為了防止服務器/主機的硬件損毀導致服務中斷,通常運用雙機熱備或集群系統。
同樣地,數據復制(如異地容災)是指在備用存儲設備中保存業務數據的副本,如果存儲硬件損毀,能迅速使用副本延續數據服務。
但復制生成的副本同樣保留的是數據的當前最終狀態,數據本身依然是“單點”的,對于人為誤刪/破壞,系統運營沖突,軟件環境出錯等引起的數據錯誤無可奈何。
上述數據管理風險的唯一保護方式是數據備份。
只有離線備份方才構成真正的數據保險
數據管理風險均源自業務數據的“在線”,即暴露于操作系統,而操作系統是不安全的:
- 美國國家計算機安全橘皮書(Trusted Computer System Evaluation Criteria)指出,廣泛使用的商用操作系統,如Windows系列、各類Unix、Linux等等,均屬于中等安全的C1或C2級別;
- 操作系統的不安全性直觀上很容易理解:操作系統的目標是靈活易用,必須允許應用程序或用戶可以便利地對數據和文件進行任何操作,包括添加、刪除、修改等等。這一便利性的代價恰恰是安全性:應用軟件Bug,程序運行沖突,人為有意或無意誤操作、病毒破壞等等,均可能導致操作系統能夠訪問到的數據被破壞。
與保護重要物品的方法是鎖入保險柜類似,備份數據須采用與在線應用端隔離(即數據離線)的方式保存,才能真正達到數據保護的效果。
機械磁帶庫之所以能成為備份的主要選擇,技術原因即是其滿足備份數據必須離線的要求。
相比之下,早期的磁盤備份方案(直接使用備份軟件的磁盤備份模塊),由于備份數據與在線存儲的數據應用安全性相同,均暴露在操作系統之下,故須盡快將備份磁盤中的備份數據遷移到機械磁帶庫,以保證備份數據的離線級安全。由于備份磁盤不具備獨立的終存能力,此類D2D2T(Disk to Disk to Tape)方案較直接使用機械磁帶庫并無實質性革新。

獨立虛擬磁帶庫是高端備份設備主流
長期以來,備份硬件主要采用機械磁帶庫,主要是單位容量成本低廉。隨著SATA磁盤的單位容量價格逐漸降低至與磁帶相當的水平(Source:INSIC),磁盤備份在美國等先進市場已成為備份技術的主流:
Strategic Research Corporation統計表明,美國市場基于磁盤的備份已經超過基于磁帶的備份,成為市場主流;
著名市場調查機構Gartner指出,世界范圍內磁帶驅動器銷量已連續三年下滑;
專業市場調查公司Taneja Group更于2004年預測,未來18個月當中,85%到100%的企業都將從傳統的磁帶備份轉向磁盤備份。
進入2005年后,各傳統機械磁帶庫廠商也開始在中國市場大力推廣基于磁盤的虛擬磁帶庫,作為其既有產品系統的高端補充,EMC等傳統磁盤廠家也紛紛加入這一陣營。
推薦采用純硬件虛擬磁帶庫——高安全,高性能、免維護、低消耗
作為引發虛擬磁帶技術革命的專業廠家,Ultera Systems, Inc.的純硬件Mirage™虛擬磁帶庫2002年于Comdex技術博覽會甫一推出,即引起了美、日專業界的轟動,被贊譽為“An Ultimate Approach in Solving Backup Problems”(解決備份難題的終極之路)。
與基于軟件的虛擬磁帶庫相比,純硬件的Mirage™具備下列明顯優勢:
- 高安全:備份數據不再暴露于任何操作系統,徹底消除了病毒、系統崩潰、偶發尋址錯誤、代碼沖突等對備份磁盤上數據的威脅,實現了離線級的備份安全性;
- 高性能:無File System Overhead,體現為單通道可支持135MB/s以上數據傳輸速度(接近磁盤硬件極限);
- 免維護:免疫磁盤碎片等操作系統下磁盤應用痼疾,保障性能持續性;
- 低消耗:磁盤負荷僅為操作系統下磁盤應用的百分之幾,大幅降低磁盤消耗量。
純硬件對項目應用的意義綜述
具體到單獨的備份項目的特點,與軟件虛擬帶庫方案相比,Mirage™純硬件虛擬磁帶庫可為用戶帶來如下的額外收益:
祛除安全隱患,銳減備份失效風險
軟件虛擬帶庫方案中的備份磁盤暴露于備份服務器的操作系統,備份數據基于文件形式保存,各種數據管理風險均可能破壞備份磁盤上的數據,因此備份磁盤通常只作為機械磁帶庫的“緩存”,須盡快將備份數據遷移到磁帶。
使用磁盤緩存,解決了機械磁帶庫的備份流產問題,但數據恢復仍然是從機械磁帶庫進行,用戶更關心的備份失效風險和恢復能力差的問題猶在。
Mirage純硬件虛擬磁帶庫完全避免了操作系統,其所有磁盤控制與運算均通過純硬件邏輯電路完成(其所含“固件”,或稱“firmware”,僅僅用于提供系統對設備的識別接口),徹底去除了上述磁盤緩存的應用安全隱患,可直接作為終存設備取代機械磁帶庫,且使用容錯磁盤介質代替串行磁帶組,銳減備份失效風險。
實用性能高出2倍以上,同時保障性能的可持續性
Mirage通過專利Data Path Control Logic,以byte-to-byte(流制式)向裸磁盤書寫裸數據,徹底避免了控制系統帶來的帶寬損耗,使得數據傳輸效率得已趨近硬件極限。
軟件虛擬帶庫方案中的磁盤緩存,控制與讀寫基于備份服務器的操作系統,無法徹底避免文件系統的帶寬損益(File System Overhead),典型體現為:
- 對于設計資料這樣的中、小文件時,備份速度只及同級Mirage™的一半或更低
- 恢復數據時,機械磁帶庫需經歷抓帶、加載、定位等機械動作,等待時間長
- 無法避免磁盤碎片,磁盤損耗亦較Mirage™高出許多,造成額外用戶維護負擔
免除運維壓力,可經濟實現災難備份自動化
軟件虛擬帶庫方案通常仍須采用磁帶庫,而機械磁帶庫由非封閉機械系統/介質構成,維護需求高,灰塵、潮濕等更會導致故障率不可預期,一般只能置于條件優良的主機房,需要做災難備份時,管理員只能被迫每天從磁帶庫中手工出庫磁帶,搬移至另一棟樓中。
Mirage虛擬磁帶庫為全封閉電子設備,維護量低于普通服務器硬件,可直接放置在網絡可達的任意遠端,在不增加任何成本的前提下,實現災備自動化。
事實上,軟件磁盤陣列逐漸淡化退出市場,早已為純硬件外設的應用優勢提供了最好的實例佐證。


