计算机5大组成部分是什么？

本教程操作环境：windows7系统、Dell G3电脑。

计算机五大组成部分

计算机五大组成部分分别是：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。

1、控制器：计算机的控制系统

计算机控制器是计算机的神经中枢，指挥全机中各个部件自动协调工作。在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列操作，以完成特定任务。

工作过程：

(1)取指令。控制器的程序计数器(Program Counter，PC)中存放当前指令的地址。执行一条指令的第一步就是把该地址送到存储器的地址驱动器(罔巾没有面出)，按地址取出指令，送到指令寄存器(Instruction Register，IR)中。同时。PC自动加1。准备取下一条指令。

(2)分析指令。一条指令由两部分组成：一部分称为操作码(Operation code，OP)。指出该指令要进行什么操作；另一部分称为数据地址码，用于指出要对存放在哪个地址中的数据进行操作。在分析指令阶段，要将数据地址码送到存储器中取出需要的操作数到运算器。同时把OP送到指令译码部件，翻译成要对哪些部件进行哪些操作的信号，再通过操作控制逻辑，将指定的信号(和时序信号)送到指定的部件。

(3)发送操作控制信号。将有关操作控制信号，按照时序安排发送到相关部件，使有关部件在规定的节拍中完成规定的操作。

2、运算器：计算机的运算系统

运算器：arithmetic unit，计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。

运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。

3、存储器：计算机存储系统

计算机存储器（英语：Computer memory）是一种利用半导体、磁性介质等技术制成的存储资料的电子设备。其电子电路中的资料以二进制方式存储，不同存储器产品中基本单元的名称也不一样。

计算机存储器可分为内部存储器（又称内存或主存）和外部存储器，其中内存是CPU能直接寻址的储存空间，由半导体器件制成。内存的特点是访问速率快。我们平常使用的程序，如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外部存储器上的，但必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能，我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的，数据产生后不断地由内存向外部存储器进行读写。就好比在一个书房里，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外部存储器，而我们工作的办公桌就是内存。通常我们把要永久保存的、大量的数据储存在外部存储器上，而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上，当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。

存储器种类：

寄存器：将CPU即将用到的数据存储于寄存器（容量小）

高速缓存：将经常要用到的数据中容量比较小的数据存储在高速缓存

内存：CPU获取数据的主力还是内存

硬盘：

　机械硬盘：硬盘的机械手臂在磁道上旋转读取数据

　固态硬盘：基于电容存储，数学算法

磁带：服务器数据备份

内存和外存的优缺点：

-内存

基于电工作的

优点：读取速度快

缺点：断电数据丢失

-外存

优点：可以永久存储数据

缺点：读取速度慢

4、输入设备：向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。

输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，麦克风、摄像头、触摸屏、手写输入板，游戏杆，语音输入装置等都属于输入设备。

输入设备（InputDevice）是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进行存储、处理和输出。

5、输出设备：是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。

常见的输出设备有显示器、音响、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。

名词解释

备份：为应付文件、数据丢失或损坏等可能出现的意外情况，将电子计算机存储设备中的数据复制到磁带等大容量存储设备中。从而在原文中独立出来单独贮存的程序或文件副本。(摘自《计算机科学》)

如果系统的硬件或存储媒体发生故障，“备份”工具可以帮助您保护数据免受意外的损失。例如，可以使用“备份”创建硬盘中数据的副本，然后将数据存储到其他存储设备。备份存储媒体既可以是逻辑驱动器（如硬盘）、独立的存储设备（如可移动磁盘），也可以是由自动转换器组织和控制的整个磁盘库或磁带库。如果硬盘上的原始数据被意外删除或覆盖，或因为硬盘故障而不能访问该数据，那么您可以十分方便的从存档副本中还原该数据。

备份分类

备份可以分为系统备份和数据备份。

1、系统备份：指的是用户操作系统因磁盘损伤或损坏，计算机病毒或人为误删除等原因造成的系统文件丢失，从而造成计算机操作系统不能正常引导，因此使用系统备份，将操作系统事先贮存起来，用于故障后的后备支援。

2、数据备份：指的是用户将数据包括文件，数据库，应用程序等贮存起来，用于数据恢复时使用。

备份作用

备份的作用是用于后备支援，替补使用。

备份是容灾的基础，是指为防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，而将全部或部分数据集合从应用主机的硬盘或阵列复制到其它的存储介质的过程。传统的数据备份主要是采用内置或外置的磁带机进行冷备份。但是这种方式只能防止操作失误等人为故障，而且其恢复时间也很长。随着技术的不断发展，数据的海量增加，不少的企业开始采用网络备份。网络备份一般通过专业的数据存储管理软件结合相应的硬件和存储设备来实现。

备份方式

比较常见的备份方式有：

定期磁带备份数据。

远程磁带库、光盘库备份。即将数据传送到远程备份中心制作完整的备份磁带或光盘。 [1] 

远程关键数据+磁带备份。采用磁带备份数据，生产机实时向备份机发送关键数据。

远程数据库备份。就是在与主数据库所在生产机相分离的备份机上建立主数据库的一个拷贝。

网络数据镜像。这种方式是对生产系统的数据库数据和所需跟踪的重要目标文件的更新进行监控与跟踪，并将更新日志实时通过网络传送到备份系统，备份系统则根据日志对磁盘进行更新。

远程镜像磁盘。通过高速光纤通道线路和磁盘控制技术将镜像磁盘延伸到远离生产机的地方，镜像磁盘数据与主磁盘数据完全一致，更新方式为同步或异步。

数据备份必须要考虑到数据恢复的问题，包括采用 [2]  双机热备、磁盘镜像或容错、备份磁带异地存放、关键部件冗余等多种灾难预防措施。这些措施能够在系统发生故障后进行系统恢复。但是这些措施一般只能处理计算机单点故障，对区域性、毁灭性灾难则束手无策，也不具备灾难恢复能力。

备份技术

系统灾难恢复

(IDR=Intelligent Disaster Recovery ) 

系统灾难恢复，就是在系统出现崩溃的时候，能够用非常少的步骤，将系统重建，包括上面的系统补丁、应用软件和数据。这样可以提高恢复的准确性、缩短恢复时间、缩短业务中断时间。

主要 [3]  灾备技术，在恢复的时候有这么几种方式：

采用公用的一张光盘，所有的系统都采用这一张光盘。这个光盘可以启动系统，同时可以启动网络，然后备份服务器将备份在磁带库(或者虚拟带库)中的整个硬盘内容或者第一主分区内容恢复到灾难机。这样不论灾难机原来有多大容量数据，都可以存放在整个备份系统的备份设备中，统一进行管理，而且不需要经常刻光盘，也就是说光盘不需要经常更新。比较典型的代表是BakBone NetVault VaultDR。右图是BakBoneNetVault VaultDR灾难备份和恢复的数据流，所有系统采用统一的光盘进行。

需要针对每台计算机单独刻光盘，恢复的时候需要利用针对性的光盘来恢复，每台机器都需要自己的光盘，而且需要定期不断更新。这种方式的最大不足是经常要刻光盘，否则灾难出现的时候如果没有光盘或者光盘太久了，都会影响恢复的速度和恢复后的状态。这种技术的典型代表是EMC NetWork Recovery Manager模块。

恢复时需要借助网络启动，也就是需要具备一台相同操作系统的主机作为引导机器，然后利用备份的内容进行恢复。这种技术的典型代表是Symantec NetBackup的Bare Metal Restore（裸金属恢复）模块。

操作系统自己提供的灾备工具。对于大多数Unix小型机，都提供系统备份工具。借助于系统自身提供的磁带机，利用一个简单的命令，HP-UX采用make_recovery就可以把整个root卷备份到服务器自带的4mm磁带上。在恢复的时候，这盘磁带可以自启动系统，采用一个命令就可以将整个root卷恢复到硬盘上。这种方式的好处是简单和经济，尤其对于Unix系统，这样的方式远比备份软件提供的BMR模块方便、安全和经济，因为备份软件提供的BMR模块往往需要相同平台的其他服务器来启动。

数据远程复制

将数据在另外的地方实时产生一份可用的副本，此副本的使用不需要做数据恢复，可以将副本立即投入使用。数据复制的最大好处是副本数据立即可用，没有数据恢复时间，RTO 非常好，同时因为是实时复制，RPO也非常好，几乎不会丢失数据。缺点是费用远比数据备份要高，不仅仅是数据复制系统价格高，还需要另外的硬盘存储空间和主机系统，甚至建立另外的远程机房，考虑网络布线，这些都将带来成本大大增加，所以数据复制的建设和维护费用远远大于数据备份。

数据复制目前有如下实现方式：

基于主机。基于主机的数据复制技术，可以不考虑存储系统的同构问题，只要保持主机是相同的操作系统即可，存在支持异构主机之间的数据复制软件，如BakBone NetVault Replicator就可以支持异构服务器之间的数据复制，可以支持跨越广域网的远程实时复制。缺点是需要占用一点主机资源。

基于存储系统。利用存储系统提供的数据复制软件，复制的数据流通过存储系统之间传递，和主机无关。这种方式的优势是数据复制不占用主机资源，不足之处是需要灾备中心的存储系统和生产中心的存储系统有严格的兼容性要求，一般需要来自同一个厂家的存储系统，这样对用户的灾备中心的存储系统的选型带来了限制。

基于光纤交换机。这项技术正在发展中，利用光纤交换机的新功能，或者利用管理软件控制光纤交换机，对存储系统进行虚拟化，然后管理软件对管理的虚拟存储池进行卷管理、卷复制、卷镜像等技术，来实现数据的远程复制。比较典型的有Storag-age,Falcon等。

基于应用的数据复制。这项技术有一定局限性，都是针对具体的应用。主要利用数据库自身提供的复制模块来完成，比如OracleDataGuard，Sybase　Replication 等。

数据保护技术

CDP（Continuous Data Protection）

CDP 技术是目前最热门的数据保护技术，它可以捕捉到一切文件级或数据块级别的数据写改动，可以对备份对象进行更加细化的粒度的恢复，可以恢复到任意时间点。

CDP技术是一个新兴的技术，在很多传统的备份软件中都逐渐融入了CDP的技术。比如BakBone NetVault Backup 80 追加了TrueCDP模块,Symantec Backup Exec125等。其他公司包括EMC，Symantec都并购了一些CDP的软件，正在和传统地备份软件进行整合，还都在整合中。

CDP技术包括两种：

Near CDP，就是我们说的准CDP，它的最大特点是只能恢复部分指定时间点的数据(FPIT，Fixed Point In Time)，有点类似于存储系统的逻辑快照，它无法恢复任意一个时间点。如Symantec 、CommVault、凯备份的CDP都属于这种类型。

TrueCDP，我们称之为真正的CDP，它可以恢复指定时间段内的任何一个时间点(APIT，Any Point In Time)，而BakBone TrueCDP属于TrueCDP类型。

当前应用情况

如果采用灾备方案的分布在各个行业，不过大家都是按照一定的梯度来使用。

首先采用的是系统灾难备份(BMR Bare Metal Recovery)，因为这种方案成本最低，只要在建设数据备份系统的时候追加一些模块就可以完成。不需要附加的存储空间，也不需要附加的 [4]  容灾机房，所以，有条件的用户几乎都可以实施。只不过有的用户采用操作系统提供的备份工具来辅助，有的用户采用备份软件提供的灾难模块来完成。这样的用户数量最大，分布在各个行业。BakBone 的VaultDR在使用BakBone NetVault的备份软件用户中被广泛采用。很多用户非常喜欢BakBone VaultDR不用关心操作系统类型，而且一张标准光盘可以应用到所有Intel x86服务器进行灾难备份和恢复。

其次是建立容灾系统的用户，大数据量的高端企业普遍采用基于存储的数据复制技术，比如电信、金融行业。中低端用户普遍采用基于主机的数据复制软件，成本较低，而且不需要进行严苛的存储系统采购，尤其是BakBone的NetVault Replicator不但可以进行远程数据复制，而且可以支持异构平台，所以在国内外有广泛的用户，一些政府部门、电力公司、证券部门、网站公司等都采用这种方式，而且大多运用在Windows、Linux平台。基于存储交换机层的虚拟存储技术虽然也在有了一些用户，但是因为此技术起步时间有限，技术成熟度需要进一步验证，很多用户只是做为试点，没有大范围的展开。对于基于应用的数据复制方式，也有部分高端客户在采用，而且也有大量的用户。

对于CDP技术，才刚刚起步，这种技术满足了很多关心灾备的用户的需求，在RTO 和RPO方面都能得到很高的标准，同时还可以进行任意历史版本的重现，正在被越来越多的用户所关注，相信将来会有非常广泛的用户。BakBone的TrueCDP可以进行任意时间点的恢复，是真正意义上的CDP，将会比其他准CDP产品有更大的优势，会被更多关心灾备的用户所选用。

应用误区

灾备系统因为能够带来业务的连续性，正越来被大家所重视，但是在使用过程中也要切记出现一些误区。

没有选择适合自己的。没有仔细分析和明确业务连续要求，对RTO和RPO没有进行仔细研究，要么不做，要做就想追求最全面的，这样可能忽视了最需要的建设，没有切实满足自己的需要。

认为灾备系统是万能的，夸大灾备系统的作用，忽视了备份系统、高可用系统的建设。其实各个系统都有自己的作用，需要根据实际需求进行建设。

没有有步骤分阶段的进行灾备建设，总想等实际成熟的时候全面建设，甚至还没有先进行数据备份系统的建设，就开始着手进行灾备系统建设。不进行备份系统建设，就没有满足数据安全的底线，在关键时刻缺少一份完整的数据，而花费大量的财力进行灾备系统建设，反而得不偿失。

多种灾备技术的选用不合理，比如主机系统的资源可以接受基于主机的复制软件来运行，却选用了基于存储系统的设计，造成必须选用相同类型的存储设备，增加了总体费用。

对BMR系统灾难备份总是希望选用备份软件自带的BMR模块。其实，备份软件自带的BMR模块对于Window和Linux比较方便，但并不是对于所有的Unix系统都合适，在Unix系统备份方面，Unix自带的系统备份工具和自带的磁带机就非常方便，一个命令就可以完成系统备份，还不用依赖于其他服务器，远远胜于一些备份软件自带的BMR模块，不但操作方便，而且减少费用。

未来发展方向

未来的技术发展应该是多种技术并存，而且越能满足客户需求的方式更能得到客户的关注。

未来的发展之一应该是基于主机的异构复制技术会有更广泛的市场。因为大多数客户具备异构主机环境，支持异构环境的数据复制技术，就可以利用现有环境，各台主机之间互为复制。对于不支持异构环境的复制软件，就需要购买相同的存储或者购买相同操作系统的主机进行数据复制，增加了灾备的总体费用。

未来的发展之二就是CDP技术。CDP融合了数据备份和数据复制的优点，既可以进行实时数据保护，还可以任意时间点的历史数据恢复，将会具有更加强大的生命力。随着TrueCDP和传统备份软件的无缝衔接，将会有越来越多的用户采用TrueCDP 进行灾备系统建设。右图是广为流行的BakBone NetVault TureCDP 备份系统架构图。

备份系统

备份系统的作用

很多系统管理员认为，投资建立一个备份任务的管理，较原来复杂的备份系统只是在恢复的时候才起作用有些浪费，并且平时增添了很多的管理任务，这对于企业来说是一个大的浪费。

这个问题是一个大问题，直接涉及到对于一个企业的信息系统的投资回报率（ROI）。当IT系统的重要性非常高，企业的关乎生命的数据都在计算机系统里面，那么数据的保护就非常重要，这是其一。另外，实施备份系统并不会带来更多的管理任务，相反为系统管理员带来了很多维护上的方便，主要有以下几点：

备份的自动化，降低由维护员的操作带来的风险；

数据库在线备份，保证24×7小时业务运行；

文件系统及数据库数据的时间点恢复，历史版本管理；

磁带的复制（Cloning），可降低磁带的出错几率和实现异地容灾保存；

网络备份、LAN-Free及Serverless多种备份方式；

系统灾难快速恢复。

因此，如果企业必须实现上述功能，而企业又不实施备份系统时，需要的人力及设备的投资如果大于实施备份系统的投资，则该备份系统的投资是可以被接受的。

备份系统的功能

用户只需要简单的备份就可以了，不必要那么复杂。用户买了很多备份系统中没有用处的先进技术，没有必要在系统中实现过多的复杂功能。

备份系统实现的功能是备份技术发展到一定阶段的产物，先进技术的出现也由于用户的系统中有这样的需求。当IT系统发展到一定程度，用户对IT系统的依赖型增强，IT系统的数据量越来越大，对系统备份的要求就水涨船高。但好的备份系统应该有如下的特点：

备份系统可根据应用系统的需要非常容易地进行扩展；

满足未来的数据量及应用系统升级带来的备份系统的压力；

备份系统中，尤其是备份软件的可升级能力。

总体来说，备份技术已经经历了几个发展阶段，从传统的磁带备份到网络备份，从SCSI LAN-Free备份到SAN结构的动态共享LANFree备份，直到出现的Serverless备份。可以预见，未来备份产品有以下几个趋势：

磁盘备份

状况

随着SATA磁盘价格进一步下降，磁盘的备份优势逐渐体现出来。EMC已经推出了使用磁盘作为虚拟磁带库的产品，在功能上可以替代磁带库的功能。笔者认为，该产品的大批量投放市场，会在一定程度上引发备份硬件设备的升级换代。

iSCSI技术

该技术可以利用现有的TCP/IP网络进行数据传输，用户可以很方便地实现数据的远程异地保护。市场上已经出现了较多这样的产品，相信随着产品的成熟，会有很多异地备份和容灾方案会选择该技术。

NDMP协议

NDMP（网络数据管理协议）作为一种标准，已经发展到了Version 4，支持该协议的产品，可以非常方便地实现NAS服务器数据的快速备份和恢复。对于大数量的小文件，该技术有着得天独厚的优势。

备份技术

很多的磁盘阵列都提供了SnapShot功能，而对于磁盘阵列上的SnapShot，我们可以充分利用SnapShot技术进行数据的Serverless备份，这对于企业级的大型系统有着十分重要的意义，极大地降低了备份时对于生产系统的资源占用，并且可以非常快速地恢复。

实现备份介质的生命周期管理

通常每盘磁带都有一定的使用次数限制，因此，对于磁带备份系统来说，磁带使用了一定次数后，就应该摒弃掉，不能用来备份关键数据。

维护

人们投资购买了全自动的备份系统，目的就是降低维护工作量，只要实施了该系统，维护工作就可以放松了，只要过一周或者一个月检查一下备份的状态就可以了。

当用户实施了备份系统后，对于备份系统的维护工作仍然非常重要。主要由以下因素决定。

由于很多单位IT系统的主机很多，应用系统很多，并且每套应用系统都有相应的管理和维护人员，备份是各种应用数据备份任务的集中管理。因此对于应用系统较为复杂的用户来说，可以设立备份系统管理员或者存储备份工程师，对整体备份系统进行维护。

随着数据量的增大，应用系统的增长，备份策略随着时间的迁移应进行优化。

备份系统涉及的技术包括操作系统、数据库、存储、磁带库等诸多技术，因此建议备份系统管理员对各种知识有一定的了解，并且除了参加备份系统知识的培训外，还要参加操作系统、数据库等产品的专业培训，以保证应用系统在出现灾难时尽快实现数据的恢复。

关键数据库的日常备份如果失败，可能导致数据库的挂起。例如，对于 [5]  Oracle数据库来说，如果不及时对数据库的“归档日志”进行备份，则会导致整个数据库的停止。

如果磁带库备份系统中有“克隆”的功能，还需要每日将“克隆”的介质取出，放置到异地保存，以利于容灾。

产品

在选择产品时，备份磁带库容量尽可能大，磁带机速度尽可能快，尽可能使用最先进的技术。

在产品的选择过程中，性价比是最重要的指标之一，但绝不是全部。建议用户在选择产品的时候考虑以下几个因素：

本系统应用数据的类型、数据量、备份策略（全备份、增量备份等）及关键数据的保留时间决定了磁带库的总容量；

备份时间窗口和备份数据量的峰值数据量决定了磁带机的最低数量；

应用系统的种类和数据类型决定备份时采用哪些技术。

如用NAS设备备份，尽量选择NDMP备份；SAN架构备份尽量选用磁带机动态共享；磁盘阵列提供了镜像或者SNAP功能，可以使用SnapShot备份技术。

磁带机技术的选择方面，建议选择较为通用的设备，对于该磁带机来说，操作系统及备份软件对其兼容的程度较好。

由于磁带机属于机械设备，故障率较磁盘、光盘等设备要高，因此配置磁带机时尽量保持冗余。SATA磁盘技术有了突飞猛进的发展，磁盘备份技术已经成为了发展方向。

硬件设备考虑备件的提供情况及提供商的服务水平，而对于备份软件来说，提供专业服务及技术支持也是需要考虑的重要因素。

备份软件应该具有较广泛的兼容性。

数据容灾

企业关键数据丢失会中断企业正常商务运行，造成巨大经济损失。要保护数据，企业需要备份容灾系统。但是很多企业在搭建了备份系统之后就认为高枕无忧了，其实还需要搭建容灾系统。数据容灾与数据备份的联系主要体现在以下几个方面：

数据备份基础

数据备份是数据高可用的最后一道防线，其目的是为了系统数据崩溃时能够快速的恢复数据。虽然它也算一种容灾方案，但这种容灾能力非常有限，因为传统的备份主要是采用数据内置或外置的磁带机进行 [6]  冷备份，备份磁带同时也在机房中统一管理，一旦整个机房出现了灾难，如火灾、盗窃和地震等灾难时，这些备份磁带也随之销毁，所存储的磁带备份也起不到任何容灾功能。

容灾与备份

真正的数据容灾就是要避免传统冷备份所具有先天不足，它能在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统。容灾按其容灾能力的高低可分为多个层次，例如国际标准SHARE 78 定义的容灾系统有七个层次：从最简单的仅在本地进行磁带备份，到将备份的磁带存储在异地，再到建立应用系统实时切换的异地备份系统，恢复时间也可以从几天到小时级到分钟级、秒级或0数据丢失等。

无论是采用哪种容灾方案，数据备份还是最基础的，没有备份的数据，任何容灾方案都没有现实意义。但光有备份是不够的，容灾也必不可少。容灾对于IT而言，就是提供一个能防止各种灾难的计算机信息系统。从技术上看，衡量容灾系统有两个主要指标：RPO(Recovery Point Object)和RTO(Recovery Time Object)，其中RPO代表了当灾难发生时允许丢失的数据量;而RTO则代表了系统恢复的时间。

容灾不仅是技术

容灾是一个工程，而不仅仅是技术。很多客户还停留在对容灾技术的关注上，而对容灾的流程、规范及其具体措施还不太清楚。也从不对容灾方案的可行性进行评估，认为只要建立了容灾方案即可高枕无忧，其实这具有很大风险的。特别是在一些中小企业中，认为自己的企业为了数据备份和容灾，整年花费了大量的人力和财力，而结果几年下来根本就没有发生任何大的灾难，于是放松了警惕。可一旦发生了灾难时，后悔晚矣!这一点国外的跨国公司就做得非常好，尽管几年下来的确未出现大的灾难，备份了那么磁带，几乎没有派上任何用场，但仍一如既往、非常认真地做好每一步，并且基本上每月都有对现行容灾方案的可行性进行评估，进行实地演练。 [7] 

数据容灾等级

设计一个 [4]  容灾备份系统，需要考虑多方面的因素，如备份/恢复数据量大小、应用数据中心和备援数据中心之间的距离和数据传输方式、灾难发生时所要求的恢复速度、备援中心的管理及投入资金等。根据这些因素和不同的应用场合，常见的容灾备份等级有以下四个：

本地冷备份

这一级容灾备份，实际上就是上面所指的数据备份。它的容灾恢复能力最弱，它只在本地进行数据备份，并且被备份的数据磁带只在本地保存，没有送往异地。

在这种容灾方案中，最常用的设备就是 [8]  磁带机，当然根据实际需要可以是手工加载磁带机，也可以是自动加载磁带机。前者主要适用于存储数据容量较小的中小型企业。

参考资料

1  基于NBU备份系统的磁带库优化与增容方案研究  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

2  双机热备系统的技术研究和具体实现  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

3  云计算在电力系统数据灾备业务中的应用研究  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

4  容灾备份系统中的同步策略研究及效率分析  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

5  Oracle数据库优化探究  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

6  前兆管理系统数据库冷备份及恢复方法实现  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

7  容灾的理论与关键技术分析  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

8  磁带机控制程序的研究与实现  ．中国知网[引用日期2017-04-02]

本文引用自北京大学姚远教授，来源于

附链接：网页链接

避免数据还原

如果可能的话，我们应该避免从备份系统中还原数据。数据还原流程可能是破坏性的，而且通常会有一些从还原点时间算起的数据丢失。

减少从备份系统中还原数据的最好方式是在你的生产环境中使用冗余的服务器和冗余的存储。例如，Windows分布式文件系统（DFS）可以用来将文件数据复制到镜像服务器，这样即便有文件服务器或存储阵列发生故障，数据仍然是完整的,并且还可以访问。

虽然使用冗余服务器和冗余存储可以对一定类型的故障提供保护，但这种类型的冗余并不能取代备份系统。想象一下，如果有人修改文件时出现错误，而你又已经部署了冗余的文件服务器，那么这个被修改的文件会被复制到你所有的镜像服务器中。恢复丢失数据的唯一方法就是将该文件还原到之前的版本。

冗余备份服务器

规划冗余备份系统解决方案下一步需要考虑的问题是你的备份服务器。在大多数情况下，备份服务器是整个备份基础设施中的一个关键部分，所以你不会希望备份服务器成为一个单点故障。

冗余的备份服务器部署在什么位置可以是不同的，这要基于具体的备份系统架构。但通常你不应该尝试部署平行的、彼此操作独立的备份服务器，因为这样很可能会出现备份一致性的问题。

如果你的组织要实施基于磁盘的备份系统，最好的方法是设计一个两步的备份流程。第一步是使用一台备份服务器来保护你的生产系统。第二步是使用第二台备份服务器来保护第一台备份服务器。这样如果主备份服务器发生故障，备用的备份服务器就可以用来接替出现故障的备份服务器，并恢复之前备份的数据。

冗余备份介质

通过冗余性来保护你的备份系统的另一个方法是使用冗余备份介质。有许多不同种类型的冗余介质。

如果你的组织仍然在使用磁带备份，你可以为每一个磁带创建两个独立的备份。一个可以侧重访问的简易性，另一个则被发送到另一个地点，用于安全保存。

如果你正在使用基于磁盘的备份，实现介质冗余的方法有点不同。一个方法是使用磁盘到磁盘再到磁带的备份，将数据复制到磁盘用于备份，再复制到磁带用于安全保存。

另一个方法是使用镜像的存储。它允许你的备份数据被复制到一台相同的存储阵列。但需要指出的是，这种方法不会在可移动的介质中产生备份数据。既然是这样，企业或组织就应该考虑将备份服务器的内容复制到云或者备份的数据中心，这是相对在本地数据中心使用单独的硬件备份设备来说的。

如何Catalog磁带库中的备份集

在NBU备份的环境中，可以使用以下步骤来Catalog磁带库中的备份集。

1 查找需要Catalog的备份集名称

可以使用两种方法查找Oracle备份集

方法一是使用RMAN的list命令查找，例如：

查找数据文件的备份

RMAN> list backup of datafile 324,325 completed between "to_date('2013-12-20 02:00:00','yyyy-mm-dd hh24:mi:ss')" and "to_date('2013-12-22 02:00:00','yyyy-mm-dd hh24:mi:ss')";

方法二是使用NBU的bplist命令查找，

如果是在备份服务器端，使用以下命令：

#/usr/openv/netbackup/bin/bplist -C ofs00biiacc002 -t 4 -s 12/20/2013 02:00:00 -e 12/22/2013 02:00:00 -l -R /

如果是在备份客户端，使用以下命令：

#/usr/openv/netbackup/bin/bplist -t 4 -s 12/20/2013 02:00:00 -e 12/22/2013 02:00:00 -l -R /

其中：

-C client name

-t is a policy type , where 4 means Oracle

-l shows more details info

-R recursively

/ root directory

2 在RMAN中catalog备份集

RMAN> configure CHANNEL device type 'SBT_TAPE' PARMS 'ENV=(NB_ORA_POLICY=ACC2_Oracle_Backup,NB_ORA_SERV=abs00biiacc001,NB_ORA_CLIENT=ofs0accprc01)';

RNAB> catalog device type 'SBT_TAPE' backuppiece 'bk_47693_1_834129921';

3 catalog后恢复CHANNEL设置

RMAN> CONFIGURE CHANNEL DEVICE TYPE 'SBT_TAPE' CLEAR;

转载

存储备份(也称为数据备份)是容灾的基础，一切容灾系统的建立都是以数据备份为基础的。而建立容灾系统的最终目的不是备份，而是快速恢复数据。

存储备份分为两大类，一种是离线备份(Offline)，如LAN-free、Server-free，即把存储服务器中的数据备份到磁带库中。采用这种备份方式，数据恢复的时间要比在线方式长，但它的投资较小，只要有存储备份设备和存储备份软件即可；另一种是在线备份(on-line)，如数据复制。

LAN 备份、LAN Free备份和SAN Server-Free备份三种。LAN 备份针对所有存储类型都可以使用， LAN Free备份和SAN Server-Free备份只能针对SAN架构的存储。

基于LAN备份 传统备份需要在每台主机上安装磁带机备份本机系统，采用LAN备份策略，在数据量不是很大时候，可采用集中备份。一台中央备份服务器将会安装在 LAN 中，然后将应用服务器和工作站配置为备份服务器的客户端。中央备份服务器接受运行在客户机上的备份代理程序的请求，将数据通过 LAN 传递到它所管理的、与其连接的本地磁带机资源上。这一方式提供了一种集中的、易于管理的备份方案，并通过在网络中共享磁带机资源提高了效率。

LAN-Free备份由于数据通过LAN传播，当需要备份的数据量较大，备份时间窗口紧张时，网络容易发生堵塞。在SAN环境下，可采用存储网络的LAN-Free备份，需要备份的服务器通过SAN连接到磁带机上，在LAN-Free备份客户端软件的触发下，读取需要备份的数据，通过SAN备份到共享的磁带机。这种独立网络不仅可以使 LAN 流量得以转移，而且它的运转所需的 CPU 资源低于LAN 方式，这是因为光纤通道连接不需要经过服务器的 TCP/IP 栈，而且某些层的错误检查可以由光纤通道内部的硬件完成。在许多解决方案中需要一台主机来管理共享的存储设备以及用于查找和恢复数据的备份数据库。SAN Server-Free备份 LAN Free备份对需要占用备份主机的CPU资源，如果备份过程能够在SAN内部完成，而大量数据流无需流过服务器，则可以极大降低备份操作对生产系统的影响。SAN Server-Free备份就是这样的技术。

磁带机备份究竟是怎样的？关于磁带机备份的介绍

磁带是备份技术的精髓，它可以为所有的商业类型提供低成本的、长期的数据存储。虽然性能相对来讲较低，但磁带适合各类存储架构，这些存储架构可以让用户用相对较少的钱来存储大量的数据――这是一种非常理想的对较贵硬盘数据保护的方法。今天，硬盘存储的价格在不断下降，使得很多公司选择磁带机备份的产品，因为磁盘备份的方法更快并且需要更少的恢复时间。但是磁带仍然在很多档案和灾难恢复应用中成为适用的平台。

磁带介质

磁带技术是从介质开始的――盒式磁带。简单来说，磁带就是涂有磁性介质塑料薄膜构成的连续的条带，磁带被缠绕在一个锭子上并且封装在一个特殊设计的机械盒子里，这个盒子可以保护磁带不受损害和防止灰尘。磁带系统中的盒子就类似于硬盘的壳子。盒式磁带在使用前要插入到磁带机内，并且为了运输和存储的方便可以从磁带机备份中移除。盒式磁带可以被设计为特别的磁带机架构(比如Travan,数字数据存储(DDS)，数字线性磁带(DLT)或者线性磁带开放 (LTO)，并且一旦设计好就不可更换，因此磁带系统必须要根据技术本身的寿命以及介质的成本来选择，这一点对于磁带存储的策略来讲非常重要。

当实现一个磁带系统时，必须要为磁带机备份做充足的准备。小一点的公司可以选择一定量的磁带来提供存储备份，大一些的公司可以使用更多的磁带来做长期文档备份以及在南恢复，因此经常需要海运这些存储设备通过像Iron Mountain这样的公司。更大一些的公司可能最终需要好几万的磁带。

丢失或者磁带被偷都会对成千上万的客户的个人数据带来损失，因此存储管理员要对磁带的安全以及磁带介质的运输进行密切的注意，这一点显得非常重要。像Iron Mountain这样的公司将会上门来取你的磁带;而使用通用的运输可能会造成不安全。如果安全之门被破坏，管理员们就需要有相应的对策来减少损失并且借助一些法律保护。公司们更加愿意通过备份软件的内嵌应用的加密算法保护数据，以免数据被偷或被盗用。

总体而言，磁带机备份是不会永远的，因此管理员必须考虑磁带生命周期这个因素。机械的磨损以及磁带介质本身都会影响其寿命。比如，一个典型的 DDS盒式磁带可以使用2000次或者做100次的完全备份――然后磁带就会被损坏。每一次重写后，随着时间的推移，磁带的数据可靠性都会变得慢慢变得更差，因此管理员需要定期重写磁带数据以保证数据的完整性。DDS磁带可以保证数据10年或者更久有效。相比较，LTO磁带则可以使用100万次(虽然一次完全的备份需要多次操作)，并且可以维持20000加载/卸载，并且数据可以保持30年有效。

磁带机

磁带机是一个机电设备，它可以对盒式磁带进行读写，并且和计算机的其它设备交互数据。磁带机备份可以使用螺旋式或者线性方式来访问磁带。螺旋式的磁带机使用一个旋转的头来读些数据;而线性磁带则是用一个固定的头来读些数据。当今根据这两种读写方式有很多的磁带机格式，选择一个适合的磁带机备份需要考虑容量因素、性能、速度、介质的成本以及技术本身的寿命：

● 高级智能磁带(AIT)。这种螺旋式的磁头技术针对计算机数据存储在8mm的盒式磁带而设计。AIT盒式磁带可以支持400GB的压缩数据，并且磁带机备份可以达到48Mbps的传输速率(同样是压缩格式)

● 数字数据存储(DDS)。这种螺旋式的磁头技术专门为计算机数据存储在4mm的数字音频盒式磁带(DAT)上。目前有五代DDS格式，可以支持2GB、8GB、24GB、36GB以及72GB的DAT。小量的存储空间使得DDS技术更适用于一些小的或者中型的公司。

● 数字线性磁带(DLT)。这种线性磁带技术通过一系列128或者1280数据轨道来记录数据。DLZ1压缩算法可以帮你存储更多的数据，并且增加了读写速度。通常DLT盒式磁带可以存储160GB的未压缩数据，并且通过SuperDLT(DLT-S),盒式磁带可以支持800GB的压缩数据。DLT磁带机备份的读写速度可达60Mbps。

● 线性磁带开放协议(LTO)。这种开放标准的线性磁带技术已经有了好几个版本的更新。最新一代的LTO-4标准可以支持16TB的压缩数据存储，并且传输速率达240Mbps。即将到来的LTO标准可以达到32TB的存储量并且数据传输率可达360Mbps,或者64TB的存储量以及540Mbps 的传输率。同时，LTO-4是第一个将加密算法实现在磁带机备份上，所用的加密算法是256位的AES-GCM算法。

● Travan。这种企业级的螺旋式磁带个市通过QIC组织标准化，并且也演变了很多版本。它可以接受的最大存储容量是20GB以及40GB的压缩存储。

和硬盘以及光存储不同的是，磁带需要日常的维护。磁带介质要和磁带机备份读写头相接触，因此读写头必须要定期的清理干净以防止剩余磁介质的不断堆积，从而导致读写问题。具有读写头清理功能的盒式磁带可以处理这件事情，当然也需要人的初期干预让整个过程自动化。

但是，维护的事情可能对一些缺乏IT经验的公司成为很大的问题。忽视维护就会最终导致备份问题。远程的磁带系统更需要存储管理员特别的关注以保证定期的维护。今天，远程的磁带系统都部署了远程的备份技术，这种备份技术可以将远程办公室的数据传到公司的数据中心做一个备份。

磁带库

当然，磁带机备份每次只能对一个磁带操作，并且一个磁带也不太可能将整个公司的数据备份下来。通常有两种办法当需要更多磁带存储空间时：一种就是当前一个磁带被用完后插入另一个磁带，还有一种方法就是使用多磁带机，通过磁带库系统来管理。当使用多磁带机备份时，备份工作就会自动在两个或者更多个磁带上进行备份，而不需要人工的干预。当前有很多的磁带库厂商，包括IBM,Quantum，HP,Tandberg Data以及Spectra Logic公司。

在很多的实际案例中，将多个磁带机组成一个系统是不够的――磁带还是需要手动插入或者移除。将来一种可以扩充磁带存储空间而又减少人犯错的方法就是使用带自动装入功能的磁带库。自动装入器相当于一个机器人的机制，它可以选择磁带，并将它插入磁带机;或者移除一个磁带当这个磁带已经被写满时。这种磁带库经常包括管理工具，该管理工具可以跟踪磁带目录以及物理位置，该功能可以让用户无需知道一个文件的具体位置就访问到该文件。

备份应用程序

应用程序软件在磁带机备份策略中起到很重要的作用。备份软件是一个重要的管理工具，它介于备份硬件和数据之间，允许管理员决定何时何地来备份所选文件、文件夹、驱动器、服务器甚至整个数据中心。备份软件业支持自动备份功能，也就是说不需要人工的干预就可以实现周期性的备份(比如每天晚上或者每个周末)。有一些备份软件支持加密，从而在将数据发送时保护数据。大部分公司的备份工具都可以给技术工人或者管理员发寻呼或者E-mail警报来告知备份过程中遇到的错误。

EMC Legato以及Symantec Veritas是两个众所周知的备份工具，虽然众多的厂商针对需求提供了很多的软件。当然，备份软件的选择不仅仅需要考虑成本。硬件的兼容性、管理特性、自动化能力以及服务/维持等等在磁带机备份产品评估时都需要考虑。