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數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)2一、數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)從底層來分,數(shù)據(jù)保護(hù)可以分為文件級保護(hù)塊級保護(hù)數(shù)據(jù)保護(hù)3一、數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)文件級備份文件級備份:將磁盤上所有文件通過調(diào)用文件系統(tǒng)接口備份到另一個介質(zhì)上。也就是把數(shù)據(jù)以文件形式讀出,然后存儲在另一個介質(zhì)上面。此時備份軟件只能感知到文件這一層。我們知道一般來說,文件在原來的介質(zhì)上,可以是不連續(xù)存放的,通過文件系統(tǒng)來管理和訪問。當(dāng)備份到新的介質(zhì)上以后,文件完全可以連續(xù)存放。正因為如此,沒有必要備份元數(shù)據(jù),因為利用新介質(zhì)進(jìn)行恢復(fù)的時候,反正會重構(gòu)文件系統(tǒng)。4一、數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)塊級備份塊級備份就是不管塊上是否有數(shù)據(jù),不考慮文件系統(tǒng)的邏輯,備份塊設(shè)備上的每個塊。這樣好處是不通過調(diào)用文件系統(tǒng)接口,速度更快,缺點的是備份的時候會把所有的塊復(fù)制一遍,但是實際上很多扇區(qū)的數(shù)據(jù)是不對應(yīng)真實文件的,也就是會備份很多僵尸扇區(qū)。而且備份之后,原來不連續(xù)的文件一樣是不連續(xù)的文件,有很多的碎片。5二、高級數(shù)據(jù)保護(hù)遠(yuǎn)程文件復(fù)制遠(yuǎn)程文件復(fù)制:通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)疆惖厝轂?zāi)點。典型的代表是rsync異步遠(yuǎn)程文件同步軟件??梢员O(jiān)視文件系統(tǒng)的動作,將文件的變化,同步到異地站點。增量復(fù)制。6二、高級數(shù)據(jù)保護(hù)遠(yuǎn)程卷鏡像這是基于塊的遠(yuǎn)程備份。與遠(yuǎn)程文件復(fù)制不同的地方在于,是把塊數(shù)據(jù)備份到異地站點。又可以分為同步和異步復(fù)制。同步復(fù)制:必須等數(shù)據(jù)復(fù)制到異地站點以后,才通報上層IO成功消息異步復(fù)制:寫入成功即可回復(fù)成功,然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)疆惖?。不能保證一致性,但是上層響應(yīng)快。基于塊的備份措施,一般都是在底層設(shè)備上進(jìn)行,不耗費主機(jī)資源。7二、高級數(shù)據(jù)保護(hù)RAID存取數(shù)據(jù)的基本方式遠(yuǎn)程鏡像確實是對生產(chǎn)數(shù)據(jù)一種非常好的保護(hù),但是需要鏡像卷一直在線,主卷有寫IO,那么鏡像卷也需要有寫IO。如果想對鏡像卷進(jìn)行備份,需要將停止主卷的讀寫,然后將兩個卷的鏡像關(guān)系分離。所以當(dāng)恢復(fù)主卷的IO的時候,鏡像卷不會再被讀寫。然后才可以備份鏡像卷的數(shù)據(jù)。這樣會存在一個問題,主卷上還繼續(xù)有IO,將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)與備份的鏡像不一致。所以主卷上所有的寫IO動作,會以位圖bitmap方式記錄下來,bitmap上的每個位表示卷上的一個塊,0表示未寫入,1表示已寫入,所以當(dāng)拆分鏡像以后,被寫入了數(shù)據(jù),程序?qū)itmap文件對應(yīng)位從0變?yōu)?。備份完成以后,再做數(shù)據(jù)同步即可??梢钥闯錾鲜鲞^程比較的繁瑣,而且需要占用一塊和主卷一樣大小的鏡像卷??煺占夹g(shù)就是為了解決這種問題,其基本思想是抓取某一時間點磁盤卷上的所有數(shù)據(jù)。8三、快照文件系統(tǒng)管理的精髓:鏈表、B樹、位圖,也就是元數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)將扇區(qū)組合成更大的邏輯塊來降低管理規(guī)模。NTFS最大塊可以到4KB,也就是8個扇區(qū)一組一個簇(Block),這樣可以減少管理成本。文件系統(tǒng)會創(chuàng)建所管理存儲空間上所有簇的位圖文件。每個位代表卷上的簇(或者物理扇區(qū))是否被使用,如果被使用,則置1。文件系統(tǒng)保存一份文件和其對應(yīng)簇號的映射鏈。因為映射鏈本身和簇位圖也是文件,也有自己的映射鏈,所以針對重要的元數(shù)據(jù),有一個固定的入口:rootinode基于文件系統(tǒng)的快照9三、快照寫入新數(shù)據(jù)查找簇位圖,找位值為0的簇號,計算所需空間,分配簇號給文件將數(shù)據(jù)寫入簇,再去文件——簇號映射圖更新將對應(yīng)的簇映射關(guān)系記錄下來,到簇位圖將對應(yīng)位置改為1.刪除數(shù)據(jù)直接在簇號映射鏈中抹掉,簇位圖對應(yīng)簇改為0可以看出刪除數(shù)據(jù)實際上不會抹掉實際的數(shù)據(jù)?;谖募到y(tǒng)的快照10三、快照基于物理卷的快照基于物理卷的快照比文件系統(tǒng)快照要簡單得多。因為LUN一般在底層磁盤上是恒定的,不像文件系統(tǒng)一樣可以隨機(jī)細(xì)粒度的分布。所以可以認(rèn)為LUN的元數(shù)據(jù)就是在底層磁盤的起始和結(jié)束地址這樣在快照的時候,需要復(fù)制的元數(shù)據(jù)就更少了,但是完成了以后,需要按照一定粒度來做CoFW或者RoFW,還需要記錄更多數(shù)據(jù)映射指針,就比較難受了。對于實現(xiàn)了塊級虛擬化的系統(tǒng)如NetApp,XIV,3PAR等,它們的LUN在底層位置是不固定的,LUN就相當(dāng)于一個文件,存在元數(shù)據(jù)鏈來進(jìn)
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