On-Line Библиотека www.XServer.ru - учебники, книги, статьи, документация, нормативная литература.
       Главная         В избранное         Контакты        Карта сайта   
    Навигация XServer.ru






 

Тиражирование, дублирование, восстановление

Версия Replica для Windows NT компании Stac представляет собой систему быстрого резервного копирования и простого оперативного восстановления сервера.
Уильям Вонг

В случае многих и многих систем резервного копирования на магнитную ленту вы попадаете в своеобразную западню, если файловый сервер вдруг выходит из строя. К примеру, сервер становится неработоспособен из-за поломки жесткого диска. Заменить отказавший диск на новый, лежащий на полке специально для таких случаев, не составляет труда, причем сама процедура замены занимает всего несколько минут - все ваши данные есть на ленте, но как их восстановить на новый жесткий диск? До тех пор пока вы не установите на сервере операционную систему и приложение резервного копирования на ленту, прочитать данные с ленточного накопителя будет невозможно. Чтобы вернуть сервер в рабочее состояние, вы должны по крайней мере установить операционную систему и программное обеспечение резервного копирования на ленту, затем загрузить ленточные накопители и восстановить все остальные ваши приложения и файлы с данными. По иронии судьбы, ленты, скорее всего, содержат все файлы операционной системы и программы резервного копирования, которые были установлены на сервере изначально.

Очень печально, что эти ленты нельзя использовать, чтобы избежать переинсталляции ОС и программы копирования. Или это все-таки возможно? Ответ будет положительным, если у вас есть Replica for Windows NT компании Stac. Все, что необходимо, - это четыре дискеты и лента для резервного копирования, остальное сделает Replica.

Replica отличается от традиционных программ резервного копирования на ленту. Она не создает копии отдельных файлов или каталогов, а копирует только тома целиком. Вместе с тем Replica позволяет восстанавливать конкретные файлы или каталоги и, кроме того, сохранять копии не только на ленту, но и на жесткий диск.

Replica использует передовую технологию, но для работы с ней не нужно быть крупным специалистом или даже администратором сети. Система настолько проста, что большинство пользователей может управлять любой из операций Replica. Даже вернуть сервер в рабочее состояние может любой человек, если он знает, как вставить дискету или установить ленту в соответствующий дисковод или накопитель.

Replica пригодится в первую очередь в средах, где работа не должна прерываться ни на минуту. В таких средах простой в период резервного копирования - непозволительная роскошь. Среды такого типа встречаются намного чаще, чем кажется на первый взгляд, ведь в эту категорию попадают серверы Web, серверы приложений и даже многие серверы файлов.

Некоторые программы резервного копирования пытаются взаимодействовать с конкретными приложениями, такими, как Exchange Server компании Microsoft, благодаря чему они могут обращаться к файлам, даже если они используются открытым на данный момент приложением. С помощью разработанной в компании Stac технологии Object Replication Technology система Replica может создавать резервные копии томов вне зависимости от того, какое или сколько приложений работают во время сеанса копирования, в то время как другие продукты предусматривают специальные опции повторения попытки резервирования или откладывания операций в целях создания полной копии.

Однако некоторые приложения и сервисы Windows NT модифицируют Registry или файлы других приложений для контроля за быстро меняющейся динамической информацией. Примером тому может служить приложение, подсчитывающее количество работающих с ним пользователей. При резервном копировании и последующем восстановлении Registry или других файлов, информация может не соответствовать реальному положению дел. В таких ситуациях приложение или сервис NT должны быть закрыты до начала работы Replica.

Еще одна ключевая особенность системы состоит в том, что длительность операции резервного копирования не влияет на производительность системы, если только система не работает на пределе своих возможностей.

Replica может восстанавливать тома целиком или предоставлять прямой доступ к носителю для выборочного пофайлового восстановления. Метод прямого доступа - отнюдь не новая идея, но он крайне редко используется в системах резервного копирования. Replica создает доступный только для чтения том Windows NT, являющийся образом тома, с которого делалась резервная копия.

Replica рассматривает резервный носитель, к примеру ленту DAT, как виртуальный том Windows NT. Виртуальные тома могут использоваться операционной системой Windows NT совместно. С помощью таких средств управления файлами, как Windows 95 Explorer, пользователи могут просто скопировать файл по новому адресу.

Способность Replica воссоздать весь том целиком позволяет Stac создавать очень простые процедуры для восстановления после аварии (см. Рисунок 1) с добавлением еще одной дискеты помимо обычных дискет для восстановления Windows NT.


Рисунок 1. Трудно восстанавливать данные после аварии? Но только не с Replica! Дискеты для восстановления после аварии создаются мгновенно, и все, что вам нужно в дальнейшем, - это дискеты и лента с последней копией ваших данных.

ТЕОРИЯ ОПЕРАЦИЙ

Replica настолько отличается от других программ резервного копирования, что имеет смысл подробно остановиться на механизме ее работы. Для начала давайте посмотрим, что собой представляет традиционное программное обеспечение резервного копирования.

Большинство программ резервного копирования создают копии каждого файла в отдельности. При таком подходе программное обеспечение резервного копирования на ленту обращается к операционной системе с запросом на копирование конкретного файла с дискового тома на ленту или обратно. После того как этот файл скопирован, программа посылает запрос на обработку следующего файла. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все файлы в списке не будут скопированы или восстановлены.

Как вам, вероятно, известно, когда операционная система записывает файл на диск, вовсе не обязательно при этом, что вся информация из данного файла размещается в одном месте, хотя, с точки зрения пользователя, так оно и есть. Во-первых, ОС никогда не пересылает данные на диск и не копирует их с диска побайтно. Контроллеры жесткого диска читают и записывают данные секторами. Таким образом, дисковая операционная система передает данные порциями, также называемыми блоками или кластерами. Размер блока или кластера выбирается при форматировании тома, обычно с учетом размера сектора на диске. Для томов NT File System (NTFS) размер кластера может быть равен 512, 1024, 2048 или 4096 байт.

Все файловые системы имеют те или иные средства контроля за тем, какие кластеры заняты (содержат данные из активного файла), а какие не заняты (пусты или содержат данные, оставшиеся от ранее удаленных файлов).

Файловая система FAT операционной системы MS-DOS контролирует файлы посредством таблицы размещения файлов (File Allocation Table, FAT), откуда файловая система FAT и получила свое название. При первом форматировании тома все блоки маркируются как незанятые. Когда ОС читает или записывает файл, она делает это поблочно. Если размер файла превышает размер одного блока, то ОС разбивает файл на порции в соответствии с размерами блоков.

При записи файла ОС ищет ближайший не зарезервированный кластер в файловой системе и записывает туда первый блок файла. Если смежные кластеры свободны, то ОС размещает в них весь файл целиком. Если же соседние кластеры уже заняты, то ОС ищет следующий свободный кластер и записывает в него следующий блок файла. Этот процесс повторяется до тех пор, пока весь файл не будет записан.

ОС считывает файл также поблочно - сначала первый блок данных из файла, затем следующий блок и т. д. Если файл не фрагментирован, то головка диска будет "дергаться" из-за необходимости поиска соответствующих кластеров по различным трекам и секторам в целях реконструкции файла. Традиционная технология последовательного пофайлового восстановления полагается на возможности операционной системы по реконструкции требуемых файлов с помощью описанного выше метода. Требующийся при таком подходе массовый поиск информации на диске часто и является основной причиной низкой производительности резервного копирования.

Резервное копирование образа тома опирается на иной подход. Программа резервного копирования образа копирует все кластеры в том порядке, в каком они расположены на диске. При копировании образа программа не обращает внимания на "границы" файла и статус кластера. Вместо этого том рассматривается, как заданный диапазон кластеров на диске, и копирование производится покластерно. Поскольку программа считывает кластеры последовательно, резервное копирование образа сводит к минимуму число движений головки диска и ускоряет процесс создания резервной копии. При восстановлении тома программа резервного копирования образа записывает кластеры в том же порядке, в каком они были считаны.

Один из недостатков резервного копирования образа состоит в том, что копирование или восстановление тома, где содержится несколько небольших файлов, занимает столько же времени, как и для заполненного "под завязку" тома.

Разработанная компанией Stac Object Replication Technology, используемая в Replica, может рассматриваться как некоторая модификация резервного копирования образа. Как и аналогичные программы, Replica копирует целиком тома, а не отдельные файлы. Однако Object Replication Technology "умнее": она не копирует незанятые кластеры. По сравнению с резервным копированием образа эта особенность позволяет значительно сократить время, требуемое на тиражирование тома.

Replica использует Object Replication Technology для создания резервной копии образа, или реплики. Таблицы разделов диска и дисковые тома, как FAT, так и NTFS, могут копироваться на ленту или на диск. Среди преимуществ тиражирования на диск - скорость резервного копирования, мгновенная доступность и скорость доступа. При тиражировании тома на диск вы можете выбирать адресата - на реплику тома (она представляет собой том, доступный для Windows NT) или на так называемое "свободное дисковое пространство". Различие между ними - в поддержке доступа к полученной копии. Реплика на свободном пространстве на диске выглядит для ОС как пользовательский раздел диска, недоступный для Windows NT. Размещенную на свободном пространстве диска реплику может читать только Replica. По запросу Replica может преобразовать реплику на свободном пространстве диска в доступный том.

УСТАНОВКА

Stac давно выпускает версию Replica для NetWare. При подготовке этого обзора мы тестировали Replica для Windows NT (версия 3 - это первая версия для платформы NT).

Установка Replica проста благодаря ограниченному числу предлагаемых возможностей. Резервные копии можно создавать только для тома целиком, а целевым является ленточный накопитель. Чтобы сделать копию на ленту, вам потребуется SCSI-накопитель на магнитных лентах, поддерживаемый Windows NT. В отношении поддержки устройств резервного копирования Replica полагается на операционную систему, так что, если ленточный накопитель у вас установлен - эта работа уже позади.

Наличие ленточного накопителя не обязательно, если том тиражируется на жесткий диск - процедуре инсталляции необходимо только указать серийный номер программного обеспечения Replica и сообщить, куда это ПО (в том числе административное программное обеспечение) должно быть установлено. (Консоль Replica, представляющую собой интерфейс управления, можно установить на NT Server с подключенным устройством резервного копирования или на выделенной рабочей станции с операционными системами NT Server, NT Workstation или Windows 95.)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ REPLICA

Хотя Replica базируется на уникальной технологии, по сути ее использование ничем не отличается от работы с традиционной программой резервного копирования. Единственное отличие - в том, что Replica не позволяет создавать копии отдельных файлов и Registry. Она тиражирует только том целиком и информацию о разделах, а в большинстве случаев этого вполне достаточно. (Поскольку Replica создает резервные копии томов целиком, при этом она копирует и Registry, если вы создаете копию тома, содержащего операционную систему. Но сделать копию только Registry вы не можете.)

Настройка задания на выполнение резервного копирования чрезвычайно проста (см. Рисунок 2). Каждый диск имеет таблицу разделов и один или несколько томов. Выберите тот из них, который хотите скопировать ("источник"), затем определите, куда его тиражировать ("цель" - лента или жесткий диск), и запланируйте, когда эта работа должна быть сделана. Если у вас есть накопитель на магнитных лентах и нет свободного места на диске - т. е. выбирать особенно не из чего, - резервная копия будет создаваться на магнитной ленте.


Рисунок 2. С диалоговым окном резервного копирования в Replica работать очень легко. Информация о разделах позволяет Replica восстановить точную копию системы.

Replica поддерживает одноразовое (по требованию) или плановое и регулярное резервное копирование, а также ротацию лент. Варианты ограничиваются извлечением ленты после ее заполнения и проверкой наличия свободного места на ленте для добавления данных. Еще одна опция - возможность включать или игнорировать удаленные файлы, находящиеся в "Корзине". Если эти файлы сохраняются, то их можно восстановить из "Корзины" после восстановления тома.

Резервное копирование на диск еще более прямолинейно - и все благодаря механизму тиражирования с диска на диск, который реализован в Replica. Вам просто необходимо не забыть выбрать один из томов в качестве источника. (Для копирования нескольких томов на диск вам потребуется запланировать несколько сеансов резервного копирования.) Выбранный том должен быть доступен операционной системе NT (к примеру, это должен быть том FAT или NTFS), т. е. это не должен быть свободный диск или том UNIX. После выбора исходного тома окно адресатов отображает все возможные диски, на которые он может тиражироваться. Планирование заданий на копирование осуществляется точно так же, как и при копировании на ленточный накопитель.

При тестировании мы использовали накопитель QIC (ленточный накопитель типа Wangtek DC600) и накопитель с 4-х миллиметровыми лентами DAT (Archive Python 25501). В нашей конфигурации скорость резервного копирования ограничивалась, по-видимому, скоростью периферии, а не производительностью системы или диска. Резервное копирование выполнялось, когда с сервером работали около полудюжины рабочих станций. Во время резервного копирования рабочие станции практически не ощущали ухудшения работы сетевых файловых служб.

РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ ОТКРЫТЫХ ФАЙЛОВ

В отличие от многих систем резервного копирования на ленту, Replica не требует, чтобы перед началом ее работы все файлы были закрыты. Это делается следующим образом. При создании реплики файлов доступ пользователя (или приложения) к тиражируемому тому не блокируется, а контролируется.

Replica тесно интегрирована с драйвером жесткого диска. В начале резервного копирования возникает небольшая, часто незаметная, задержка, пока Replica создает таблицу блоков данных на диске. Затем Replica разрешает доступ к тому и начинает копировать блоки с исходного тома на назначенный. Если приложение только читает данные, то Replica его игнорирует. Аналогично, если данные записываются в незанятый на момент начала процесса резервного копирования блок, то Replica его проигнорирует, поскольку программа копирует только занятые блоки. Однако если данные записываются в занятый блок, то Replica делает копию содержащихся в блоке данных и размещает ее в кэш-памяти. Затем данные приложения переписываются в этот блок, а данные из кэша добавляются в реплику.

Такой подход позволяет Replica сделать точную копию блоков данных, находящихся на диске на момент начала операции резервного копирования. Replica практически не влияет на производительность диска, если только приложения не обновляют большое число имеющихся блоков и не используют всю доступную пропускную способность диска.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТОМОВ

Чтобы помочь быстро найти необходимые для проведения операций восстановления ленты, Replica ведет библиотеку с информацией о резервных лентах. Эта библиотека, однако, сообщает только о том, какие тома и разделы на каких лентах хранятся. Она не содержит информации о файлах, так что, возможно, вам потребуется создать каталог с информацией о том, какая из лент какие файлы содержит. Каталоги и файлы можно просмотреть после установки ленты в дисковод с помощью реализованной в Replica функции прямого доступа.

Replica предлагает три способа восстановления данных. Первый из них позволяет восстановить данные на существующий том, заменив его содержимое. При втором резервная копия записывается на свободное пространство на диске (в неиспользованный раздел диска, размер которого достаточен для размещения нового тома). После того как данные восстановлены, раздел преобразуется в том Windows NT и становится доступен для операционной системы. Затем этот том можно задействовать обычным образом, в том числе для совместного использования файлов рабочими станциями в сети.

Третий метод восстановления - это метод прямого доступа к носителю. В этом случае Replica обеспечивает поддержку виртуального тома на диске, который Windows NT рассматривает как обычный том. Единственное отличие состоит в том, что данные этого тома считываются с ленты. Доступ к нему медленнее из-за того, что на ленте доступ к данным осуществляется последовательно, но после кэширования информации каталог можно быстро просмотреть. Виртуальный том открыт только для чтения, так что вы не можете обновить информацию на ленте, но можете использовать этот том при работе с любым приложением. К примеру, приложение может без труда обращаться к созданной им базе, поэтому вполне возможно, что окажется проще извлечь данные с виртуального тома, чем копировать соответствующие файлы на другой том на диске. Такой подход имеет определенные преимущества, если нужные файлы велики, а вам требуется извлечь лишь небольшой блок информации.

Replica понимает информацию Windows NT о защите для томов NTFS. Другими словами, пользователь сможет получить доступ к файлу на виртуальном томе, только если он имел соответствующие права для работы с исходным файлом. Тома FAT не содержат информации о доступе, и защита в них обеспечивается только на уровне тома в целом.

Резервное копирование с помощью Replica занимает обычно меньше времени, чем пофайловое копирование, выполняемое другими продуктами, а кроме того, Replica работает обычно быстрее, чем системы копирования образа, поскольку тиражирует только занятые блоки. Так, если данные занимают только половину тома, то только эта его половина и будет скопирована. Резервное копирование выполняется быстро и потому, что, как и при резервном копировании образа, данные переносятся целыми блоками.

В тех случаях, когда извлечь требуется лишь несколько файлов, традиционные программы пофайлового копирования будут работать быстрее, чем Replica. Во всяком случае это справедливо в ситуациях, когда оператор точно знает, какие файлы и куда требуется копировать. Причина в том, что другие программы обычно позволяют просмотреть файлы на ленте и скопировать их по месту назначения. С другой стороны, зачастую оператор не знает, какие файлы необходимо восстановить или куда их поместить. Вместе с тем третье лицо, обычно пользователь сети, как правило, знает, какая информация необходима. В этом случае метод прямого доступа к носителю подходит лучше, поскольку оператору требуется просто смонтировать ленту и том. После этого пользователь может просмотреть том, чтобы найти требуемый файл, прочитать или скопировать его в другое место (конечно, если он имеет на это соответствующие права).

Восстановление после сбоев в Replica осуществляется с помощью четырех дискет и стандартных лент с резервными копиями. Три из них являются дискетами для восстановления операционной системы Windows NT, с необходимыми настройками для Replica, а четвертая дискета содержит копию Replica. Компания Stac рекомендует (и правильно делает) хранить копии этих дискет и полный комплект лент с резервными копиями вне офиса.

С помощью дискет и лент с резервными копиями Replica может восстановить весь сервер. Процедура такова. После перезагрузки сервера с помощью первой из дискет для восстановления Windows NT и последующей вставки остальных дискет по запросу, Replica потребует установить магнитную ленту. Вы можете выбрать, какой из томов восстанавливать (обычно все), а затем Replica сама займется своим делом.

Хотя может показаться, что программа Windows NT Setup конфигурирует систему для Windows NT, на самом деле она готовится для работы с Replica, после чего та восстанавливает загрузочную запись, информацию о разделах и выбранные тома - большие системы могут потребовать использования нескольких лент. Вся система будет готова к работе через несколько минут или часов в зависимости от того, сколько и какого размера тома придется восстановить.

ЧЕГО НЕ ХВАТАЕТ

Хотя Replica в том виде, в котором она поставляется, представляет собой полный пакет, она еще далека от совершенства. К примеру, версия Replica для NetWare Enterprise поддерживает резервное копирование и восстановление "по проводам" (т. е. по сети). Эта возможность весьма полезна в сетях с несколькими серверами, где не все серверы имеют ленточный накопитель. Резервное копирование на диск может выполняться только на локальный жесткий диск. Stac планирует подготовить корпоративную версию системы Replica для Windows NT, так что она со временем будет реализована и для платформы NT.

Возможность отдельно восстановить Registry также была бы полезна. На самом деле все, что требуется, - это дружественное к пользователю приложение для работы с файлом базы данных реестра на томе с прямым доступом.

Stac обещает в следующей версии реализовать поддержку автозагрузчика лент. Это должно оказаться полезным для узлов, имеющих дисковое пространство большого размера. Накопители DLT подходят для большинства систем, но многие узлы имеют накопители меньшей емкости, такие, как QIC, DAT или ленты на 8 мм.

И последнее дополнение, которое мы хотели бы иметь, связано с резервным копированием на жесткий диск, а не на ленту. В такой ситуации содержимое дискет для восстановления после аварии неплохо было бы хранить в том же разделе диска, дабы исключить необходимость использования дискет вообще. Поддержка загрузки с нескольких разделов позволила бы оператору использовать возможность восстановления с диска для более быстрого возвращения Windows NT Server в рабочее состояние. Если основной раздел диска становится недоступен, то загрузку можно просто произвести с раздела, содержащего резервную копию аварийного раздела. Это также означает, что вам не придется искать дискеты для восстановления после аварии, когда "все пошло наперекосяк". Очевидно, что если жесткий диск полностью вышел из строя, то эта возможность вам не поможет, но в немалом числе ситуаций неисправность затрагивает только один раздел, так что реплика этого раздела по-прежнему остается доступной.

РЕЗЮМЕ

Технологии, аналогичные Object Replication Technology, разработанной Stac, и технологии прямого доступа к носителю можно найти в других продуктах для ПК и даже для мэйнфреймов, но уникальность Replica в том, что она сочетает обе возможности.

Если вы используете Replica по назначению, то оцените ее производительность, функциональность и простоту. Тем не менее мы советуем обратить внимание на другое программное обеспечение резервного копирования, если в первую очередь вам требуется архивировать файлы или необходимо создавать резервную копию информации с рабочей станции. Однако если вам требуется постоянно поддерживать сервер в рабочем состоянии и у вас нет штатного сетевого администратора, то Replica просто необходима.


Билл Вонг - консультант по компьютерам и независимый автор.

Итог испытаний

Replica 3 для Windows NT

Stac 12636 High Bluff Dr., San Diego, CA 92130, 1-619-794-3700 http://www.stac.com

Replica для Windows NT представляет собой программу резервного копирования на ленту, которая создает резервные копии полных томов диска. В отличие от многих программ резервного копирования образа, Replica может выборочно восстанавливать отдельные файлы и каталоги. Она также позволяет монтировать ленты как виртуальные тома, открытые только на чтение, к которым Windows NT и приложения могут обращаться напрямую. Достоинствами Replica являются ее простота и удобство работы, прямой доступ к носителю (виртуальные тома) и быстрое восстановление после аварий.

Цена. Replica 3 стоит 499 долларов для одного сервера.

Гарантия. Возврат денег в случае отказа от продукта в течение 60 дней.

Требования. Windows NT Server 3.51 или 4.0 с процессором Pentium/75 МГц или более мощным, оперативной памятью емкостью 32 Мбайт, пространством на жестком диске объемом не менее 10 Мбайт. Вам также потребуется по крайней мере один накопитель на магнитных лентах, поддерживаемый Windows NT (список поддерживаемых драйверов можно найти на сервере Web компании Stac).

Установка. Быстрая и простая. Система использует поддержку накопителей на магнитных лентах, имеющуюся в Windows NT, которая в нашем случае была уже установлена. При тестировании установка система заняла чуть меньше часа.

Документация. Stac предлагает довольно компактное "Руководство пользователя". Оно описывает процедуры установки и работу программы, сопровождая пояснения снимками экранов. Посвященный диагностике раздел эффективен, хотя не помешала бы более подробная информация о журнале резервного копирования.

Надежность/совместимость. Replica работает с данными любых приложений Windows NT, а также с любым SCSI-накопителем на магнитных лентах, который поддерживает эта ОС.

Удобство работы. Replica - продукт, простой для понимания и работы. Создание дискет для восстановления после аварий столь же просто, как и их использование для восстановления системы.

Область применения. Replica создает резервные копии систем на основе Windows NT, даже если приложения продолжают выполняться во время сеанса копирования. Благодаря этой возможности Replica будет особенно полезна для серверов Web и приложений, работа которых не должна прерываться ни на минуту. Replica не поддерживает резервное копирование рабочих станций. Она особенно эффективна в сетях с одним сервером без администратора.

Тестовая среда. Компьютер Micron с процессором Pentium/166 МГц, оперативной памятью емкостью 32 Мбайт, жестким диском объемом 2 Гбайт и операционной системой Windows NT Server 4.0 в локальной сети Ethernet, c коммутатором LinkSwitch 1000 компании 3Com.



Литература по Windows NT