案例:数据安全和应用系统可靠性(分析)

案例： 数据安全和应用系统可靠性

背景

备份与恢复是一种数据安全策略，通过备份软件把数据备份到磁带上，在原始数据丢失或遭到破坏的情况下，利用备份数据把原始数据恢复出来，使系统能够正常工作。

A 公司承接了某项信息系统工程，该信息系统拓扑图如图8-1-1所示。

监理公司B 在A 公司进行实施的过程中，现场进行了跟踪，记录如下事件：

事件1：设备(1)中插有5块180GB 的硬盘，正常工作状态下，从主机上发现其磁盘空间为720GB 。

事件2：两台主机安装了相同的操作系统，安装了群集软件。

事件3：两台主机安装了同一版本的Oracle 数据库，其数据库目录均存放本机。

【问题一】

请指出拓扑图所描述的工作模式？简述该模式的优点是什么？

分析：问题一中描述的是典型的双机热备（双机容错）的工作模式。

所谓双机热备，就是将服务器安装成互为备份昀两台服务器，并且在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会迅速地自动接替并运行，从而保证整个网络系统的正常运行。

这种工作机制实际上是为整个网络系统的中心服务器提供了一种故障自动恢复能力。 答案：双机热各工作模式（服务器集群）。

优点：提高运行系统的可靠性、可用性。即当运行主机发生崩溃事件后备机可立即接替运行，确保业务不受影啊。

【问题二】

指出拓朴图中设备(1)的名称？为了实现对大容量数据库的备份，拓扑图上还应当增加什么设备？

分析：问题二的设备为光纤通道磁盘阵列。光纤通道磁盘阵列是在数据安全工程，备份与存储中经常用到的设备。

磁盘阵列( disk array)就是通过一套控制软件结合在一起的、在一个或多个可访问磁盘子系统上的一系列磁盘：该控制软件将这些磁盘的存储空间以一个或多个虚拟磁盘的形式提供给主机。

而光纤磁盘阵列是指磁盘阵列采用光纤通道技术。阵列对主机使用光纤通道接口连接方式，同时，其内部采用光纤通道技术来连接其内部的各个磁盘。

答案：光纤通道磁盘阵列。

对大容量数据库的备份，通常采用磁带库，因此还应当增加磁带库设备。

【问题三】

事件1中，设备(1)插有5块180GB 的硬盘，从主机上发现其磁盘空间为720GB ，请描述其可能的原因。优点是什么？

分析：冗余磁盘阵列（Redundant Array of Inexpensive/lndependent Disks，RAID ）技术，通过对多个硬盘进行条带化处理，有效数据和校验数据被均匀分布在多个硬盘中并加入校验数据。当有硬盘损坏时，通过校验数据恢复受损坏硬盘中的数据。在恢复过程中，不影响系统的服务。同时，RAID 系统可以大幅度提高磁盘数据I/O（Input/Output，输入输出）的性能。通过配置并使用RAID 系统，可以最大限度地减少由于硬件损坏造成的系统故障和数据丢失。 RAID0（Disk Stripping without parity，数据分块）：即把数据分成若干相等

大小的小块，并把它们写到阵列上不同的硬盘上，这种技术又称“Stripping ”（将数据条带化），这种把数据分布在多个盘上，在读写时是以并行的方式对各硬盘同时进行操作。从理论上讲，其容量和数据传输率是单个硬盘的N 倍。N 为构成RAID0的硬盘总数。当然，若阵列控制器有多个硬盘通道时，对多个通道上的硬盘进行RAID0操作，I/O性能会更高。因此常用于图像、视频等领域，RAID0 I/O传输率较高，但平均故障时间MTTF 只有单盘的N 分之一，因此RAID0可靠性最差。

RAID1(Disk Mirroring，镜像) ：即每个工作盘都有一个镜像盘，每次写数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读出，一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读出数据。当更换故障盘后，数据可以重构，恢复工作盘正确数据。这种阵列可靠性很高，但其有效容量减小到总容量一半以下。因此RAID1常用于对容错要求极严的应用场合，如财政、金融等领域。

RAID(0+1)：结合了RAID 0和RAID l，条块化读写的同时使用镜像操作。RAID （0+1）允许多个硬盘损坏，因为它完全使用硬盘来实现资料备余。如果有超过两个硬盘做RAID 1，系统会自动实现RAID (0+1)。

RAID5（Striping with floating parity drive）：是一种旋转奇偶校验独立存取的阵列方式，它按某种规则把奇偶校验信息均匀地分布在阵列所属的硬盘上，所以在每块硬盘上，既有数据信息也有校验信息。这一改变解决了争用校验盘的问题，使得在同一组内并发进行多个写操作。所以RAID 5既适用于大数据量的操作，也适用于各种事务处理，它是一种快速、大容量和容错分布合理的磁盘阵列。当有N 块阵列盘时，用户空问为N-1块盘容量。 答案：设备(1)工作在RAID5的方式下。实际的硬盘容量只有4x180=720GB。

优点：提高数据库对硬盘存储数据的访问性能、效率；提高数据存储的安全性，当其中任意一个硬盘损坏时，数据库数据的完整性不受影响。

【问题四】

根据监理公司工程师对事件2、事件3的记录，指出A 公司的实施过程是否存在的问题。为什么？

事件2不存在问题。热备模式运行的双机系统，应当安装相同的操作系统、相同的应用软件和建设相同的运行环境，最佳方案是两台主机完全相同。

事件3中，作为服务器集群，其数据库的目录应该安装在光纤通道磁盘阵列上。数据库必须存放在光纤通道磁盘阵列上，才能够在发生主备机切换事件的情况下，备机能够接管对数据库的访问。

【问题五】

系统采用增量备份的策略对数据库进行备份，请描述增量备份的方式？备份目的是什么？

增量备份只备份上次备份后系统中变化过的数据信息。

备份的目的：当运行系统磁盘阵列上的数据库发生灾难性崩溃事件后，能够提供恢复数据库所需要的数据。