高可靠的恢復(fù)性。同時(shí)靈活的備份策略，可以滿足不同的備份需求。使用網(wǎng)頁(yè)管理界面進(jìn)行管理，使備份管理、存儲(chǔ)管理與恢復(fù)管理簡(jiǎn)單快速。管理人員根據(jù)實(shí)際需求制定備份計(jì)劃和策略，可自動(dòng)化執(zhí)行備份任務(wù)進(jìn)行日常運(yùn)維管理，大大減少工作量，同時(shí)也避免誤操作風(fēng)險(xiǎn)，降低工作復(fù)雜度，提升管理效率。

參考文獻(xiàn)

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