在任何系統(tǒng)中，軟件的功能和作用都是核心所在，備份系統(tǒng)也不例外。磁帶設備等硬件，提供了備份系統(tǒng)的基礎，而具體的備份策略的制定、備份介質(zhì)的管理以及一些擴展功能的實現(xiàn)，則都是由備份軟件來最終完成的。下面我們就來看看一個備份系統(tǒng)中，軟件的作用都包括些什么。
備份軟件的功能和作用
磁帶驅(qū)動器的管理。一般磁帶驅(qū)動器的廠商并不提供設備的驅(qū)動程序，對磁帶驅(qū)動器的管理和控制工作，完全是備份軟件的任務。磁帶的卷動、吞吐磁帶等機械動作，都要靠備份軟件的控制來完成。所以，備份軟件和磁帶機之間存在一個兼容性的問題，這兩者之間必須互相支持，備份系統(tǒng)才能得以正常工作。
磁帶庫的管理。與磁帶驅(qū)動器一樣，磁帶庫的廠商也不提供任何驅(qū)動程序，機械動作的管理和控制也全權交由備份軟件負責。與磁帶驅(qū)動器相區(qū)別的是，磁帶庫具有更復雜的內(nèi)部結構，備份軟件的管理相應的也就更復雜。例如機械手的動作和位置、磁帶倉的槽位等等。這些管理工作的復雜程度比單一磁帶驅(qū)動器要高出很多，所以幾乎所有的備份軟件都是免費的支持單一磁帶機的管理，而對磁帶庫的管理則要收取一定的費用。
備份數(shù)據(jù)的管理。作為全自動的系統(tǒng)，備份軟件必須對備份下來的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和維護。在簡單的情況下，備份軟件只需要記住數(shù)據(jù)存放的位置就可以了，這一般是依靠建立一個索引來完成的。然而隨著技術的進步，備份系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保存方式也越來越復雜多變。例如，一些備份軟件允許多個文件同時寫入一盤磁帶，這時備份數(shù)據(jù)的管理就不再像傳統(tǒng)方式下那么簡單了，往往需要建立多重索引才能定位數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)格式也是一個需要關心的問題。就像磁盤有不同的文件系統(tǒng)格式一樣，磁帶的組織也有不同的格式。一般備份軟件會支持若干種磁帶格式，以保證自己的開放性和兼容性，但是使用通用的磁帶格式也會損失一部分性能。所以，大型備份軟件一般還是偏愛某種特殊的格式。這些專用的格式一般都具有高容量，高備份性能的優(yōu)勢，但是需要注意的是，特殊格式對恢復工作來說，是一個小小的隱患。
備份策略制定是一個重要部分。我們知道需要備份的數(shù)據(jù)都存在一個2/8原則，即20%的數(shù)據(jù)被更新的概率是80%。這個原則告訴我們，每次備份都完整的復制所有數(shù)據(jù)是一種非常不合理的做法。事實上，真實環(huán)境中的備份工作往往是基于一次完整備份之后的增量或差量備份。那么完整備份與增量備份和差量備份之間如何組合，才能最有效的實現(xiàn)備份保護，這正是備份策略所關心的問題。還有工作過程控制。根據(jù)預前制定的規(guī)則和策略，備份工作何時啟動，對哪些數(shù)據(jù)進行備份，以及工作過程中意外情況的處理，這些都是備份軟件不可推卸的責任。這其中包括了與數(shù)據(jù)庫應用的配合接口，也包括了一些備份軟件自身的特殊功能。例如很多情況下需要對打開的文件進行備份，這就需要備份軟件能夠在保證數(shù)據(jù)完整性的情況下，對打開的文件進行操作。另外，由于備份工作一般都是在無人看管的環(huán)境下進行，一旦出現(xiàn)意外，正常工作無法繼續(xù)時，備份軟件必須能夠具有一定的意外處理能力。
數(shù)據(jù)恢復工作。數(shù)據(jù)備份的目的是為了恢復，所以這部分功能自然也是備份軟件的重要部分。很多備份軟件對數(shù)據(jù)恢復過程都給出了相當強大的技術支持和保證。一些中低端備份軟件支持智能災難恢復技術，即用戶幾乎無需干預數(shù)據(jù)恢復過程，只要利用備份數(shù)據(jù)介質(zhì)，就可以迅速自動的恢復數(shù)據(jù)。而一些高端的備份軟件在恢復時，支持多種恢復機制，用戶可以靈活的選擇恢復程度和恢復方式，極大的方便了用戶。
備份技術最新發(fā)展
隨著存儲技術的發(fā)展，在SAN、NAS這些新的存儲架構中，備份技術也發(fā)展出了LAN Free Backup、Serverless Backup等全新的技術。
所謂LAN Free Backup顧名思義，就是指釋放網(wǎng)絡資源的數(shù)據(jù)備份方式。在SAN架構中，LAN Free Backup的實現(xiàn)機制一般如下圖所示。備份服務器相應用服務器發(fā)送指令和信息，指揮應用服務器將數(shù)據(jù)直接從磁盤陣列中備份到磁帶庫中。在這個過程中，龐大的備份數(shù)據(jù)流沒有流經(jīng)網(wǎng)絡，為網(wǎng)絡節(jié)約了寶貴的帶寬資源。在NAS架構中，情形十分類似，磁帶庫直接連接在NAS文件服務器上，備份服務器通過一種稱為NDMP的協(xié)議，指揮NAS文件服務器將數(shù)據(jù)備份到磁帶庫中。細心觀察之下會發(fā)現(xiàn)，這兩種方式雖然都節(jié)約了網(wǎng)絡資源，但卻增加了服務器的工作負荷。下一代的Serverless Backup技術就是以全面的釋放網(wǎng)絡和服務器資源為目的的。
除了備份架構的新進展之外，在備份介質(zhì)選擇上，也出現(xiàn)了一些新的趨勢。
傳統(tǒng)上備份介質(zhì)主要是磁帶設備為主，這主要是因為磁帶在單位容量的成本上，較之其他介質(zhì)具有非常大的優(yōu)勢。但是隨著技術的發(fā)展進步，尤其是ATA技術的發(fā)展，硬盤的成本在迅速的下降。現(xiàn)在，在一些場合下，磁盤作為備份介質(zhì)其優(yōu)勢已經(jīng)越來越明顯。一些廠商正在著力勸說用戶采用更加方便高效的磁盤代替磁帶作為備份介質(zhì)，更有一些廠商甚至推出了包含磁盤和備份軟件的整體設備——備份一體機。
事實上，磁盤作為備份介質(zhì)的最大好處就是其介質(zhì)管理工作的簡化和性能的提升。前面提到過，一個磁帶庫的管理工作非常的復雜繁瑣，如果考慮到對不同廠家的不同型號的磁帶庫產(chǎn)品，都提供良好支持的話，工作無疑是極其艱巨的。而磁盤介質(zhì)則幾乎不存在這樣的問題。這也是備份軟件廠商看好磁盤備份的理由之一。
然而，磁帶介質(zhì)本身的技術發(fā)展并沒有受到這一理念的沖擊。相反的，就在磁盤介質(zhì)向離線存儲領域進軍的同時，磁帶介質(zhì)也借數(shù)據(jù)遷移技術的發(fā)展，大踏步的向在線存儲領域發(fā)展著。
數(shù)據(jù)遷移技術也稱為分層存儲管理，是一種將離線存儲與在線存儲整合的技術。傳統(tǒng)上，離線數(shù)據(jù)是靜態(tài)的，無法實時的被訪問，而數(shù)據(jù)遷移技術正是沖破這一限制，將離線的數(shù)據(jù)與在線的數(shù)據(jù)統(tǒng)一調(diào)度，從而實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的實時訪問。與磁盤備份技術相反，這一技術的主要目的就是以一定的存儲系統(tǒng)性能為代價，換取大型海量存儲系統(tǒng)的總體擁有成本。
數(shù)據(jù)遷移的工作原理比磁盤備份技術略為復雜。簡單的說，就是將大量不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)存放在磁帶庫等離線介質(zhì)上，在磁盤陣列上只保存少量訪問頻率高的數(shù)據(jù)。當那些磁帶介質(zhì)上的數(shù)據(jù)被訪問時，系統(tǒng)自動的把這些數(shù)據(jù)回遷到磁盤陣列中；同樣，磁盤陣列中很久未訪問的數(shù)據(jù)被自動遷移到磁帶介質(zhì)上。從某種意義上講，磁盤陣列以一個磁帶庫的“中間緩存”的方式被使用，既保證了大多數(shù)情況下數(shù)據(jù)訪問的響應性能，也避免了大量利用率低的數(shù)據(jù)長期占用成本較高的磁盤空間.
廠商及產(chǎn)品介紹
備份軟件廠商中頭把交椅當屬Veritas公司。這家公司經(jīng)過近幾年的發(fā)展和并購，在備份軟件市場已經(jīng)占據(jù)了四成左右的份額。其備份產(chǎn)品主要是兩個系列——高端的NetBackup和低端的Backup Exec。其中NetBackup適用于中型和大型的存儲系統(tǒng)，可以廣泛的支持各種開放平臺。NetBackup還支持復雜的網(wǎng)絡備份方式和LAN Free的數(shù)據(jù)備份，其技術先進性是業(yè)界共同認可的。
Backup Exec是原Seagate Soft公司的產(chǎn)品，在Windows平臺具有相當?shù)钠占奥屎驼J可度，微軟公司不僅在公司內(nèi)部全面采用這款產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)保護，還將其簡化版打包在Windows操作系統(tǒng)中，我們現(xiàn)在在Windows系統(tǒng)中使用的“備份”功能，就是OEM自Backup Exec的簡化版。2000年初，Veritas收購了Seagate Soft之后，在原來的基礎上對這個產(chǎn)品進一步豐富和加強，現(xiàn)在，這款產(chǎn)品在低端市場的占用率已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)的占據(jù)第一的位置。
Legato公司是備份領域內(nèi)僅次于Veritas公司的主要廠商。作為專業(yè)的備份軟件廠商，Legato公司擁有著比Veritas公司更久的歷史，這使其具有了相當?shù)母偁巸?yōu)勢，一些大型應用的產(chǎn)品中涉及到備份的部分都會率先考慮與Legato的接口問題。而且，像Oracle等一些數(shù)據(jù)庫應用干脆內(nèi)置集成了Legato公司的備份引擎。這些因素使得Legato公司成為了高端備份軟件領域中的一面旗幟。在高端市場這一領域，Legato公司與Veritas公司一樣具有極強的技術和市場實力，兩家公司在高端市場的爭奪一直難分伯仲。
Legato公司的備份軟件產(chǎn)品以NetWorker系列為主線，與NetBackup一樣，NetWorker也是適用于大型的復雜網(wǎng)絡環(huán)境，具有各種先進的備份技術機制，廣泛的支持各種開放系統(tǒng)平臺。值得一提的是， NetWorker中的Cellestra技術第一個在產(chǎn)品上實現(xiàn)了Serverless Backup的思想。僅就備份技術的先進性而言，Legato公司是有實力可以挑戰(zhàn)任何強大對手的。
除了Veritas和Legato這備份領域的兩大巨頭之外，IBM Tivoli也是重要角色之一。其Tivoli Storage Manager產(chǎn)品是高端備份產(chǎn)品中的有力競爭者。與Veritas的NetBackup和Legato的NetWorker相比，Tivoli Storage Manager更多的適用于IBM主機為主的系統(tǒng)平臺，但其強大的網(wǎng)絡備份功能覺對可以勝任任何大規(guī)模的海量存儲系統(tǒng)的備份需要。
公司是軟件領域的一個巨無霸企業(yè)，雖然主要精力沒有放在存儲技術方面，但其原來的備份軟件仍然在低端市場具有相當廣泛的影響力。近年來，隨著存儲市場的發(fā)展，公司重新調(diào)整策略，并購了一些備份軟件廠商，整合之后今年推出了新一代備份產(chǎn)品——，這款產(chǎn)品的定位直指中高端市場，看來公司誓要在高端市場與和一決雌雄。
