計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)修訂本第10章

1、2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)第10章 數(shù)據(jù)安全 本章主要介紹：1.數(shù)據(jù)完整性 2.容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余3.網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介 數(shù)據(jù)完整性這一術(shù)語用來泛指與損壞和丟失相對(duì)的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，它通常表明數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性是可以信賴的，同時(shí)也意味著數(shù)據(jù)有可能是無效的或不完整的。數(shù)據(jù)完整性包括數(shù)據(jù)地正確性、有效性和一致性。（1）正確性。數(shù)據(jù)在輸入時(shí)要保證其輸入值與定義這個(gè)表相應(yīng)的域的類型一致。（2）有效性。在保證數(shù)據(jù)有效的前提下，系統(tǒng)還要約束數(shù)據(jù)的有效性。（3）一致性。當(dāng)不同的用戶使用數(shù)據(jù)庫時(shí)，應(yīng)該保證他們?nèi)〕龅臄?shù)據(jù)必須一致。 2

2、022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介10.1.1 數(shù)據(jù)完整性影響數(shù)據(jù)完整性的因素主要有五種：硬件故障、網(wǎng)絡(luò)故障、邏輯問題、意外的災(zāi)難性事件和人為的因素1硬件故障常見的影響數(shù)據(jù)完整性的硬件故障有：（1）磁盤故障；（2）I/O控制器故障；（3）電源故障；（4）存儲(chǔ)器故障；（5）介質(zhì)、設(shè)備和其它備份的故障；（6）芯片和主板故障。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介2網(wǎng)絡(luò)故障（1）網(wǎng)絡(luò)接口卡和驅(qū)動(dòng)程序的問題。（2）網(wǎng)絡(luò)連接上的問題。（3）輻射問題。3邏輯問題（1）軟件錯(cuò)誤；（2）文件損壞；（3）數(shù)據(jù)交換錯(cuò)誤；（4）容量錯(cuò)誤；（5）不恰當(dāng)

3、的需求；（6）操作系統(tǒng)錯(cuò)誤。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介4災(zāi)難性事件（1）火災(zāi)；（2）水災(zāi)；（3）風(fēng)暴龍卷風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)雪等；（4）工業(yè)事故；（5）蓄意破壞/恐怖活動(dòng)。5人為因素（1）意外事故；（2）缺乏經(jīng)驗(yàn)；（3）壓力/恐慌；（4）通信不暢；（5）蓄意的報(bào)復(fù)破壞和竊取。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介10.1.2 提高數(shù)據(jù)完整性的辦法解決辦法有兩個(gè)方面的內(nèi)容。首先，采用預(yù)防性的技術(shù)，防范危及數(shù)據(jù)完整性的事件的發(fā)生；其次，一旦數(shù)據(jù)的完整性受到損壞時(shí)采取有效的恢復(fù)手段，恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。下面所列出的是一些恢復(fù)數(shù)據(jù)完

4、整性和防止數(shù)據(jù)丟失的方法：備份、鏡像技術(shù)、歸檔、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、分級(jí)存儲(chǔ)管理、奇偶檢驗(yàn)、災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃、故障發(fā)生前的預(yù)前分析和電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)。備份是用來恢復(fù)出錯(cuò)系統(tǒng)或防止數(shù)據(jù)丟失的一種最常用的辦法。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介鏡像技術(shù)是物理上的鏡像原理在計(jì)算機(jī)技術(shù)上的具體應(yīng)用，它所指的是將數(shù)據(jù)原樣從一臺(tái)計(jì)算機(jī)（或服務(wù)器）上拷貝到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)（或服務(wù)器）上。鏡像技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具體執(zhí)行時(shí)一般有兩種方法：（1）邏輯地將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)按段拷貝到網(wǎng)絡(luò)中的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上；（2）嚴(yán)格地在物理層上進(jìn)行，例如建立磁盤驅(qū)動(dòng)器、IO驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和整個(gè)機(jī)器的鏡

5、像。歸檔有兩層意思，其一，把文件從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的在線存儲(chǔ)器上復(fù)制到磁帶或光學(xué)介質(zhì)上以便長(zhǎng)期保存；其二，在文件復(fù)制的同時(shí)刪除舊文件，使網(wǎng)絡(luò)上的剩余存儲(chǔ)空間變大一些。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介轉(zhuǎn)儲(chǔ)是指將那些用來恢復(fù)的磁帶中地?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到其它地方的。分級(jí)存儲(chǔ)管理與歸檔很相似，它是一種能將軟件從在線存儲(chǔ)器上歸檔到靠近在線存儲(chǔ)上的自動(dòng)系統(tǒng)，也可以進(jìn)行相反的過程。 奇偶校驗(yàn)提供一種監(jiān)視的機(jī)制來保證不可預(yù)測(cè)的內(nèi)存錯(cuò)誤，防止服務(wù)器出錯(cuò)以至造成數(shù)據(jù)完整性的喪失。災(zāi)難給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來的破壞是巨大的，而災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃是在廢墟上如何重建系統(tǒng)的指導(dǎo)性文件。 2022/7/29

6、6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.1 數(shù)據(jù)完整性簡(jiǎn)介故障前預(yù)兆分析是根據(jù)部件的老化或不斷出錯(cuò)所進(jìn)行的分析。因?yàn)椴考睦匣驌p壞需要有一個(gè)過程，在這個(gè)過程中，出錯(cuò)的次數(shù)不斷增加，設(shè)備的動(dòng)作也開始變得有點(diǎn)奇怪。因此，通過分析可判斷問題的結(jié)癥，以便作好排除的準(zhǔn)備。使用電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這里所說的電源指的是不間斷電源，它是一個(gè)完整的服務(wù)器系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)系統(tǒng)失去電力供應(yīng)時(shí)，這種后援的系統(tǒng)開始運(yùn)作，從而保證系統(tǒng)的正常工作。電源調(diào)節(jié)還為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供恒定平衡的電壓。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余 要提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的可用性應(yīng)當(dāng)配置容錯(cuò)和冗余部件來減少它們的不可用時(shí)間。

7、當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，這些冗余配置的部件就可以介入并承擔(dān)故障部件的工作。10.2.1 容錯(cuò)技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展性能、價(jià)格和可靠性是評(píng)價(jià)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三大要素，為了提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高可靠性，人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究總結(jié)了兩種方法。一種叫做避錯(cuò)，試圖構(gòu)造一個(gè)不包含故障的“完美”的系統(tǒng)，其手段是采用正確的設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制盡量避免把故障引進(jìn)系統(tǒng)。第二種方法叫容錯(cuò)，所謂容錯(cuò)是指當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)某些指定的硬件或軟件的錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)仍能執(zhí)行規(guī)定的一組程序。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)可靠性變得越來越重要。其主要原因如下：（1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的提高，使系統(tǒng)

8、的復(fù)雜性增加，服務(wù)器主頻的加快，將導(dǎo)致系統(tǒng)更容易出錯(cuò)，為此，必須進(jìn)行精心的可靠性設(shè)計(jì)。（2）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的環(huán)境已不再局限于機(jī)房，這使系統(tǒng)更容易出錯(cuò)，因此，系統(tǒng)必須具有抗惡劣環(huán)境的能力。（3）網(wǎng)絡(luò)已走向社會(huì)，使用的人也不再是專業(yè)人員，這要求系統(tǒng)能夠容許各種操作錯(cuò)誤。（4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件成本日益降低，維護(hù)成本相對(duì)增高，則需要提高系統(tǒng)的可靠性以降低維護(hù)成本。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余容錯(cuò)技術(shù)將向如下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）隨著VLSI線路復(fù)雜性增高，故障埋藏深度增加，芯片容錯(cuò)將應(yīng)運(yùn)而生。（2）由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，容錯(cuò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將利用網(wǎng)絡(luò)的研究，在網(wǎng)絡(luò)中注入全局

9、管理、并行操作、自治控制、冗余和錯(cuò)誤處理是研究高性能、高可靠性的分布式容錯(cuò)系統(tǒng)的途徑。（3）對(duì)軟件可靠性技術(shù)將進(jìn)行更多的研究。（4）在容錯(cuò)性能評(píng)價(jià)方面，分析法和實(shí)驗(yàn)法并重。（5）在理論方面將提出一套容錯(cuò)系統(tǒng)的綜合方法。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余10.2.2 容錯(cuò)系統(tǒng)的分類從容錯(cuò)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，可以將容錯(cuò)系統(tǒng)分成五種不同的類型。 （1）高可用度系統(tǒng)。（2）長(zhǎng)壽命系統(tǒng)。 （3）延遲維修系統(tǒng)。 （4）高性能計(jì)算系統(tǒng)。 （5）關(guān)鍵任務(wù)計(jì)算系統(tǒng)。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余10.2.3 容錯(cuò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 1空

10、閑備件“空閑備件”，其字面上的意思是系統(tǒng)中配置一個(gè)處于空閑狀態(tài)的備用部件。 2負(fù)載平衡負(fù)載平衡是另一種提供容錯(cuò)的途徑，在具體的實(shí)現(xiàn)時(shí)使用兩個(gè)部件共同承擔(dān)一項(xiàng)任務(wù)，一旦其中的一個(gè)部件出現(xiàn)故障，另一個(gè)部件立即將原來有兩個(gè)部件負(fù)擔(dān)的任務(wù)全部承擔(dān)下來 。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余3鏡像 在鏡像技術(shù)中，兩個(gè)部件執(zhí)行完全相同的工作，如果其中的一個(gè)出現(xiàn)故障，另一個(gè)系統(tǒng)則繼續(xù)工作。在鏡像技術(shù)中，要求兩個(gè)系統(tǒng)完全相同，而且二個(gè)系統(tǒng)都完成一個(gè)任務(wù)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)將其識(shí)別出來并切換到單個(gè)系統(tǒng)操作狀態(tài)。 4復(fù)現(xiàn)復(fù)現(xiàn)又稱延遲鏡像，它是鏡像技術(shù)的一種變種。在復(fù)現(xiàn)技術(shù)中，需要

11、有兩個(gè)系統(tǒng)：輔助系統(tǒng)和原系統(tǒng)，而且，輔助系統(tǒng)從原系統(tǒng)中接收數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)的接收存在一定的延時(shí)。當(dāng)原系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，輔助系統(tǒng)就接替原系統(tǒng)的工作。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余5冗余系統(tǒng)配件在系統(tǒng)中重復(fù)配置一些關(guān)鍵的部件可以增強(qiáng)故障的容錯(cuò)性。被重復(fù)配置的部件通常有如下幾種：主處理器、電源和I/O設(shè)備和通道。6存儲(chǔ)系統(tǒng)的冗余存儲(chǔ)子系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最易發(fā)生故障的部分。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)冗余的最為流行的幾種方法是：磁盤鏡像、磁盤雙聯(lián)和RAID。（1）磁盤鏡像磁盤鏡像時(shí)兩個(gè)磁盤的格式需相同，即主磁盤和輔助磁盤的分區(qū)大小應(yīng)當(dāng)是一樣的。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)

12、絡(luò)安全基礎(chǔ)（2）磁盤雙聯(lián)在鏡像磁盤對(duì)中增加一個(gè)I/O控制器便稱為磁盤雙聯(lián)。它由于對(duì)I/O總線爭(zhēng)用次數(shù)的減少而提供了系統(tǒng)的性能。（3）RAID RAID（冗余磁盤陣列）是一種能夠在不經(jīng)歷任何故障時(shí)間的情況下更換正在出錯(cuò)的磁盤或已發(fā)生故障的磁盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)，它是保證磁盤子系統(tǒng)非故障時(shí)間的一條途徑。 RAID的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在其上面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)一個(gè)磁盤上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的速度。即數(shù)據(jù)能夠從RAID上較快地讀出來。 10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余10.2.4 網(wǎng)絡(luò)冗余在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中作為傳輸數(shù)據(jù)介質(zhì)的線路和其它的網(wǎng)絡(luò)連接部件，都必須有持續(xù)

13、正常運(yùn)行時(shí)間的備用途徑。1主干網(wǎng)的冗余主干網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)考慮容錯(cuò)性。網(wǎng)狀的主干拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、雙核心交換機(jī)、冗余的配線連接等，這些都是保證網(wǎng)絡(luò)中沒有單點(diǎn)故障的途徑。2開關(guān)控制設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，集線器、集中器或開關(guān)都用作網(wǎng)段開關(guān)設(shè)備。在這些網(wǎng)絡(luò)中，可以通過在設(shè)備之間提供輔助的高速連接來建立網(wǎng)絡(luò)冗余。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余3路由器 在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，如果服務(wù)器發(fā)生了故障需要啟動(dòng)備用房間里的服務(wù)器或備份中心的服務(wù)器，此時(shí)，用戶們?nèi)绾卧L問更換了地點(diǎn)的服務(wù)器呢？這種在用戶設(shè)備和服務(wù)器之間沒有直接的網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，可以通過改變路由器的設(shè)置，就可以用已有的線路建立連接

14、這些處于新位置的服務(wù)器。在極端的情況下，也可以移動(dòng)用戶設(shè)備，在電話和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商的幫助下，在新站點(diǎn)增加路由器以建立一個(gè)承擔(dān)用戶和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)流量的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)。4Pipes軟件 用來在提供冗余和容錯(cuò)服務(wù)的中間開發(fā)平臺(tái)上開發(fā)分布式應(yīng)用程序。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)備份實(shí)際上不僅僅是指網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)的文件備份，它實(shí)際上包含了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一套備份體系。主要包括如下幾個(gè)方面：（1）文件備份和恢復(fù)；（2）數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)；（3）系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)；（4）備份任務(wù)管理。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng) 10.3.1 備份

15、與恢復(fù)操作的種類對(duì)于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理員來說，備份和恢復(fù)是一項(xiàng)繁重的任務(wù)。而備份的最基本的一個(gè)問題是：為保證能恢復(fù)全部系統(tǒng)，需要備份多少以及何時(shí)進(jìn)行備份？1備份 備份包括全盤備份、增量備份、差別備份、按需備份和排除。全盤備份是將所有的文件寫入備份介質(zhì)。 增量備份指的是只備份那些上次備份之后已經(jīng)作過更改的文件，即備份已更新的文件。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng) 差別備份是對(duì)上次全盤備份之后更新過的所有文件的進(jìn)行備份的一種方法。差別備份的主要優(yōu)點(diǎn)是全部系統(tǒng)只需兩組磁帶就可以恢復(fù)最后一次全盤備份的磁帶和最后一次差別備份的磁帶。需備份是指在正常的備份安排之外額外進(jìn)行

16、的備份操作。按需備份也可以彌補(bǔ)冗余管理或長(zhǎng)期轉(zhuǎn)儲(chǔ)的日常備份的不足。排除不是一種備份的方法，它只是把不想備份的文件排除在需備份文件之外的一類方法。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng) 2恢復(fù)操作 恢復(fù)操作通?？梢苑殖扇缦氯悾喝P恢復(fù)、個(gè)別文件恢復(fù)和重定向恢復(fù)。（1）全盤恢復(fù)全盤恢復(fù)通常用在災(zāi)難事件發(fā)生之后或進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)和系統(tǒng)重組及合并時(shí)。（2）個(gè)別文件恢復(fù)通常，用戶需要存儲(chǔ)在介質(zhì)上的文件的最后一個(gè)版本，因?yàn)?，用戶剛剛弄壞了或刪除了該文件的在線版本。對(duì)于大多數(shù)的備份產(chǎn)品來說，這是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的操作，它們只需瀏覽備份數(shù)據(jù)庫或目錄，找到該文件，然后執(zhí)行一次恢復(fù)操作即

17、可達(dá)到恢復(fù)的目的。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（3）重定向恢復(fù)所謂的重定向恢復(fù)指的是將備份文件恢復(fù)到另一個(gè)不同位置或不同系統(tǒng)上去，而不是進(jìn)行備份操作時(shí)這些信息或數(shù)據(jù)所在的原來的位置。重定向恢復(fù)可以是全盤恢復(fù)或個(gè)別文件恢復(fù)。一般來說，恢復(fù)操作較備份操作容易出問題。備份操作只是將信息從磁盤上復(fù)制出來，而恢復(fù)操作需要在目標(biāo)系統(tǒng)上建立文件，在建立文件時(shí)，往往有許多別的東西可能會(huì)出錯(cuò)，其中包括容量限制、權(quán)限問題和文件被覆蓋等錯(cuò)誤。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)10.3.2 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)的組成 1網(wǎng)絡(luò)備份組成部件 網(wǎng)絡(luò)備份有如下

18、四種基本部件組成： 目標(biāo)。目標(biāo)是指被備份或恢復(fù)的任何系統(tǒng)。工具。工具是執(zhí)行備份任務(wù)（如把數(shù)據(jù)從目標(biāo)復(fù)制到磁帶上）的系統(tǒng)。設(shè)備。設(shè)備通常指將數(shù)據(jù)寫到可移動(dòng)介質(zhì)上的存儲(chǔ)設(shè)備，一般指磁帶。SCSI 總線。SCSI 總線是指將設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)連接在一起的電纜和接頭。在局域網(wǎng)絡(luò)備份中，SCSI總線通常將設(shè)備和備份工具連接起來。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（1）基本的備份系統(tǒng) 基本的備份系統(tǒng)有兩種：獨(dú)立服務(wù)器備份和工作站備份。獨(dú)立的服務(wù)器備份是最簡(jiǎn)單的備份系統(tǒng)，它是將上面四種部件連在一起而構(gòu)成的。 獨(dú)立服務(wù)器備份系統(tǒng) 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)

19、10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)工作站備份方法是由獨(dú)立服務(wù)器備份演變過來的，它將工具、SCSI總線和設(shè)備移到網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)專用的工作站上。下圖所示的就是工作站備份。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（2）服務(wù)器到服務(wù)器的備份2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（3）專用網(wǎng)絡(luò)備份服務(wù)器2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)2備份系統(tǒng)的組成 物理主機(jī)系統(tǒng)；邏輯主機(jī)系統(tǒng)；I/O總線；外圍設(shè)備；設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件；備份存儲(chǔ)介質(zhì)；備份計(jì)劃；操作執(zhí)行；物理目標(biāo)系統(tǒng)；邏輯目標(biāo)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)連接；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；系統(tǒng)日志；系統(tǒng)監(jiān)控；系統(tǒng)管理。

20、上述這些備份的組成部分必須在一起工作才能組成一個(gè)可靠的系統(tǒng)。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（1）物理主機(jī)系統(tǒng) 物理主機(jī)系統(tǒng)是主要的備份機(jī)器。它可以是一個(gè)高性能的計(jì)算機(jī)，也可以是一臺(tái)Unix工作站，也可以是任何進(jìn)行備份的硬件。由于物理主機(jī)系統(tǒng)是一臺(tái)硬設(shè)備，其CPU和I/O總線都允許各不相同，因此，備份的性能會(huì)受到來自機(jī)器自身的限制。 （2）邏輯主機(jī)系統(tǒng) 邏輯主機(jī)系統(tǒng)實(shí)際上是在備份系統(tǒng)中服務(wù)的操作系統(tǒng)。OS根據(jù)其自己的結(jié)構(gòu)提供I/O功能。備份性能的好壞與操作系統(tǒng)有著很大的關(guān)系。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（3）I/O總

21、線 I/O總線是機(jī)器的內(nèi)部總線。內(nèi)部總線用于傳輸數(shù)據(jù)，而外部總錢用來連接存儲(chǔ)設(shè)備。 最常見的用于存儲(chǔ)設(shè)備連接的外部總線是SCSI。值得注意的是，大多數(shù)SCSI總線速度都超過系統(tǒng)總線速度。另一種外部總線是PCI，它是一種可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)。（4）外圍設(shè)備 外圍設(shè)備指的是磁帶驅(qū)動(dòng)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器和RAID系統(tǒng)等可以對(duì)其讀寫數(shù)據(jù)的設(shè)備。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（5）設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件 設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件用于控制設(shè)備運(yùn)行的方式。適配器的ASPI（Advanced SCSI Program Interface）是 PC網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。所

22、有的備份系統(tǒng)都支持ASPI。 不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可能對(duì)SCSI系統(tǒng)的性能和可靠性有極大的影響。（6）備份存儲(chǔ)介質(zhì) 備份系統(tǒng)中的存儲(chǔ)介質(zhì)主要指的是磁帶與光盤等。它們和對(duì)其進(jìn)行讀寫操作的設(shè)備實(shí)際是不可分的。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（7）備份計(jì)劃 備份計(jì)劃是決定每天備份時(shí)需要做什么，對(duì)什么數(shù)據(jù)進(jìn)行備份？（8）操作執(zhí)行者操作執(zhí)行者又稱為備份工具，它是一組備份操作的代碼，即在備份操作中負(fù)責(zé)大部分工作的程序，它的好壞直接影響著操作的效率，甚至影響到恢復(fù)操作。 （9）物理目標(biāo)系統(tǒng) 物理目標(biāo)系統(tǒng)是指將數(shù)據(jù)從其上備份走的機(jī)器。同備份主機(jī)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)一樣，目標(biāo)機(jī)器的

23、硬件平臺(tái)也能影響備份的性能。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（10）邏輯目標(biāo)系統(tǒng)邏輯目標(biāo)系統(tǒng)又稱代理，在上面運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。對(duì)備份而言，目標(biāo)的邏輯含義是對(duì)操作執(zhí)行者的要求作出一個(gè)響應(yīng)的代理。該代理的主要任務(wù)是將文件和其它的系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過某種方法提供給備份工具。 （11）網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)連接可以是路由器、網(wǎng)橋、開關(guān)、集線器、線纜或任何其它處于網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)之間的連接部件。當(dāng)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳遞的時(shí)候，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行并開始丟失數(shù)據(jù)包時(shí)就會(huì)發(fā)生一種常見的現(xiàn)象，其中包括文件損壞、失去目標(biāo)甚至?xí)斐蓚浞菹到y(tǒng)的故障。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)1

24、0.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（12）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括IPX/SPX、TCP/IP等。在網(wǎng)絡(luò)上通過何種協(xié)議實(shí)現(xiàn)什么服務(wù)，以及這些服務(wù)的可靠程度是需要考慮的，這也是局域網(wǎng)備份中存在的一個(gè)令人頭痛的問題之一，它有時(shí)會(huì)使備份的性能下降，甚至導(dǎo)致通信會(huì)話過程關(guān)閉或失敗，從而會(huì)引發(fā)備份系統(tǒng)難以預(yù)料的行為發(fā)生。（13）系統(tǒng)日志系統(tǒng)日志可以理解為一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件，它記錄了哪些文件被備份到哪個(gè)設(shè)備上去了，它們是什么時(shí)候被備份的，這些文件的系統(tǒng)屬性是什么，以及備份工具開發(fā)者認(rèn)為重要的任何信息的詳細(xì)記錄。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（14）系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控是一種管理員界面。在備份工

25、作進(jìn)行時(shí)，由于監(jiān)控程序需要在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)從而增加了網(wǎng)絡(luò)額外負(fù)載，導(dǎo)致備份系統(tǒng)性能的降低。因此，如果不需要對(duì)備份工作進(jìn)行監(jiān)控的話，最好把備份系統(tǒng)的監(jiān)控界面關(guān)閉。（15）系統(tǒng)管理隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，要求在網(wǎng)絡(luò)上觀察其備份系統(tǒng)的狀態(tài)變得越來越重要。因此，能完成這種功能網(wǎng)絡(luò)管理成了一種需求，以便能觀察到備份設(shè)備運(yùn)行的情況，提供備份的詳細(xì)信息。此外，也可以通過簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP來發(fā)現(xiàn)任何警告或其它問題。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)10.3.3 備份和恢復(fù)的設(shè)備與介質(zhì)備份系統(tǒng)中用于備份與恢復(fù)的介質(zhì)主要的有：磁帶介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì)。1磁帶介質(zhì) （1）具有較好

26、的磁化特性，容易在它上面讀寫數(shù)據(jù)；（2）磁帶上的數(shù)據(jù)不會(huì)被與之相鄰的同一磁帶上別的數(shù)據(jù)處于低強(qiáng)度磁場(chǎng)的影響；（3）磁帶的各層不能相互分開或出現(xiàn)剝落現(xiàn)象；（4）磁帶具有很好的抗拉強(qiáng)度，不容易被拉斷；（5）磁帶具有很好的柔軟度，這樣確保了通過磁帶機(jī)時(shí)可以卷得很緊并可以很容易地被彎曲。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)2光學(xué)介質(zhì) 光學(xué)介質(zhì)技術(shù)是將從介質(zhì)表面反射回來的激光識(shí)別成信息。光學(xué)介質(zhì)上的0和1以不同的方式反射激光，這樣光驅(qū)就可以向光軌上發(fā)射一束激光并檢測(cè)反射光的不同。 常見的光學(xué)介質(zhì)有：磁光盤和可讀 CD。磁光盤，或稱MO（Magnetic-Optical）

27、，是最好的持久性和耐磨性的一種介質(zhì)。它允許進(jìn)行非?？焖俚臄?shù)據(jù)隨機(jī)訪問，MO特別適合于分級(jí)存儲(chǔ)管理應(yīng)用。但由于MO的容量至今仍不能與磁帶相比，因此，它未被廣泛用于備份系統(tǒng)?？勺xCD，即CD-ROM，目前因?yàn)樗俣忍瓦M(jìn)行多進(jìn)程介質(zhì)寫入困難，目前還不能適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)備份的要求。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)3提高備份性能的技術(shù) 用于提高網(wǎng)絡(luò)備份性能的技術(shù)有：RAID技術(shù)、設(shè)備流、磁帶間隔和壓縮。（1）RAID技術(shù)磁帶是備份系統(tǒng)常用的一種設(shè)備介質(zhì)。磁帶在記錄磁頭上移動(dòng)所需的時(shí)間是一個(gè)瓶頸口，是影響備份速度的一個(gè)重要因素，而解決這類瓶頸問題的一種行之有效的辦法是采用

28、磁帶RAID系統(tǒng)。磁帶RAID的概念與磁盤RAID相類似，數(shù)據(jù)是“帶狀”通過多個(gè)磁帶設(shè)備的，因此，可以獲得特別快的傳輸速率。缺點(diǎn)是正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)就要對(duì)多臺(tái)磁帶設(shè)備進(jìn)行精確的定位和計(jì)時(shí)。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（2）設(shè)備流設(shè)備流指的是在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，磁帶驅(qū)動(dòng)器以最優(yōu)速度移動(dòng)磁帶時(shí)所處的狀態(tài)，只有磁帶驅(qū)動(dòng)器處在流狀態(tài)才能達(dá)到最佳的性能。顯然，這需要使磁帶RAID系統(tǒng)中的所有設(shè)備都處于流狀態(tài)下工作。（3）磁帶間隔 磁帶間隔將來自幾個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)連接在一起并寫入同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的同一盤磁帶上。這實(shí)際上是它將數(shù)據(jù)一起編寫在磁帶上。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)

29、網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（4）壓縮有內(nèi)置壓縮芯片的設(shè)備能夠提高備份的性能。這些設(shè)備在往介質(zhì)上寫數(shù)據(jù)時(shí)首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。對(duì)于PC LAN上的大多數(shù)數(shù)據(jù)來說，壓縮率可達(dá)到2:1，這就是說，設(shè)備的流速在壓縮數(shù)據(jù)時(shí)是不壓縮時(shí)兩倍。 也可以通過網(wǎng)絡(luò)自身的性能來提高備份的性能。在大型的備份系統(tǒng)中可采用SCSI控制器提高SCSI設(shè)備的運(yùn)行效率，但在SCSI主機(jī)適配器上安裝過多的設(shè)備反而影響其性能，通常所接的設(shè)備數(shù)不超過三個(gè)為妥。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)10.3.4 磁帶輪換磁帶輪換的主要功能是決定什么時(shí)候可以使用新的數(shù)據(jù)覆蓋磁帶上以前所備份的數(shù)據(jù)，或

30、反過來說，在哪一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的備份磁帶不能被覆蓋。例如，磁帶輪換策略規(guī)定每月最后一天的備份要求保存三個(gè)月，那么，磁帶輪換策略就可以幫助保證三個(gè)月過去之前數(shù)據(jù)不會(huì)被寫到這些磁帶上。磁帶輪換的另一個(gè)好處是能夠使用自動(dòng)裝帶系統(tǒng)。把自動(dòng)裝帶系統(tǒng)和磁帶輪換規(guī)則聯(lián)合起來使用可以減少由人為而引起的錯(cuò)誤，使得恢復(fù)操作變得可以預(yù)測(cè)。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)磁帶輪換主要的有如下幾種模式：（1）A/B輪換，在這種方式中，把一組磁帶分為 A、B兩組?！癆”在偶數(shù)日使用，“B”在奇數(shù)日使用，或反之。這種方式不能長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)。（2）每周輪換，這種方法每周換一次磁帶。這種方法當(dāng)數(shù)

31、據(jù)較少時(shí)很有效。（3）每日輪換，它要求每一天都得更換磁帶，即需要有七個(gè)標(biāo)明星期一到星期日的磁帶。這種方式，在聯(lián)合使用全盤備份和差別備份或增量備份時(shí)較有效。（4）每月輪換，它通常的實(shí)現(xiàn)方法是每月的開始進(jìn)行一次全盤備份，然后在該月余下的那些天里在其他的磁帶上作增量備份。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)（5）祖、父、孫輪換，它是前面所講的每日、每周、每月輪換的組合。（6）日歷規(guī)則輪換方法，它是按照日歷安排介質(zhì)的輪換。根據(jù)此方法，可以為每次操作設(shè)定數(shù)據(jù)保存的時(shí)間。（7）混合輪換，這是一種按需進(jìn)行的備份，作為日常備份的一種補(bǔ)充。（8）無限增量，該模式的方法只需做一次

32、全盤備份，也就是在第一次運(yùn)行該系統(tǒng)以后只需執(zhí)行增量備份。在恢復(fù)操作時(shí)，該系統(tǒng)能合并多次備份的數(shù)據(jù)并寫到其他更大的介質(zhì)上。這種模式要正常運(yùn)行就得用精確的數(shù)據(jù)庫操作。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)10.3.5 備份系統(tǒng)的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)備份實(shí)際上不僅僅是指網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)的文件備份，它實(shí)際上包含了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一套備份體系。 1系統(tǒng)現(xiàn)狀分析及備份要求系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析的內(nèi)容包括：（1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作平臺(tái)；（2）網(wǎng)絡(luò)所采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；（3）網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)；（4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及所選用的服務(wù)器等。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系

33、統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)的要求主要有：（1）備份的數(shù)據(jù)需要保留的時(shí)間；（2）對(duì)數(shù)據(jù)庫的備份是否要求在線備份；（3）對(duì)不同操作平臺(tái)服務(wù)器要求以低成本實(shí)現(xiàn)備份；（4）是否需要一套自動(dòng)恢復(fù)的機(jī)制；（5）對(duì)恢復(fù)時(shí)間的要求；（6）對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控程序運(yùn)行的要求；（7）對(duì)備份系統(tǒng)自動(dòng)化程度的要求；（8）對(duì)網(wǎng)絡(luò)前臺(tái)工作站信息備件要求；（9）說明現(xiàn)已采用的備份措施等。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)2備份方案的設(shè)計(jì)（l）備份軟件備份軟件的選擇對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的，它的選擇必須滿足用戶的全部需求。（2）備份介質(zhì)常見的備份介質(zhì)首選是磁帶，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況也可以考慮其它的介質(zhì)，

34、如磁光盤、可讀CD等。（3）日常備份制度如果決定采用磁帶作為備份的介質(zhì)，那么，可以根據(jù)“磁帶輪換”中所介紹的幾種模式，選擇其中的一種或幾種模式作為日常備份制度。 2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)3備份方案的實(shí)現(xiàn)備份方案的實(shí)現(xiàn)包括下列幾個(gè)方面：（1）安裝。包括應(yīng)用系統(tǒng)，備份軟件以及磁帶機(jī)的安裝；（2）制定日常備份策略；（3）文件備份；（4）數(shù)據(jù)庫備份；（5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)備份；（6）工作站內(nèi)容的備份。2022/7/29 6:48計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)10.3.6 備份的誤區(qū) 1為什么要備份 （1）電器的物理損壞，尤其是硬盤驅(qū)動(dòng)器的毀壞，使數(shù)據(jù)丟失；（2）人為的錯(cuò)誤偶然地刪除文件或重新格式化硬盤；（3）黑客通過遠(yuǎn)程侵入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失；（4）硬盤驅(qū)動(dòng)器或硬盤被病毒感染；