NetApp Filer 的数据保护策略-2

4. NetApp Filer 的数据保护技术

高性能、可靠的备份和恢复计划对于高效的信息技术运营而言至关重要。Network Appliance WAFL™ (Write Anywhere File Layout) 文件系统提供了独特的数据保护机制，其中包括 Snapshot 技术及 SnapMirror 产品。功能灵活的网络数据管理协议是一种开放式标准协议，它允许集中备份和恢复供应商为 NetApp Filer 提供功能齐全的解决方案。Network Appliance 与第三方技术允许使用各种备份策略，几乎可以满足整个企业的所有备份要求。
本节介绍可用于与 Network Appliance Filer 之间进行数据备份和恢复的技术。许多客户通过组合能解决不同备份问题的方案来设计自己的备份策略。可用的技术包括：

• Snapshot™ 技术，用于每日联机备份
• SnapRestore™ 软件，用于将文件系统恢复为以前某个状态
• SnapMirror™ 软件，用于自动化文件系统复制
• 本机转储和恢复，用于磁带备份
• 第三方基于 NDMP 的磁带备份和恢复解决方案
• 光纤通道及千兆位以太网磁带 SAN 解决方案
• 第三方基于 Windows NT® 的备份和恢复解决方案
• 通过安装 NFS 和共享 CIFS 实现的网络备份
• RMT（远程磁带）

4.1. 用于联机备份的 Snapshot 技术

Network Appliance WAFL 文件系统支持 Snapshot：一种允许管理员联机维护每个文件系统的只读版本的特有功能。Data ONTAP 6.0 及更高版本最多允许每卷上容纳 255 个快照。Data ONTAP 6.0 之前的版本最多允许每卷上容纳 20 个快照。作为 Data ONTAP 软件捆绑的一个组件，Snapshot 允许用户通过从 Snapshot 目录中复制所需的文件而恢复意外损坏或删除的数据。
Snapshot 增强和简化了企业的整体备份策略。Snapshot 可作为每日备份，从中用户可以恢复自己的文件。系统管理员可以制定每小时、每晚或每周生成快照的时间表，并指定每个快照副本的保留时间。通过全天候生成快照（例如从早上 8 点到晚上 8 点），系统管理员可以确保有最新的文件版本用于恢复。企业还可能选择在夜间生成快照并将其保留一周，而非在夜间以增量备份的方式备份到磁带上。
本文后面将介绍磁带备份和 SnapMirror 软件，它们也使用 Snapshot 功能。dump 命令及符合 NDMP 标准的产品直接从快照副本中读取备份数据，因而不必使文件系统脱机，也不必处理打开的文件之间的冲突问题。SnapMirror 自动复制软件使用快照副本提供异步文件系统镜像。
有人或许认为快照会引起严重的磁盘空间问题，因为每个快照副本都看似文件系统的一个只读副本。实际上，快照通常只要求较小的额外磁盘空间。快照是指向包含数据的磁盘块的指针。当 WAFL 文件系统创建快照副本时，它生成指向活动文件系统的指针集的副本，但并不复制数据块。活动文件系统发生变化时，快照仍指向被删除或更改的磁盘块，使这些磁盘块不再占用文件系统的可用空间，因而不会占用磁盘空间。有关快照内部结构图及更为完整的说明，请参阅“NFS 文件服务器设备”。
注意：有时企业会同时选择进行每日磁带备份及生成每日快照副本。例如，在出现两个磁盘同时发生故障这种几乎不可能出现的情况下，将无法从联机快照副本中恢复数据。对于非常有价值的数据而言，企业可能会决定进行夜间磁带备份。
总之，Snapshot 可提供：

• 意外删除文件的恢复，整个过程由用户启动
• 夜间磁带增量备份的替换
• 较磁带增量备份更高的频率保存数据
• 一致的文件系统副本，供转储及 NDMP 在创建磁带备份时使用
• SnapMirror 和 SnapRestore 软件的基本技术，如第 4.2 节及第 4.3 节所述。

4.2. SnapRestore 软件

SnapRestore 软件可以利用 Data ONTAP 软件的 Snapshot 功能，将文件系统恢复到原先保持的状态。该软件可用于从破坏的数据库、应用程序或受损的文件系统中进行恢复。

运行 Data ONTAP 6.0 或更高版本时，系统管理员可以将文件系统恢复到已有的任何一个快照副本（最多 255 个）上。无须重新启动，所恢复的卷即可完全用于生产，并准确恢复到创建所选快照副本时的状态。

运行 Data ONTAP 6.0 之前的版本时，系统管理员最多可以恢复 20 个已有快照副本上的文件系统。选定已有的快照副本后，SnapRestore 软件将重新启动 Filer。稍后，此 Filer 即可完全用于生产，而选定的卷将准确恢复到创建所选快照副本时的状态。

当需要同时执行完全恢复及一个或多个增量恢复时，SnapRestore 软件可与本机 restore 命令配合使用。由于从磁带进行恢复有时会失败，因此请执行下列操作以提高可靠性：

• 执行 0 级别恢复。
• 创建快照 A。
• 执行增量恢复。
• 如果步骤 3 失败，请使用 SnapRestore 软件恢复为快照 A 并重新执行步骤 3。

如果没有 SnapRestore 软件，则需要删除并重新创建卷，然后从步骤 1 开始重新操作。

4.3. SnapMirror 软件：自动文件系统复制

SnapMirror 产品可提供快速灵活的企业解决方案，用于通过局域网或广域网镜像或复制卷。强大的 SnapMirror 工具可用于：

• 灾难恢复
• 在企业范围内进行远程联机备份
• 数据复制，供在远程站点进行本地只读访问
• 专用只读镜像的应用测试
• Filer 之间的数据迁移

SnapMirror 技术是企业数据保护策略的一个重要组件。如果源位置发生灾难，企业可以从其他 Filer 的镜像中访问关键业务数据，从而确保不中断操作。可以从镜像而非生产卷制作企业磁带备份，这样可以降低生产卷上的 CPU 负载。管理员可以从多个 Filer 将生产卷镜像到专用的大容量备份 Filer 上，并利用备份 Filer 制作磁带备份。有关此配置的示例，请参阅第 8.2 节：配置备份 Filer。通过将卷镜像到一个集中位置并从此位置进行磁带备份，他们还可以对分布在各地的站点的磁带备份进行集中管理。
目标 Filer 与源之间几乎可以是任意远的距离。它可以与源 Filer 位于同一幢建筑物中，也可以位于世界的另一端，但前提是互连的网络具有足够的带宽来传输由此导致的文件系统复制流量。
相对于从磁带恢复文件系统而言，SnapMirror 软件具有非常快的恢复速度。Network Appliance 建议客户实际计算一下由于灾难而导致企业停机检修时每天的代价。这些代价可以充分证明在 SnapMirror 解决方案上所做的投入是值得的，正象它们在 Network Appliance 工程 IT 工作组中那样（有关说明见第 7.3 节）。
SnapMirror 技术利用 WAFL Snapshot 功能在目标 Filer 上创建和更新源 Filer 卷的副本。在目标 Filer 上，用户只能以只读方式访问镜像副本。SnapMirror 软件进行卷的基线传输（类似于磁带备份的 0 级别备份）。初始传输可通过网络连接或通过目标 Filer 上的磁带恢复完成。随后，该软件将通过仅复制新的或发生变化的块对镜像进行更新。镜像副本保持一致，这是因为 SnapMirror 软件对一致的快照副本进行操作。
系统管理员指定生成 SnapMirror 快照副本的时间间隔及进行增量传输的时间。此时间表的制定取决于一天中数据的更改量、镜像的更新要求、源 Filer 上 CPU 的使用情况及可用的网络带宽。
SnapMirror 软件提供异步镜像功能，它相对于同步镜像而言有许多独到的优势。将数据写入源 Filer 的 NVRAM 后，使用源卷的应用程序可继续进行处理，无须等待数据到达目标 Filer。更新过程在后台进行，因此应用程序不会有额外的传输延迟。
总之，SnapMirror 软件可用于：

• 本地或远程站点的文件系统复制
• 快速灾难恢复，无须象磁带恢复那样耗用较长的时间
• 复制文件系统并可随后备份到磁带上
• 在远程站点进行本地只读访问
• 供程序程序测试用的只读卷
• 在 Filer 之间迁移数据

4.4. 利用转储和恢复实现本机备份

Network Appliance 本机转储和恢复构成了可扩展磁带备份策略的基础。同样作为 Data ONTAP 软件捆绑的一个组件，转储和恢复在 Data ONTAP 内核中进行了优化，以确保高效性和可靠性。将小型卷的基于控制台的简单备份复制到高容量磁带时，可以使用这些功能。对于整个企业范围内多个 Filer 上的复杂多卷备份而言，也可从基于 NDMP 的产品中调用这些功能。
转储将文件系统数据以一种能在 NetApp Filer 上通过本机恢复进行恢复的存档格式写入备份介质。这些存档也可在 Sun® Solaris® 系统上通过 ufsrestore 进行恢复。通过从快照副本复制数据，转储可以保存一致的文件系统视图。转储可以备份整个卷、配额树 (qtree) 或任何特定的目录。恢复可以恢复整个卷、配额树 (qtree)、目录或各个文件。转储和恢复可备份和恢复 NFS 及 CIFS（或 UNIX 和 Windows NT）文件属性。恢复 Network Appliance 转储磁带将得到一致的文件系统或文件系统的子集，包括 NFS 和 CIFS 文件属性。
总之，本机转储和恢复可以：

• 进行完整文件系统、子目录及单个文件的恢复
• 利用 ufsrestore 在 Sun Solaris 上进行数据恢复
• 制作用于场外存储的数据存档
• 以较高的性能备份到本地连接的磁带设备或从中进行恢复

在运行 Data ONTAP 6.0 之前版本的 Filer 上所执行的转储和恢复不会备份和重建配额树或其安全类型。您需要手动创建配额树，并在从磁带上恢复数据之前设置正确的安全类型。有关该问题的详细信息，请咨询 NetApp 技术支持，或者访问 NOW Web 站点：http://now.netapp.com/。在运行 Data ONTAP 6.0 及更高版本的 Filer 上所执行的转储和恢复将备份和重建配额树或其安全类型。
此外，Sun Solaris 及所有 5.1 版之前的 Data ONTAP 软件都不支持 Windows NT ACL。如果尝试恢复 Solaris 或 5.1 版之前的 Data ONTAP 软件上的文件、配额树或卷，所有 CIFS 属性都将予以忽略。
针对 5.3 版之前的 Data ONTAP 用户的重要提示
多协议 Filer 使用配额树对 UNIX 文件、NTFS（NT 文件系统）文件及 UNIX 和 NTFS 的混合文件进行分组。恢复带有 NT ACL（访问控制列表）的 NTFS 配额树时，请务必审慎。在 Data ONTAP 5.3 之前，如果用于存放恢复数据的卷设置不正确，系统仍将恢复文件数据，但不会恢复相关的 ACL。