从传统磁带备份到新数据保护

经过千年虫、911等事件的教训后，数据备份已经成为企业保障信息安全的基础手段，因此当前问题已不在于需不需要备份，而在于如何执行。

数据备份的3个核心问题是需要多长的备份时间？要花多长的时间才能还原？以及还原的可靠性，这都是由备份介质的选择与备份架构所决定。

一直以来，磁带都是企业备份的主要存储介质，因此企业对备份数据的管理与备份政策制定，也都是基于磁带的特性，如一天一次的离线备份，或是备份服务器―客户端代理程序架构等。但随着数据量持续增长，这种备份架构所需备份窗口过长，备份作业将会严重影响前端服务器正常运作，无法满足企业对还原时间与还原精细度的要求，且还原的可靠性也不足，必须透过新技术才能解决这个问题。

首先出现的解法是”磁盘到磁盘再到磁带（D2D2T）”架构，透过中介磁盘作为前端在线存储与后端磁带间的缓冲，数据先备份到中介磁盘，再于离线时间转存到磁带，如此即可缩短备份窗口，且转存磁带也不会影响在线系统。

但D2D2T仍以复制方式将数据搬移到中介磁盘，一次完整备份仍须相当长的时间，虽能透过增量/差异备份与组合来缩短备份时间，但对有要求更高的用户来说，还原点精细度仍不足，因此又出现利用磁盘快照（Snapshot），为磁盘迅速制作时间点更密集的备份副本。然而无论快照的频率再密集，所提供的也只是多个磁盘静止状态的副本，对某些业务极为关键的企业来说，需要的还原精细度必须达到每个I/O动作的程度，此时就只有连续数据保护（Continuous Data Protection，CDP）技术才能满足要求。

传统备份新发展―LAN Free与Serverless备份

在企业备份实务上，磁盘快照产品虽有逐渐取代传统备份的趋势，但在异质平台与应用程序支持度仍不如发展已久的备份软件，而对长期数据保存或是法规稽核要求来说，使用磁盘会有成本过高的问题，磁带目前还是成本最低的存储介质，因此传统备份软件仍是企业数据保护不可或缺的一员。

为适应新的存储环境，传统备份软件也有许多改进。目前除Yosemite Tapeware等少数软件仍紧守磁带架构外，绝大多数软件都已支持磁盘备份，透过备份到磁盘的存储池或虚拟磁带柜（VTL）等方式，即可将磁盘作为备份介质。而为减轻备份对主机与网络的冲击，各备份软件近来也陆续支持”无局域网络备份（LAN Free）”与”无主机备份（Serverless）”两种新架构。

LAN Free Backup是在SAN环境下让备份数据不流经局域网络的架构，备份服务器可直接向前端的应用程序服务器下达指令，将磁盘阵列的数据透过SAN直接转存到磁带设备，而不经由局域网络，不过仍会占用服务器资源，因此就有Serverless备份的出现。

Serverless备份是无须前端应用服务器参与的一种备份，数据搬移（Data Mover）的角色由应用服务器转移到SAN交换器或备份服务器上，透过SAN直接在磁盘阵列与磁带设备间复制与转移数据。如Symantec的Off-Host Backup选购程序，即是先透过硬件或软件的快照功能为前端应用服务器的磁盘区（Volume）制作副本，然后将这个副本的Volume挂载到备份服务器上，备份即透过这个镜像副本来进行，因而不会影响到前端的应用服务器。

另一作法是透过NDMP（Network Data Management Protocol）协议，若NAS与备份软件支持NDMP，则备份软件可直接将NAS的数据备份到磁带设备上，如此也能达到LAN Free或Serverless的效果。目前主要的备份软件如Symantec的NetBackup、BackupExec与EMC的Legato Networker等都已提供支援Serverless备份与NDMP的选购程序。

快速取得多还原副本的磁盘快照

磁盘快照的运作，不论是透过复制LUN或修改数据区块索引等方式，均可达到迅速为磁盘区创设数据副本的效果，解决传统备份备份窗口过长的问题，因此能一天执行多次快照，提供更精细的还原时间点弹性，故成为企业数据保护的主要工具之ㄧ。如EMC、HDS、IBM与NetApp等厂商都已在磁盘阵列或NAS等存储硬件上提供了TimeFinder、ShadowImage、Flashcopy与NAStorage Snapshot等快照工具，另外微软与Symantec等厂商则分别提供可支持快照的Windows Server 2003与Volume Manager Snapshot、File System Snapshot等软件。

快照的优点是速度快、弹性大，但问题是快照作业是在本地端的磁盘上进行，若本地端设备发生无法恢复的损毁，则快照副本也会失去效用，因此必须以远程复制的机制来辅助磁盘快照。目前主要的作法有两种：

一、前端磁盘产生快照后，再将快照复制到远程的磁带或服务器上备份，如NetApp的NAStorage Smartsync即属这种方式。

二、先将前端磁盘的数据复制到后端的服务器上后，再于后端服务器上对备份数据执行快照，微软的DPM与Symantec的CPS都是此例。

提供任意还原时间点的CDP

传统备份或磁盘快照都是以时间点作为启动复制动作的机制，因此在需要还原时，数据所能回复的状态也会受限于备份周期，只能还原到启动备份作业的那几个时间点。

而CDP则以系统的I/O活动作为启动机制，透过持续捕获、追踪系统I/O数据流状态，实时的复制每个I/O写入动作，为每个I/O附上时间标记，从而完整保存了系统的存取变动历程。因此使用者可将数据回复到指定的任一时间点状态，完全解除备份周期限制。

从处理数据型态来看， CDP产品可分档案型、区块型与应用型等三类。而就应用架构方面来看，现有的CDP产品可分为主机式（Host-Base）与网络式（Network-Base）两类。

虽然CDP能提供非常强大的数据还原功能，但为确保系统能持续捕获并记录前端服务器的写入动作，此种备份方式对磁盘存取速度的要求相对较高。另外又由于必须保存系统每一次的写入状态，对存储空间的消耗也非常大，用户必须在软、硬件方面付出相当的代价，才能享受CDP的效益。

依成本与数据重要性搭配不同方案

虽然快照以其便利与作业迅速的特性，逐渐成为企业数据保护的主要工具，但就实际应用来说，目前的快照产品在异质平台与应用程序的支持，仍不如传统备份软件般广泛，且成本也较高。至于CDP虽能提供无与伦比的还原精细度，并能快速还原数据，但部署成本极高，短期内还难以普及。

因此较合理的方案是依成本与数据重要性，混合搭配不同类型产品，对重要性较高、一旦发生问题须在数分钟内回复的服务器可使用磁盘快照。至于可容忍数小时还原时间的服务器，或是快照产品不能支持的应用服务器，使用传统备份软件仍是合宜的作法。若企业有某些执行极关键业务、连一个I/O都不能遗漏的服务器，则只有CDP才能满足需求。