一种基于同步软件的网络存储备份系统设计与实现

2022-09-10

进入信息化时代, 数据成为比物资更为重要的资源, 因此它的安全是各企业和单位的重要任务。数据的丢失可能会导致各企业和单位无法正常运行, 同时也会给各企业和单位造成巨大的经济损失。因此, 数据的存储备份成为保证数据安全的重要措施。数据存储备份根据结构的不同, 分为基于主机的备份方式、基于局域网的备份方式和基于存储网络的备份方式。其中, 基于主机的备份方式不适合有多个服务器需要备份的大型信息系统的数据备份要求;基于存储网络的备份方式虽然数据备份统一管理, 备份效率高, 但是投资成本高、技术要求高。因此本文提出一种以基于主机和网络备份架构为基础的备份方式, 主要满足一些建设资金困难、要求不高的中小型中心机房数据备份的需要。

一、基于同步软件的网络存储与备份系统设计

(一) 系统框架

本文提出的备份系统以备份服务器为中心, 以网络传输通道为基础, 通过同步软件对数据进行全自动和实时的备份, 具体系统框架如下:

图1中, 数据库系统、应用系统、其它软件平台等系统的重要数据首先以主机备份的方式存储到各系统的本机缓存中, 备份服务器的同步软件通过网络实时监控各系统的备份缓存, 当各系统的备份缓存出现数据更新时, 同步软件将各系统的备份数据同步到存储设备上或云端, 从而实现重要数据的备份。这种备份方式具有备份数据统一管理, 备份效率较高, 投资成本低, 对机房管理员来说实现技术也不复杂的特点。

(二) 相关概念

(1) 同步软件。同步软件一般协助用户实现硬盘之间、硬盘与移动存储设备之间、硬盘与存储云之间的备份与同步。它通过容错功能和详尽的日志保证备份、同步的可靠性。同时, 它具有高效稳定、占用资源少的特点, 不需要额外的硬件资源, 便能搭建起一个功能强大、高效稳定的全自动备份环境。 (2) 网络共享服务。所谓网络共享服务是通过一定的共享机制将本机的某些资源放在网络上, 网络上其它用户可通过相应的协议访问这些资源, 从而达到资源共享的目的的服务。在Windows系统的默认配置下, 会启动一个共享服务;在Linux系统中主要有两种方式:NFS和CIFS。 (3) 计划任务。计划任务就是计算机系统在约定好的时间执行已经计划好的工作任务。在Windows系统中自带了一个“任务计划程序”可实现该功能;在Linux系统中我们经常使用cron服务来完成这项工作。

二、基于同步软件的网络存储与备份系统设计实现

信息软件系统中, 数据主要包括应用程序、程序数据和其它文件等。其中应用程序一般可通过安装程序重新安装, 而不需要备份;程序数据是软件系统的关键、重要数据, 需要备份;其它资源文件包括日志数据、资源文件等, 根据需要也要进行备份。

(一) 程序数据的备份实现

根据当前信息系统架构, 程序数据一般存储在数据库系统中。本文以常用的Linux+Oracle为例, 主要分为数据库备份和共享设置两项操作。

1. 数据库备份

Oracle数据库按照备份进行的方式, 可以分为逻辑备份、冷备份 (脱机备份) 、热备份。备份工具可使用EXP/IMP备份、RMAN和第三方工具, 用户可根据需要选择相应的备份工具。所有的备份数据必须首先存储到本机缓存中, 并将这个缓存设置了共享目录。

2. 共享目录设置

由于本文的备份服务器采用Windows操作系统, 数据库服务器采用Linux操作系统, 要实现系统之间的网络数据共享, 需要在Linux操作系统上安装samba服务, 具体安装与设置可参考相关资料。在Windows系统中可通过格式:IP地址共享目录名访问Linux系统的共享数据。

(二) 其它资源文件的备份实现

其它资源文件一般存储在系统目录下, 并且随着时间发生变化。因此为了节约备份空间和减少系统负担, 本文采用文件压缩和计划任务策略, 即对需要备份的数据利用tar工具进行压缩后保存到共享目录中, 并且利用cron服务定时执行该压缩任务。

(三) 备份服务器的实现

备份服务器是一台安装了Windows系统的服务器, 由于它一面通过网络联接各个需要数据备份的系统, 同时另一面它通过相应设施联接存储设备或云端存储, 因此一般需要安装两个高速网络适配器。为了能主动将备份数据从各系统拉到备份服务器后推送到存储设备或云端, 需要在该服务器上安装同步软件。当前同步软件比较多, 例如:SyncToy、FreeFileSync、CompareAdvance、FileGee等等, 其中FileGee功能比较强大, 企业版支持网络共享文件夹和同步数据到云端等功能。在同步软件中设置同步源文件夹为各服务器保存备份数据的共享目录, 同步目标文件夹为存储设备或存储云, 同步方式为单向增量同步。