为企业数据撑起保护伞

在Internet上有大约200TB的数据，同时可能有600PB（1PB＝103TB＝106GB）的商业数据还在Internet之外，而其中大部分将要移到网络上，这表明大约3000倍于Internet上现有数据量的信息要上网。商业数据关系着企业的命脉，这些数据能否安然无恙地流通于网络呢？

为企业数据撑起保护伞：惨剧发人深省

有一则真实故事，美国一家商城因为采用了先进的网络技术，为顾客提供了全方位服务，使得其销售额直线上升。但由于主人过分关注业务的发展，没有顾及数据的安全，在一次偶然的UPS故障中导致网络系统瘫痪，用了几天时间进行修复。令主人大跌眼镜的是，待到商城重新开张之时，大量顾客的退货、索赔与投诉纷至沓来，最后商城易主，主人惨成商城的一名清洁工。

这则事件绝非寥寥，它给我们敲响了警钟: 作为7×24的运行系统，停止服务简直就是灾难。从表1所示的一些顾问咨询公司做的调查数据中我们能够看出每小时的系统停机对各种企业的影响有多大。

由此可见，对于有些企业，每小时的停机时间会为企业带来非常大的经济损失，甚至停机故障还会导致企业破产。根据IDC的统计数字：在前10年间，美国发生过停机故障的公司有55%倒闭，剩下的45％中有29％也已在2年之内倒闭，生存下来的仅占16％。其实，停机并不是多么可怕的事件，如果用户做好数据的存储，即使停机，通过相应的技术手段，也可以将数据从灾难中恢复回来，并使业务继续开展。

为企业数据撑起保护伞：市场围着需求走

当前，企业多以数字化方式交换信息，因此数据的安全性至关重要。如何有效地保护数据，最基础的不仅是防毒、防黑，更重要的是存储。

在外部存储产品市场中，应用广泛的有磁盘阵列、光盘塔、光盘库及磁带库等几类产品。磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储产品，其最大的特点是数据存取速度特别快，可提高网络数据的可用性和存储容量，由于它能将数据有选择性地分布在多个磁盘上，还可提高系统的数据吞吐率。磁盘阵列主要应用于网络系统中海量数据的即时存取，主要生产厂商有Sun、HP等。

目前最好的多媒体海量信息存储载体或重要文献资料备份媒体是光盘，然而，要想获得海量信息的网络存取，就必须将保存有大量不同信息的几十张甚至几百张光盘组合起来使用。光盘库和光盘塔就是这样的海量存储网络信息处理设备。其中，光盘塔使用电缆可接多台光盘驱动器，具有寿命长、信息读取速度极快的特点，但因光驱组合数量不可能太多，所以总存储容量较小，且体积较大。

光盘库非常适用于图书馆一类的信息检索中心，它普遍使用EIDE光驱，维护更换与管理非常容易，而且普遍内置高性能处理器、动态存取内存和网络控制器等智能部件，信息处理能力较强。光盘塔和光盘库主要用于网络系统中的海量数据的访问，主要生产厂商有清华同方、AXIS、PROCOM、HP和IBM等。

由于磁带产品的性价比和可操作性更容易被用户所接受，所以在存储应用中用得比较广泛的还是磁带产品。磁带产品的优势主要体现在价格低廉（以同等容量为标准）、技术相对成熟及数据保存安全可靠等方面。但与光盘库等比较，磁带产品查寻数据的速度慢。磁带库既可实现连续备份、自动搜索磁带，也可在驱动管理软件控制下实现有恢复、实时监控和统计，具有系统扩展能力强、存储容量大和备份作业安全等特点。

通常磁带库所占空间普遍较大，可应用于大中型数据中心，并适用于网络系统中海量数据的定期备份。从事磁带产品生产的主要厂商有： HP、Exabyte、Quantum|ATL、Seagate和StorageTek等。现在，一些厂商已开始利用虚拟磁带机技术来改进磁带数据的读取性能。将来，随着硬盘容量的不断增长和价格的不断降低，磁带存储技术将面临巨大的挑战。

目前，提供企业存储与备份整体解决方案的厂商有EMC、IBM、HP、Compaq和Sun等。企业存储产品在国内市场的发展空间很大，据不完全统计: 拥有存储与备份产品的企业占企业总数的9.245%。这说明国内企业对自己数据的存储重视不够。但有关数据表明，在关键任务企业中应用存储设备的比例非常高。由于关键任务企业的计算任务对时效性、准确性的要求很高，常常需要在短时间内完成大规模的计算任务，除了对高性能计算技术提出了挑战，这种企业运行过程中数据信息的存储将是连续有效运作的基本保障，所以在关键任务企业对存储的要求也相对比其他企业更高。

在存储市场中，EMC显然是较有实力的供应商。1998年，EMC全球年营业额达39.7亿美元，利润为7.93亿美元，在外存储器和大型机磁盘存储市场居于领导地位。根据IDC市场份额的统计表明，EMC在1999年至少已经占据了40%的SAN市场。在这些厂家的市场活动中，可以看到一种发展态势。即除EMC以外的各个企业相互联合（包括硬件和软件厂商、硬件和硬件厂商间的联合），开发可用于多平台的Open SAN。

选型参考技术脉点

很多人一提到信息的安全存储就容易联想到数据备份，其实人们只是看到树木，没有见到森林，备份只是简单的数据保护，单单做到了防灾，即在某种灾难情况下防止系统的关键数据不会完全丢失，但并不能够真正做到在灾难发生时数据100%的不丢失。而存储包含了备份，它可以更全面的对数据应用进行保护，并可以管理数据，能够做到让数据100%不丢失，同时通过与其他系统配合，保证业务持续运作。

在信息化社会中我们所面临的挑战是如何保证业务的连续性。保证业务的连续性需要从多个方面考虑，如网络、数据库、服务器和存储，其中存储是非常重要的考虑因素，为此，我们只从信息存储管理角度来谈保护业务的连续性。

由于经营特性不同，每个企业对业务连续性的看法各有不同。比如证券交易所，只需要在证券交易时保证交易系统连续运行即可，然而，对于电信系统，则需要24小时连续运行。

引起企业信息系统停机的因素非常多，主要可分为两类: 计划停机和非计划停机，如表2所示。

非计划停机事件 计划停机作业

击破电缆、数据提取、侵蚀电源或通信电缆、灭火系统

意外故障、水灾、火灾、暴风雪、地震、龙卷风、UPS

质量不合格、数据破坏、应用程序错误、软件升级失败、

磁盘错误、硬件升级失败以及服务器损坏等。 备份窗口、

应用计划停机、

完全检查和

灾难恢复测试。

虽然导致系统停机的因素很多，归纳起来主要有人为错误、数据采集、数据分析、备份窗口、自然灾难、磁盘损坏、程序错误、网络故障和服务器故障等几种类型。我们可以根据自身的系统、响应措施来尽可能地减少系统停机的时间。

1．根据需求选方案

不管企业的经营模式、运作特点如何，我们都可以用图1来表述不同系统实现业务连续性的基本状况。

通过对基本状况的分析，我们不难看出企业构建存储系统的4种选型方案。

（1）如果企业对业务连续性的要求不高，只强调数据不丢失，业务可以暂停，用户可以选择简单的备份方法，即单纯构建一个备份系统。比如数据量不断增涨，但数据又需妥善保存，以便数据查寻等用途的办公环境或企业信息中心。像某著名通讯公司设在北京的设备生产厂需要在线保存最近一次全备份所有磁带，并要求一周无人职守的磁带自动轮换，还要求邮件服务器、Notes应用服务器及生产服务器的数据库能够进行在线的自动备份，此时，采用HP磁带库，并将其在一台工作量较小的办公服务器上做备份服务器即可完成备份系统的构建。

（2）如果企业对业务连续性的要求比较高，比如不允许停机，可以构建高可用群集系统或高可用群集系统＋备份系统。对于网站、网上银行和网上订票系统等提供服务性强且业务不可间断的企业来说，几分钟的宕机都会带来巨大的经济损失及不可估量的用户，宕机时间过长，可能危及整个企业的生命。因此，高可用群集系统是这些企业必建的。

（3）如果企业对业务连续性的要求非常高，包括发生自然灾害或人为灾难时业务也不能停顿，此时用户需要构建容灾系统＋高可用群集系统＋备份系统。很多关键性企业（像金融、邮电和交通运输等）都需要具有容灾性质的、可靠的存储信息系统。比如电信计费管理业务系统必须建立在完善的信息存储系统之上，当灾难发生时，防止实时交易数据的丢失，确保业务不受影响，财产不受损害，使得客户服务和计费管理业务永不停顿。

（4）如果企业还要求在进行数据分析、数据挖掘及数据统计时对业务系统不能产生任何影响，此时用户需要构建的是智能存储系统＋容灾系统＋高可用群集系统＋备份系统。像调查咨询公司的数据分析中心、Internet数据中心（IDC）等，它们都需要对数据进行分析、挖掘，从而得出有价值的信息。特别是IDC，为了给用户提供更多的有效数据和保护、管理数据的安全服务，比如防火墙、数据备份、镜像站点、负载均衡及统计分析等提供数据安全、管理和分析等增值服务，离不开系统存储的智能化功能。

2．技术分析

现在，我们从技术角度对不同的系统做一简单的介绍。

（1） 容灾系统

业务连续能力最高的是容灾系统，容灾系统结构如图2所示。

网络连接保证了2个物理地点的网络通讯完全冗余，并且一般在容灾系统中处于激活状态的系统通常由一个双机热备份系统构成。由于数据同时保存在2个物理距离相对较远的系统中，因此一个系统由于灾难（比如火灾）而停止工作，另外一个系统会将工作接管过来。实现数据的远程复制主要有2种方式: 基于主机和基于存储系统。目前使用最广泛的是基于存储系统的数据远程复制方式。

（2） 高可用群集系统

对业务连续性要求比容灾系统低的是高可用群集系统。高可用群集系统是为了解决由于网络故障、应用程序错误和服务器损坏等因素引起的系统停止服务问题。从80年代开始，当Client/Server计算模式出现后，越来越多的企业开始将他们的信息系统从庞大而昂贵的主机系统上移植到开放系统上。但是由于开放系统服务器在安全性、工作的连续性上有很严重的不足，为了解决这个问题，人们提出了高可用系统和群集系统。

通常，实现开放系统的高可用性有3种策略：Share Memory Strategy、Share Storage Strategy和 Share Nothing Strategy。这3种策略中用得最多的是Share Storage Strategy。采用Share Storage Strategy策略实现高可用系统的典型结构如图3所示。

在一个高可用群集系统中，外置的磁盘阵列系统保证了在单个磁盘失效的情况下服务器依然可以访问数据，通过群集软件管理的2个服务器可以在其中任何一个服务器的软、硬件故障的情况下将应用系统切换到另外一个服务器上。

（3） 智能存储系统

智能存储系统不仅仅是一个外置阵列系统，它还具有很多独特的功能可以帮助企业在进行数据备份、数据采集、数据挖掘和灾难恢复时不会影响业务系统的连续性。一般智能存储系统可以独立于服务器完成对数据的高级管理，比如数据的远程复制和同步拷贝等。

实际上，由于各种系统对业务连续性和数据安全性的保护不一样，为了保护用户系统中的重要信息，我们一定要综合考虑，尽量采用一种完整而全面的解决方案。例如高可用群集系统虽然保证了应用的连续运行，但是无法防止由于病毒或人为错误等导致的数据丢失灾难。如果此时有备份系统，就可以将已经备份的数据恢复回来，防止数据的完全丢失。

(4) 备份系统

严格地讲，备份系统无法实现业务系统的连续性，只能在一定程度上防止数据的丢失，可以说备份系统是一个防灾系统（防止数据丢失的灾难发生）。由于备份系统是存储系统的一个重要补充部分，我们有必要对备份系统的构建进行说明。通常，备份系统是一个软、硬件集成在一起的系统，一般包括备份软件、备份客户机、备份服务器和自动磁带库4个部分，随着光纤通道技术在存储系统中的广泛应用，以及Storage Area Network（SAN）的出现，渐渐形成了LANFree Backup、Serverless Backup和ServerFree Backup的备份方式。

建立一套备份系统时，首先我们应该明确备份是为了什么？不同的信息系统对数据恢复的时间长短的要求是不一样的，一般可以分为两类，一类要求数据能够尽可能快的恢复，以保证信息系统能够尽快的正常使用。在这种情况下一个备份系统的数据恢复时间对于企业的业务连续是非常重要的。因为备份系统并不能保证业务的连续性，在数据恢复的过程中，停机的时间越短，企业的损失就越小。另一类是在数据丢失的情况下，停机时间的长短对企业不是最重要的，数据恢复的多少才是企业最关注的。在这种情况下，要求备份系统在备份过程中能够最大限度地保证数据的完整。

探寻发展趋势

最早的存储与备份是连在一起的，比如用计算机写了一篇文章，您肯定得存盘，以防丢失，这是最初级、最简单的存储和备份。之后出现了磁带机，在服务器上装8mm或4mm等不同容量的存储设备，进行大批量数据的备份。自此，存储设备开始流行，由于它只是通过服务器应用于企业局域网中，使用者必须依靠服务器得到他们想要的数据。如果服务器宕机或忙于其他的任务，人们只能等待。企业如果想得到更多的存储空间就得买更多的服务器。随着更多数据在网络上被阻塞事件的发生，人们开始寻找一条更快、更便宜且更易于管理的途径。

1．剖析SAN

随着网络的兴起与发展，几十GB、几百GB的大型磁带库不断涌现，进而网络存储浮出水面。然而，从传统角度看，大多数存储都依附于计算机系统，即无论是单个磁盘还是磁盘阵列，都需要同时依附特定的操作系统和平台。当数据量呈指数增长时（这在网络系统中是很平常的），独立的存储系统将造成数据共享和处理上的混乱。理想的状况是: 网络用户无须知道数据存储的具体形式，既便在使用外部大型存储系统时，也如同使用PC机上的驱动器一样简单; 而且，用户无论通过何种平台和系统，都可以访问到一致的数据与信息。

于是，SAN应运而生，并随着企业数据量的迅猛增长而得到发展。各个存储设备生产商在积极进行产品研发的过程中，不断提出各自的企业存储应用解决方案，凭借自己独特的技术占领更多的市场。

不过，有些存储提供商认为，就目前的SAN技术而言，其实现的层次较低，大多还停留在连接层和管理层。但由于各存储厂商所推崇的存储体系结构的规划都来自市场和用户的需求，相信随着存储市场需求的继续扩大，用户的存储意识会不断得到加强，不久以后，这种技术也会如其他IT技术一样，在企业用户中普及开来。

SAN的发展离不开软件的支持，无论是LANFree还是ServerFree等，最重要的是SAN中所用的软件能够让众多数据流不通过网络（而是通过光纤通道）传输数据，并达到100％共享文件系统的目的。共享文件系统在存储技术中至关重要，大家可以设想，保护数据时只做到共享设备（共享某个存储区域）将意味着每个服务器都要管理自己独有的文件系统，与其他服务器交流信息将变得非常复杂，特别是在做数据更新时，人们需要把所有服务器文件系统里的数据同时进行更新，其后果是导致其他业务中止，这与业务运作过程所要求的连续性产生矛盾。但如果软件具有支持文件共享的特性，即所有服务器中的文件都可以共享，当某个文件被改动时，相应的文件也都会被改动，这样网络服务质量及工作效率会大为提高。虽然共享文件系统好处多多，但目前能够做到的少之又少。

据悉，2～3年以前，美国有3家公司成功实现了文件系统共享的技术，其中一个（已被HP收购）不仅可以实现文件系统共享，还能实现跨平台共享。换句话说，一个基于Solaris平台的Sun服务器可以看到NTFS的信息，但其中大量数据的传输不是通过网络而是光纤通道，因此大大提高了网络应用效率。VERITAS是一家研发支持SAN软件非常成功的厂商，它在2000年推出一条新的产品线，名为SAN Power，其中包括一个产品是SAN Director，也可以实现跨平台文件系统共享。由此可以看出，软件厂商们都希望借助一种崭新应用方式把SAN硬件体系的最佳性能发挥出来。有位存储服务提供商预测，由于硬件体系结构已经非常成熟，未来，厂商在存储领域更为关注与努力研发的是软件，而不再是硬件。然而，单单靠一种软件很难解决存储的所有问题，用户需要的实际上是一套全面而完善的系统存储方案。

2．NAS异军突起

在当前的存储领域中，除SAN之外，还有一种备受青睐的存储技术——NAS， 它是一种将数据存储设备直接安装到现有LAN上，且不需要多任务防火墙服务器的存储技术。NAS的主要优点在于它的低价位和易于安装。Network Appliance公司是NAS技术应用的倡导者。根据IDC的调查数据表明，这家公司的增长速度非常迅猛，它的季度收入比前一年同期增长了124%，这表明NAS技术应用前景光明，发展势头强劲。

虽然企业存储领域中大多数人认为存在SAN和NAS两种技术，但也有人推崇DAS和NAS的说法。其实，DAS与SAN没有本质的区别，都是可以把数据通过光纤通道或都I/O通道交给服务器。目前有许多厂商倾向存储朝着SAN和NAS两个方向发展的趋势。那为什么会有NAS存在呢，因为SAN有缺点，即不能共享文件系统，而NAS恰恰是最廉价的共享文件系统的解决方案，因为它可同时支持Unix File Server（NFS）和Microsoft File Server（CIFS）。

IDC认为: NAS市场将以每年64%的速度增长，SAN却只有42%（SAN市场是NAS市场的2倍多）。据不完全统计，到2000年年底，有10Gb的以太网帮助NAS暂时在速度上超过SAN。

3．两条腿走路

根据有关分析家预测：EMC公司在未来至少5年的时间里年增长率会超过30%，与此同时，Network Appliance每年的利润增长也将超过50%。从而我们可以得出一个论断: SAN和NAS保持的是一种相互补充、相互服务的关系，而并非直接的竞争对手。就在2个多月以前，EMC在网上向全球发布了其融合NAS与SAN技术的新品Celerra/SE和HighRead。Celerra/SE解决了大数据包传送的时速问题，可以使数据传输速度提高3～4倍。

Celerra/SE是基于SAN环境的、为文件共享服务器和客户端提供数据的新产品，数据可以通过SAN传输，不一定通过存储设备Celerra/SE传输，采用哪种方式传输依赖于所传输数据量的大小。HighRead是与Celerra/SE配合使用的软件产品，用于辨别数据量，推选传送方式。当所存储的数据是小型数据时，系统将采用NAS技术将数据从IP网络经Celerra传输；如果是大型数据，系统会采用SAN技术传输，从而节省大量的传输时间。

另悉，美国Qwest软件公司正致力于真实数据的复制技术，这是一种在紧急状态下保护数据的更可靠技术，通过数据镜像来实现，据悉，EMC和Network Appliance现在还无法实现这种技术。

4．与网络捆绑

事实上，伴随网络的突飞猛进，存储技术紧紧跟进，而且功能不断扩大。前不久，VERITAS公司推出一个Netbackup professional软件，它可以让用户通过Internet进行数据备份，为移动用户等小型客户端提供类似个人信息的存储与备份，即把局域网存储推广到Internet上去。因此，无线网络的发展有可能带动新一轮的存储革命。或许可以说，网络引发了存储技术的变革，也让存储盘根错节地依附于其上，并随之进步而推陈出新。

从国外存储技术所走的路程来看，存储最终会走向IDC，彻底改变服务方式。到那时，企业不必关心数据的安全性，而是全权由IDC或ASP负责，并由它们为企业营造可靠、稳固及可伸缩的理想空间，企业则将把重心投放到自身业务发展上。

主要存储与备份设备小释

磁盘阵列

磁盘阵列是将多个类型、容量、接口甚至品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列，使其能以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据。

光盘塔

光盘塔由几台或十几台CD ROM驱动器并联构成，通过软件控制某台光驱的读写操作，使之按照人们的要求自动读取信息。

光盘库

光盘库是一种可存放几十张或几百张光盘、并带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜，其机械结构比较复杂，但库容量较大。

磁带库

磁带库是一种可将多台磁带机整合到一个封闭机构中的箱式磁带备份设备，一般由数台磁带机、机械手和10到数十盒磁带构成，并可由机械手手臂自动实现磁带拆卸和装填，存储容量可达到数百BP。

磁带机的选择原则

对于本地备份，尤其是在一些小的网络或单机上，用户往往从成本角度考虑，会选择单个磁带机来完成备份操作。对于单个磁带机的选择，这里给出一些最基本的原则。

1．磁带机的选择原则之一: 单盘磁带的容量必须大于或等于所需要备份的硬盘容量之和。

2．磁带机的选择原则之二: 磁带机本身的性能必须满足备份窗口的要求。

3．磁带机的备份原则: 至少保留一盘全系统备份的磁带。也就是说，在我们准备清掉一盘全系统备份的磁带前，一定要确认检查您是否还有全系统备份的磁带。

小览备份技术

逐个文件的备份

它是最流行的一种备份方法。备份时，通过操作系统，打开文件，读取文件，写入磁带，然后关闭文件，实现数据备份。因为通过操作系统，占用较多的系统资源，而且在大量小文件的备份情况下性能很差。虽然如此，它仍是一种最经济的备份方法。

映像备份

它在备份时不以文件为单位，而是直接针对磁盘或驱动器，直接按扇区或簇读取数据，由于跳过了操作系统，具有较高的备份性能。但大部分软件均建议或要求在做映像备份时，不要去访问该磁盘。

集中管理和控制

针对网络上的多个备份设备，可以从一台机器上直接加以管理和控制。这对于大型网络的备份是非常有必要的。

推技术

推技术是一种代理程序，它安装在需要备份的客户机上，按照备份服务器的要求，代理程序产生需要备份文件的列表，将这些文件进行打包压缩，送到备份服务器上。它代理了一部分备份服务器的工作，提高了网络备份的效率。

RAIT(Redundant Array of Inexpensive Tape)

将多个相同的磁带驱动器做成一个阵列，既可以提高备份性能，又可以提高磁带的容错性。

并行流技术

并行流技术指在同一个备份服务器上连接了多个备份设备，同时也提交多个备份任务，它们分别针对不同的磁带设备。这样可以达到并行操作。但它不像RAIT技术那样具备容错的功能。

DAS

即直接连接存储（Direct Attachment Storage，DAS）或服务器直连存储。DAS数据存储设备直接挂接在各种服务器或客户端扩展接口下，服务器通过I/O通道服务来直接访问DAS中的数据。DAS本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统，而应用服务器本身的操作系统与第三方应用软件挂接，使得DAS设备的价格相对比较便宜。

SAN

即存储局域网(Storage Area Network，SAN)。SAN是独立于服务器网络系统之外几乎拥有无限存储的高速存储网络，它以光纤通道作为传输媒体，以光纤通道和SCSI的应用协议作为存储访问协议，将存储子系统网络化。

光纤通道技术具有带宽高、误码率低和距离长等特点，特别适合于海量数据传输领域，所以被应用于主机和存储器间的连接通道和组网技术中。

NAS

即网络挂接存储（Network Attachment Storage，NAS）。这种技术可以满足无专用直接连接存储设备的主机存储需要。由于NAS具有协议公开、操作简单和适应范围广的特点，特别是在以文件处理为基础的多用户网络计算环境中，NAS更以其良好的扩展能力成为重要的存储手段。

NAS主要由基础网络设施和具有网络共享能力的智能网络存储服务器构成。基础网络设施可以和主机应用共享企业网，这种网络基于TCP/IP协议，由路由器和交换机构成。智能网络存储服务器主要有两类。一类是带有直接连接存储的通用服务器，运行NFS和CIFS等网络共享协议，并通过网络端口将通用服务器连到网上。另一类是为智能磁盘阵列配置前置机，前置机运行专门的实时数据存取操作系统，而该操作系统专门运行NFS和CIFS等网络共享协议。