數據重於一切，爲了保護重要的業務數據不致丟失，很多企業都規劃了種種類型的備份應用系統。本文介紹描述了常用的幾種網絡數據安全備份的系統結構，並對它們的優缺點進行分析與對比，爲用戶針對自己的應用選擇合適的備份方案提供參考。
目前最常見的網絡數據備份系統按其架構不同可以分爲四種：基於網絡附加存儲（DAS-Base）結構，基於局域網（LAN-Base）結構，基於 SAN 結構的 LAN-Free 和Server-Free結構。下面對這幾種結構作具體介紹：
DAS-Base 結構
基於網絡附加存儲系統的備份系統是最簡單的一種數據保護方案，在大多數情況下，這種備份大多是採用服務器上自帶的磁帶機或備份硬盤，而備份操作往往也是通過手工操作的方式進行的。如圖1所示，紅色虛線表示數據流，下同。它適合下面的應用環境：
圖1： DAS-BASE 備份結構
1. 無需支持關鍵性的在線業務操作。
2. 維護少量網絡服務器（小於5個）。
3. 支持單一操作系統
4. 需要簡單和有效的管理
5. 適用於每週或每天一次的備份頻率
基於DAS的備份系統是最簡單的數據備份方案，適用於小型企業用戶進行簡單的文檔備份。它的優點是維護簡單，數據傳輸速度快；缺點是可管理的存儲設備少，不利於備份系統的共享，不大適合於現在大型的數據備份要求，而且不能提供實時的備份需求。
LAN-Base 結構 LAN-Free備份方式：
LAN-Based 備份結構，這是小型辦公環境最常使用的備份結構。如圖2所示，在該系統中數據的傳輸是以局域網絡爲基礎的，首先預先配置一臺服務器作爲備份管理服務器，它負責整個系統的備份操作。磁帶庫則接在某臺服務器上，當需要備份數據在數據備份時備份對象把數據通過網絡傳輸到磁帶庫中實現備份的。
備份服務器可以直接接入主局域網內或放在專用的備份局域網內。我們推薦使用後者方案。因爲採用前者方案的話，當備份數據量很大的時候，備份數據會佔用很大的網絡帶寬，主局域網的性能會下降很厲害，而後者就可以使得備份進程與普通工作進程相互的干擾減少，保證主局域網的正常工作性能。
LAN-Based 備份結構的優點是投資經濟、磁帶庫共享、集中備份管理；它的缺點是對網絡傳輸壓力大，當備份數據量大或備份頻率高時，局域網的性能下降快，不適合重載荷的網絡應用環境。
圖2：LAN-Base 備份結構
LAN-Free和Server-Free的備份系統是建立在SAN(存儲區域網)的基礎上的，其結構如下圖所示。基於SAN的備份是一種徹底解決傳統備份方式需要佔用LAN帶寬問題的解決方案。它採用一種全新的體系結構，將磁帶庫和磁盤陣列各自作爲獨立的光纖結點，多臺主機共享磁帶庫備份時，數據流不再經過網絡而直接從磁盤陣列傳到磁帶庫內，是一種無需佔用網絡帶寬 (LAN-Free) 的解決方案。
圖3：LAN-Free 備份結構
如圖3所示，所謂LAN-free，是指數據無需通過局域網而直接進行備份，即用戶只需將磁帶機或磁帶庫等備份設備連接到SAN中，各服務器就可把需要備份的數據直接發送到共享的備份設備上，不必再經過局域網鏈路。由於服務器到共享存儲設備的大量數據傳輸是通過SAN網絡進行的，局域網只承擔各服務器之間的通信任務，而無需承擔數據傳輸的任務。實現了控制流和數據流分離的目的。
目前，LAN-free有多種實施方式。通常，用戶都需要爲每臺服務器配備光纖通道適配器，適配器負責把這些服務器連接到與一臺或多臺磁帶機(或磁帶庫)相連的SAN上。同時，還需要爲服務器配備特定的管理軟件，通過它，系統能夠把塊格式的數據從服務器內存、經SAN傳輸到磁帶機或磁帶庫中。還有一種常用的LAN-free實施辦法，在這種結構中，主備份服務器上的管理軟件可以啓動其他服務器的數據備份操作。塊格式的數據從磁盤陣列通過SAN傳輸到臨時存儲數據的備份服務器的內存中，之後再經SAN傳輸到磁帶機或磁帶庫中。
儘管LAN-free技術與LAN-Base技術相比有很多有點，但LAN-free技術也存在明顯不足。首先，它仍然讓服務器參與了將備份數據從一個存儲設備轉移到另一個存儲設備的過程，在一定程度上佔用了服務器寶貴的CPU處理時間和服務器內存。另外，LAN-free技術的恢復能力很一般，它非常依賴用戶的應用。
許多產品並不支持文件級或目錄級恢復，整體的映像級恢復就變得較爲常見。映像級恢復就是把整個映像從磁帶拷回到磁盤上，如果我們需要快速恢復系統中某些少量文件，整個操作將變得非常麻煩。此外，不同廠商實施的LAN-free機制各不相同，這還會導致備份過程所需的系統之間出現兼容性問題。LAN-free的實施比較複雜，而且往往需要大筆軟、硬件採購費。
因此，LAN-Free 優點是數據備份統一管理、備份速度快、網絡傳輸壓力小、磁帶庫資源共享；缺點是少量文件恢復操作繁瑣，並且技術實施複雜，投資較高。
Server-Free備份方式
另外一種減少對系統資源消耗的辦法是採用無服務器(Serverless)備份技術。它是LAN-free的一種延伸，可使數據能夠在SAN結構中的兩個存儲設備之間直接傳輸，通常是在磁盤陣列和磁帶庫之間。如圖4所示，這種方案的主要優點之一是不需要在服務器中緩存數據，顯著減少對主機CPU的佔用，提高操作系統工作效率，幫助企業完成更多的工作。
利用IBM Tivoly Storage Manager軟件，配合IBM LTO等磁帶庫產品，可以實現以上各種備份方式。
圖4：Server-Free備份結構
與LAN-free一樣，無服務器備份也有幾種實施方式。通常情況下，備份數據通過名爲數據移動器的設備從磁盤陣列傳輸到磁帶庫上。該設備可能是光纖通道交換機、存儲路由器、智能磁帶或磁盤設備或者是服務器。數據移動器執行的命令其實是把數據從一個存儲設備傳輸到另一個設備。實施這個過程的一種方法是藉助於SCSI-3的擴展拷貝命令，它使服務器能夠發送命令給存儲設備，指示後者把數據直接傳輸到另一個設備，不必通過服務器內存。數據移動器收到擴展拷貝命令後，執行相應功能。
另一種實施方法就是利用網絡數據管理協議(NDMP)。這種協議實際上爲服務器、備份和恢復應用及備份設備等部件之間的通信充當一種接口。在實施過程中，NDMP把命令從服務器傳輸到備份應用中，而與NDMP兼容的備份軟件會開始實際的數據傳輸工作，且數據的傳輸並不通過服務器內存。NDMP的目的在於方便異構環境下的備份和恢復過程，並增強不同廠商的備份和恢復管理軟件以及存儲硬件之間的兼容性。
無服務器備份與LAN-free備份有着諸多相似的優點。如果是無服務器備份，源設備、目的設備以及SAN設備是數據通道的主要部件。雖然服務器仍然需要參與備份過程，但負擔已大大減輕，因爲它的作用基本上類似交通警察，只用於指揮，不用於裝載和運輸，不是主要的備份數據通道。
無服務器備份技術具有縮短備份及恢復所用時間的優點。因爲備份過程在專用高速存儲網絡上進行，而且決定吞吐量的是存儲設備的速度，而不是服務器的處理能力，所以系統性能將大爲提升。此外，如果採用無服務器備份技術，數據可以數據流的形式傳輸給多個磁帶庫或磁盤陣列。
至於缺點，雖然服務器的負擔大爲減輕，但仍需要備份應用軟件(以及其主機服務器)來控制備份過程。元數據必須記錄在備份軟件的數據庫上，這仍需要佔用CPU資源。與LAN-free一樣，無服務器備份可能會導致上面提到的同樣類型的兼容性問題。而且，無服務器備份可能難度大、成本高。最後，如果無服務器備份的應用要更廣泛，恢復功能方面還有待更大改進。
因此，Server-Free 優點是數據備份和恢復時間短，網絡傳輸壓力小，便於同意管理和備份資源共享；其缺點是需要特定的備份應用軟件進行管理，廠商的類型兼容性問題需要統一，並且實施起來與LAN-Free一樣比較複雜，成本也較高，適用於大中型企業進行海量數據備份管理。
前面提到的四種主流網絡數據安全備份系統結構，各自有自己的優點和缺點，用戶需要根據自己的實際需求和投資預算仔細斟酌，來選擇合適自己的備份方案。
數據備份方式的選擇
目前數據備份主要方式有：LAN 備份、LAN Free備份和SAN Server-Free備份三種。LAN 備份針對所有存儲類型都可以使用， LAN Free備份和SAN Server-Free備份只能針對SAN架構的存儲。
基於LAN備份 傳統備份需要在每臺主機上安裝磁帶機備份本機系統，採用LAN備份策略，在數據量不是很大時候，可採用集中備份。一臺中央備份服務器將會安裝在 LAN 中，然後將應用服務器和工作站配置爲備份服務器的客戶端。中央備份服務器接受運行在客戶機上的備份代理程序的請求，將數據通過 LAN 傳遞到它所管理的、與其連接的本地磁帶機資源上。這一方式提供了一種集中的、易於管理的備份方案，並通過在網絡中共享磁帶機資源提高了效率。
LAN-Free備份 由於數據通過LAN傳播，當需要備份的數據量較大，備份時間窗口緊張時，網絡容易發生堵塞。在SAN環境下，可採用存儲網絡的LAN-Free備份，需要備份的服務器通過SAN連接到磁帶機上，在LAN-Free備份客戶端軟件的觸發下，讀取需要備份的數據，通過SAN備份到共享的磁帶機。這種獨立網絡不僅可以使 LAN 流量得以轉移，而且它的運轉所需的 CPU 資源低於 LAN 方式，這是因爲光纖通道連接不需要經過服務器的 TCP/IP 棧，而且某些層的錯誤檢查可以由光纖通道內部的硬件完成。在許多解決方案中需要一臺主機來管理共享的存儲設備以及用於查找和恢復數據的備份數據庫。
SAN Server-Free備份 LAN Free備份對需要佔用備份主機的CPU資源，如果備份過程能夠在SAN內部完成，而大量數據流無需流過服務器，則可以極大降低備份操作對生產系統的影響。SAN Server-Free備份就是這樣的技術。
目前主流的備份軟件，如IBM Tivoli 、Veritas，均支持上述三種備份方案。三種方案中，LAN備份數據量最小，對服務器資源佔用最多，成本最低;LAN free備份數據量大一些，對服務器資源佔用小一些，成本高一些;SAN Server-free備份方案能夠在短時間備份大量數據，對服務器資源佔用最少，但成本最高。中小客戶可根據實際情況選擇。
傳統備份：黔驢技窮無奈何
在傳統的備份模式下，每臺主機都配備專用的存儲磁盤或磁帶系統，主機中的數據必須備份到位於本地的專用磁帶設備或盤陣中。這樣，即使一臺磁帶機(或磁帶庫)處於空閒狀態，另一臺主機也不能使用它進行備份工作，磁帶資源利用率較低。另外，不同的操作系統平臺使用的備份恢復程序一般也不相同，這使得備份工作和對資源的總體管理變得更加複雜。
後來，產生一種克服專用磁帶系統利用率低的改進辦法：即磁帶資源由一個主備份/恢復服務器控制，而備份和恢復進程由一些管理軟件來控制。主備份服務器接收其他服務器通過局域網或廣域網發來的數據，並將其存入公用磁盤或磁帶系統中。這種集中存儲的方式極大地提高了磁帶資源的利用效率。但它也存在一個致命的不足：網絡帶寬將成爲備份和恢復進程中的潛在瓶頸。
有沒有一種更先進的解決方案，在備份的時候儘可能減小對系統資源的消耗，同時又保證系統的高可用性和靈活性呢?
LAN-free備份：平平常常第一招兒
辦法之一是採用LAN-free技術。所謂LAN-free，是指數據不經過局域網直接進行備份，即用戶只需將磁帶機或磁帶庫等備份設備連接到SAN中，各服務器就可把需要備份的數據直接發送到共享的備份設備上，不必再經過局域網鏈路。由於服務器到共享存儲設備的大量數據傳輸是通過SAN網絡進行的，局域網只承擔各服務器之間的通信(而不是數據傳輸)任務。
2種常見的實施手段
LAN-free有多種實施方式。通常，用戶都需要爲每臺服務器配備光纖通道適配器，適配器負責把這些服務器連接到與一臺或多臺磁帶機(或磁帶庫)相連的SAN上。同時，還需要爲服務器配備特定的管理軟件，通過它，系統能夠把塊格式的數據從服務器內存、經SAN傳輸到磁帶機或磁帶庫中。
還有一種常用的LAN-free實施辦法，在這種結構中，主備份服務器上的管理軟件可以啓動其他服務器的數據備份操作。塊格式的數據從磁盤陣列通過SAN傳輸到臨時存儲數據的備份服務器的內存中，之後再經SAN傳輸到磁帶機或磁帶庫中。
LAN-free備份不足之處
“人無完人”，LAN-free技術也存在明顯不足。首先，它仍舊讓服務器參與了將備份數據從一個存儲設備轉移到另一個存儲設備的過程，在一定程度上佔用了寶貴的CPU處理時間和服務器內存。還有一個問題是，LAN-free技術的恢復能力差強人意，它非常依賴用戶的應用。許多產品並不支持文件級或目錄級恢復，映像級恢復就變得較爲常見。映像級恢復就是把整個映像從磁帶拷回到磁盤上，如果您需要快速恢復某一個文件，整個操作將變得非常麻煩。
此外，不同廠商實施的LAN-free機制各不相同，這還會導致備份過程所需的系統之間出現兼容性問題。
LAN-free的實施比較複雜，而且往往需要大筆軟、硬件採購費。
無服務器備份：錦上添花第二招兒
另外一種減少對系統資源消耗的辦法是採用無服務器(Serverless)備份技術。它是LAN-free的一種延伸，可使數據能夠在SAN結構中的兩個存儲設備之間直接傳輸，通常是在磁盤陣列和磁帶庫之間。這種方案的主要優點之一是不需要在服務器中緩存數據，顯著減少對主機CPU的佔用，提高操作系統工作效率，幫助企業完成更多的工作。
2種常見的實施手段
與LAN-free一樣，無服務器備份也有幾種實施方式。通常情況下，備份數據通過名爲數據移動器的設備從磁盤陣列傳輸到磁帶庫上。該設備可能是光纖通道交換機、存儲路由器、智能磁帶或磁盤設備或者是服務器。數據移動器執行的命令其實是把數據從一個存儲設備傳輸到另一個設備。實施這個過程的一種方法是藉助於SCSI-3的擴展拷貝命令，它使服務器能夠發送命令給存儲設備，指示後者把數據直接傳輸到另一個設備，不必通過服務器內存。數據移動器收到擴展拷貝命令後，執行相應功能。
另一種方法就是利用網絡數據管理協議(NDMP)。這種協議實際上爲服務器、備份和恢復應用及備份設備等部件之間的通信充當一種接口。在實施過程中，NDMP把命令從服務器傳輸到備份應用中，而與NDMP兼容的備份軟件會開始實際的數據傳輸工作，且數據的傳輸並不通過服務器內存。NDMP的目的在於方便異構環境下的備份和恢復過程，並增強不同廠商的備份和恢復管理軟件以及存儲硬件之間的兼容性。
無服務器備份的優勢
無服務器備份與LAN-free備份有着諸多相似的優點。如果是無服務器備份，源設備、目的設備以及SAN設備是數據通道的主要部件。雖然服務器仍參與備份過程，但負擔大大減輕，因爲它的作用基本上類似交警，只用於指揮，不用於裝載和運輸，不是主要的備份數據通道。
無服務器備份技術具有縮短備份及恢復所用時間的優點。因爲備份過程在專用高速存儲網絡上進行，而且決定吞吐量的是存儲設備的速度，而不是服務器的處理能力，所以系統性能將大爲提升。此外，如果採用無服務器備份技術，數據可以數據流的形式傳輸給多個磁帶庫或磁盤陣列。
至於缺點，雖然服務器的負擔大爲減輕，但仍需要備份應用軟件(以及其主機服務器)來控制備份過程。元數據必須記錄在備份軟件的數據庫上，這仍需要佔用CPU資源。
與LAN-free一樣，無服務器備份可能會導致上面提到的同樣類型的兼容性問題。而且，無服務器備份可能難度大、成本高。最後，如果無服務器備份的應用要更廣泛，恢復功能方面還有待更大改進。
平衡利弊再定奪
前面我們討論了光纖通道環境下的LAN-free和無服務器備份技術，由於有些結構集成了基於IP的技術，譬如iSCSI，特別是隨着將來IP存儲技術在存儲網絡中佔有的強勁優勢，LAN-free和無服務器備份技術應用的解決方案將會變得更爲普遍。
LAN-free和無服務器備份並非適合所有應用。如果您擁有的大型數據存儲庫必須7×24隨時可用，無服務器備份或許是不錯的選擇。但必須確保您已經清楚恢復過程需要多長時間，因爲低估了這點會面臨比開始更爲嚴重的問題。
另一方面，如果您擁有的大小適中的數據庫可以容忍一定的停機時間，那麼傳統的備份和恢復技術也許是您比較不錯的選擇。