backupy1

Wst

Komputery stały si

wszechobecne w ka

dej dziedzinie naszego

ycia, spotyka si

wsz

dzie: w pracy, w banku, w urz

dzie, sklepie etc. Zadania, które s

im powierzane

sprawiaj

e w coraz wi

kszym stopniu jeste

my od nich uzale

nieni, a jakakolwiek

nieprzewidziana przerwa w pracy systemów komputerowych parali

uje nasze codzienne

działania. Czy kto

jest w stanie wyobrazi

sobie na przykład prac

współczesnego

banku bez systemu informatycznego ? ...

Istniej

TYLKO dwa rodzaje danych komputerowych:

•

te, które zostały zrzucone na ta

•

oraz, te które nie zostały utracone -
JESZCZE!

W celu poprawienia niezawodno

ci i zmniejszenia do minimum mo

liwo

ci wyst

pienia

jakiejkolwiek awarii stosuje si

ró

nego rodzaju zabezpieczenia: np. odpowiednie

systemy zasilania, nadmiarowe serwery plików, macierze dyskowe, systemy backupu,
migracji i archiwizacji danych.
Informacje czy te

dane znajduj

ce si

na dyskach komputerów maj

niewymiern

warto

ść

, któr

doceniamy dopiero wtedy gdy stajemy w obliczu ich braku - niestety za

pó

no.

adna firma handlowa, finansowa czy produkcyjna nie mo

e sobie pozwoli

ich utrat

. Rekonstrukcja utraconych danych jest bardzo kosztowna i czasochłonna, a

czasami nawet niemo

liwa do zrealizowania, poniewa

nie mo

na odtworzy

danych o

kontrahentach zbieranych przez kilka lat działalno

ci firmy czy te

danych finansowych,

ksi

gowych z kilku lat wstecz. Prawo jest bezwzgl

dnie. Awaria pami

ci dyskowych, a

w konsekwencji utrata cennych danych doprowadziła do upadło

ci ju

nie jedn

firm

, oraz przyprawiła o bezsenne noce wielu administratorów systemów

komputerowych.
Nawet je

eli wierzymy w wysok

niezawodno

ść

posiadanego sprz

tu, nale

y pami

utrata danych mo

e by

spowodowana równie

poprzez znacznie gorsze kataklizmy,

jak po

ar, kradzie

sprz

tu. Wówczas jedynym ratunkiem s

kopie bezpiecze

stwa na

mach przechowywanych w ró

nych miejscach, oraz dodatkowo zabezpieczonych

poprzez przechowywanie w ogniotrwałej szafie.
Zabezpieczenie danych chocia

ma wi

ksze znaczenie przy zabezpieczeniu serwerów

plików gdzie utrata danych jest strat

dla wszystkich u

ytkowników w sieci, jest równie

bardzo wa

na dla indywidualnych u

ytkowników, którzy bardzo cz

sto przechowuj

swoich komputerach domowych cenne prywatne dane i projekty - dorobek kilku lat
pracy.
Systemy składowania danych omówione zazwyczaj składaj

•

z pojedynczych nap

dów, autoloaderów lub bibliotek ta

mowych,

•

z oprogramowania do zarz

dzania składowaniem danych.

Przyczyny utraty danych.

Dlaczego systemy zabezpieczania danych ?

•

podniesienie poziomu bezpiecze

stwa przechowywanych danych i informacji,

•

najwi

ksz

warto

firmy s

DANE (nie sprz

t komputerowy),

•

odtworzenie utraconych bitów informacji: bardzo kosztowne, czasochłonne lub
nawet niemo

liwe,

•

rozrost danych: MB -> GB -> TB,

•

pomimo ci

głego wzrostu niezawodno

ci stosowanego sprz

tu, jego awarie

wci

ąŜ

liwe,

•

bł

dy ludzkie, kopia danych jedynym

ródłem w przypadku kataklizmu lub

kradzie

y komputera, (notebooki),

•

pełne zabezpieczenie danych w sieciach jedno- i wieloserwerowych,

•

wysoka niezawodno

ść

przeprowadzanego procesu,

•

stosunkowo krótki czas potrzebny na przywrócenie systemu do stanu z przed
awarii,

•

a pojemno

ść

, wysoka pr

dko

ść

archiwizacji,

•

łatwo

ść

zarz

dzania, niski koszt u

ytkowania,

Podstawowe poj

cia.

Backup: codzienny zrzut danych na no

nik; najcz

ęś

ciej na ta

;

zabezpieczany jest kompletny system wraz z danymi; okresowe
przechowywanie danych (np. rotacja tygodniowa),
Archiwizacja: periodyczny (np. dwa razy w miesi

cu) zrzut wybranych

danych na no

nik; najcz

ęś

ciej dysk magneto-optyczny; trwałe

przechowywanie danych,
HSM:migracja danych na coraz ta

szy no

nik (dysk twardy serwera ->

dysk magneto-optyczny -> ta

ma); A

80% wszystkich odwoła

do plików

dotyczy TYLKO 20% plików zgromadzonych na dysku twardym,
Streamer: urz

dzenia do zapisu i odczytu wykorzystuj

ce no

nik

mowy; zasada działania podobna do funkcjonowania magnetofonu

kasetowego analogowego lub cyfrowego; ró

ne nie kompatybilne

pomi

dzy sob

technologie: QIC/Travan, DAT 4 mm, DAT 8 mm, DLT,

SLR, MLR; najta

szy no

nik danych; cz

sta wymiana no

nika (rotacja

m) - backup dzienny; nie nadaj

do długoterminowego składowania

danych ze wzgl

du na wyci

ganie si

my oraz powstawanie

przesłuchów pomi

dzy

cie

kami (zapis magnetyczny),

Autoloader: automatyczny zmieniacz, ładuj

cy bez udziału operatora

Ŝą

dany no

nik (ta

) z własnego magazynka do nap

du (streamera);

zasada działania podobna do funkcjonowania szafy graj

cej, zapewnia

pełn

automatyzacj

procesu backupu - rotacja ta

m; zastosowanie:

na montowa

w miejscach gdzie nie ma stałego nadzoru

administratora, zwi

kszenie całkowitej pojemno

ci do zapisu danych,

praca równoległa (>2 nap

dów).

Strategie tworzenia kopii bezpiecze

stwa.

Backup pełny (Full)

•

archiwizacja wszystkich danych niezale

nie od czasu kiedy były

archiwizowane po raz ostatni,

•

najkrótszy czas potrzebny na odtworzenie danych,

•

najdłu

szy czas potrzebny na wykonanie operacji backupu,

Backup ró

nicowy (Differential)

•

archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatnim pełnym backupie,

•

ilo

ść

danych oraz czas archiwizacji wzrasta w skali tygodnia,

•

potrzebna jest wi

ksza liczba kaset kaset do odtworzenia systemu w

stosunku do backupu pełnego,

Backup przyrostowy (Incremental)

•

archiwizacja danych zmodyfikowanych po ostatniej archiwizacji,

•

najszybsza metoda archiwizacji,

•

najdłu

szy czas potrzebny na odtworzenie systemu,

•

Strategie backupu w funkcji czasu

Liczba ta

m potrzebna do odtworzenia kompletnego systemu

Technologie.

Wła

ciwy dobór nap

du ta

mowego do tworzenia kopii zapasowej danych w sieciach

komputerowych nie jest uzale

niony od rodzaju systemu operacyjnego w którym

pracuje. Czy jest to sie

pracuj

ca w oparciu o system NetWare firmy Novell, czy

Windows NT firmy Microsoft, czy te

sie

pracuj

ca pod kontrol

jednego z systemów

UNIX np. Sun Solaris, HP UX, IBM AIX itp., kryteria doboru odpowiedniego nap

du s

takie same i na pewno nie jest to koszt wspomnianego urz

dzenia. Parametrami, które

decyduj

o wyborze streamera jest struktura naszej sieci, czyli ile, oraz gdzie znajduj

serwery sieciowe, jaka jest wielko

ść

danych które b

podlegały archiwizacji, oraz

ile czasu mo

emy przeznaczy

na wykonanie backupu.

Parametrami którymi powinien kierowa

administrator przy doborze nap

du s

•

pojemno

ść

•

dko

ść

transferu danych,

•

czas dost

pu do plików,

Obecnie na rynku dost

pne s

nast

puj

ce technologie zapisu danych na ta

mie:

•

Travan

•

DAT 4 mm

•

SLR/MLR

•

AIT 8 mm

•

DLT

Travan
Nap

dy pracuj

ce w technologii Travan nale

Ŝą

do nap

dów ta

mowych najprostszych w

budowie, jak równie

najta

szych. Dane zapisywane s

na kilku

cie

kach ta

my, która

przesuwa si

po torze liniowym wzgl

dem głowicy, a zapis i odczyt realizowany jest w

obydwu kierunkach dzi

ki mechanizmowi zmiany kierunku przesuwu ta

my. Głowica

odczytuj

co-zapisuj

ca przemieszcza si

w poprzek ta

my co umo

liwia zmian

cie

ki.

Nap

d pracuj

cy w tej technologii mo

na przyrówna

do zwykłego magnetofonu z

autorewersem. Poniewa

w technologii tej nie stosuje si

kodu umo

liwiaj

cego

odnalezienie pojedynczego pliku na ta

mie, odtworzenie takiego pliku mo

e by

zwi

zane z odczytem całej ta

my, co znacznie wydłu

a czas operacji odczytu. Czas

dost

pu do plików jest tutaj znacznie dłu

szy ni

w konkurencyjnej technologii DAT,

gdy

ograniczeniem jest tutaj pr

dko

ść

liniowa przesuwu ta

my, której ze wzgl

dów

konstrukcyjno-mechanicznych nie mo

na zwi

kszy

. Zastosowanie: backup

indywidualny stacji roboczych, stacji pracuj

cych w sieci peer-to-peer, niewielkich

serwerów Win NT lub NetWare.Pojemno

ść

do 10/20GB.

DAT 4 mm
Technologia DAT pojawiła si

kilka lat temu do zapisu cyfrowego d

ku, jednak ze

wzgl

du na wysok

cen

magnetofony DAT nie stały si

tak popularne w domowych

zastosowaniach jak standardowe magnetofony analogowe. Nap

dy pracuj

ce w tej

technologii zostały zaadaptowane z powodzeniem w przemy

le komputerowym jako

nap

dy do archiwizacji danych komputerowych. Zasada ich działania jest bardzo

podobna do magnetowidów VHS. Ta

ma wywlekana jest z kasety i owijana na

wiruj

cym z du

Ŝą

dko

bnie (ok.. 2000 obr/min), który umieszczony jest pod

odpowiednim k

tem wzgl

dem ruchu ta

my, która przesuwa si

liniowo stosunkowo

wolno (ok. 8 mm/s). Taki układ ruchu sprawia,

cie

ki zapisywane s

uko

nie

(helikalnie) wzgl

dem ta

my. Poniewa

w czasie przewijania ta

ma porusza si

dko

ok. 200 razy wi

ksz

w czasie odczytu,

redni czas dost

pu do plików

wynosi zaledwie ok. 40 s. Wraz z danymi na no

nik zapisywany jest odpowiedni kod

umo

liwiaj

cy szybkie odnalezienie pliku.

Bardzo wa

cech

nap

dów DAT jest ich kompatybilno

ść

wstecz. Nap

d zapisuj

w formacie DDS-3, odczyta wcze

niej nagrane kasety w formacie DDS-2, DDS-DC,

DDS, a nap

d zapisuj

cy w formacie DDS-2 odczyta kasety w formacie DDS-DC, DDS.

Jest to bardzo wa

na wiadomo

ść

dla tych wszystkich, którzy posiadaj

bibliotek

kaset

DAT DDS, a poszukuj

nap

du o wi

kszej pojemno

ci.

Charakterystyka:

•

skomplikowana budowa,

•

wiele mechanicznych cz

ęś

ci,

•

szybkie

cieranie si

my,

•

ma opuszcza kaset

•

ograniczona

ywotno

ść

kasety (tylko 100 backupów),

•

utrata danych przy rozci

gni

ciu si

my,

Pojemno

ść

do 12/24GB.

SLR/MLR
Firma Tandberg Data jest przoduj

cym producentem technologii QIC (Quarter Inch

Cartridge), która zapewnia kompatybilno

ść

w "dół", natomiast przyszły potencjał wzrostu

jest gwarancj

długotrwałego rozwi

zania i ochrony przedsi

wzi

tej inwestycji w postaci

systemu ochrony danych. W technologii SLR/MLR dane zapisywane s

na kilku

cie

kach ta

my, która przesuwa si

po torze liniowym wzgl

dem głowicy, a zapis i

odczyt realizowany jest w obydwu kierunkach dzi

ki mechanizmowi zmiany kierunku

przesuwu ta

my. Głowica odczytuj

co-zapisuj

ca przemieszcza si

w poprzek ta

my co

umo

liwia zmian

cie

ki. W technologii SLR (Single-channel Linear Recording)

zapis/odczyt odbywa si

z wykorzystaniem jednej

cie

ki w czasie jednego przebiegu

my, natomiast w technologii MLR (Multi-channel Linear Recording) wykorzystywana

jest wi

ksza liczba

cie

ek, co znacznie zwi

ksza wydajno

ść

systemu. Liczba

wszystkich uszkodzonych streamerów Tandberg SLR/MLR rocznie jest mniejsza ni

0,7

Charakterystyka:

•

masywna podstawa gwarantuj

ca:

•

stabilno

ść

mechaniczn

•

odprowadzenie ciepła,

•

ma nie opuszcza kasety,

•

długa

ywotno

ść

kasety (250-700 backupów) okres przechowywania danych >10

lat,

•

najcz

ęś

ciej u

ywany no

nik ta

mowy na

wiecie,

•

prosta budowa - mało mechanicznych cz

ęś

•

niezawodno

ść

•

powolne

cieranie si

•

a pewno

ść

e dane nie zostan

utracone

Pojemno

ść

do 25/50GB.

AIT 8 mm
Zasada działania identyczna jak nap

du DAT 4 mm, jedyna ró

nica to szeroko

ść

my,

która tutaj wynosi 8 mm. Zasad

działania mo

na porówna

do działania magnetowidu

VHS.

DLT
Jest to jedna z najnowszych technik zapisu cyfrowego danych na ta

mie magnetycznej.

Charakteryzuje si

ona bardzo du

Ŝą

sto

zapisu umo

liwiaj

zapis na jednej

kasecie DLT do 35 GB danych bez kompresji jak równie

znacznie wi

ksz

dko

transmisji danych, do 5,0 MB/s, co stanowi wi

ksz

warto

ść

w dotychczas

stosowanych nap

dach DAT (w najnowszym standardzie DDS-3 warto

ść

ta równa jest

1.0 MB/s). Było to mo

liwe do osi

gni

cia dzi

ki odpowiedniemu mechanizmowi, nowym

głowicom odczytuj

co-zapisuj

cym jak równie

nowemu standardowi formatu zapisu.

Budow

mechanizmu przedstawiono na rysunku. W kasecie znajduje si

tylko jedna

szpula na której nawini

ta jest ta

ma, w momencie wło

enia jej do mechanizmu jest ona

wywlekana i zawijana na stałej szpuli znajduj

cej si

rodku nap

du. Przesuw ta

odbywa si

tutaj liniowo wzgl

dem głowicy, analogicznie jak w technologii Travan.

Charakterystyka:

•

prosta budowa,

•

nie poruszaj

ca si

głowica pisz

co/czytaj

ca,

•

długa

ywotno

ść

kasety,

•

rolka nawijaj

ca znajduje sie w streamerze,

•

ma opuszcza kaset

•

krytycznie w wypadku awarii,

Pojemno

ść

do 35/70GB.

Dlaczego ta

ma ?

Na poni

szym rysunku przedstawiono szacunkowe koszty przechowywania 1 MB

danych na najpopularniejszych urz

dzeniach do składowania danych. Wynika z niego, i

najta

szym no

nikiem jest ta

ma, z cen

ok. 0,015 PLN za 1 MB zapisanej informacji.

W chwili obecnej tylko urz

dzenia ta

mowe pozwalaj

na przechowywanie do 35/70GB

danych na jednym no

niku, co umo

liwia wykonywanie scentralizowanego backupu

wielu serwerów w sieci. Obecna technologia no

ników ta

mowych pozwala na wysoki

współczynnik pewno

ci nagranych danych, a dane mog

przechowywane na ta

mie

nawet przez 10 lat. (uzale

nione od technologii).

Streamery Tandberg Data NS Series (4/8 GB oraz 10/20 GB)

zł PL

TD-NS-6130

Tandberg Data NS8i Drive Kit

1 699

TD-NS-6087

Tandberg Data NS8e Drive Kit

2 227

TD-NS-6129

Tandberg Data NS8i

1 525

TD-NS-6230

Tandberg Data NS20i

2 261

TD-NS-6226

Tandberg Data NS20i Drive Kit

2 494

TD-NS-6227

Tandberg Data NS20e Drive Kit

3 060

TD-NS-6228

Tandberg Data NS20i Server Kit

3 722

TD-NS-6229

Tandberg Data NS20e Server Kit

4 368

Streamery Tandberg DLT Series (20/40 GB oraz 35/70 GB)

TD-DLT-6255

Tandberg DLT 4000i Drive Kit

9 987

TD-DLT-6271

Tandberg DLT 4000e Drive Kit

10 912

TD-DLT-6272

Tandberg DLT 7000i Drive Kit

24 080

TD-DLT-6273

Tandberg DLT 7000e Drive Kit

25 456

Jedna z firm oferuj

cych sprz

t i oprogramowanie

CCS System & Consulting s.c. 1999

rodowisko pracy urz

dze

do backup'u i archiwizacji oraz warunki składowania i

przechowywania no

ników danych (ta

W zale

ci od

rodowiska pracy mo

emy podnie

ść

lub obni

sprawno

ść

mechaniczn

i funkcjonalno

ść

urz

dze

do backup'u i archiwizacji danych w tym

głównie streamerów, autoloaderów i bibliotek ta

mowych, czyli urz

dze

najbardziej

nara

onych na wpływ czynników zewn

trznych. Wi

kszo

ść

producentów zaleca

stosowanie odpowiednich warunków pracy dotycz

cych wykonywania backup'u,

archiwizacji, odtwarzania danych czy te

składowania no

ników danych (ta

m).

Najbardziej rygorystyczne normy dotycz

przede wszystkim ta

m, które pod wpływem

wysokiej temperatury i wilgotno

ci trac

swoje zdolno

ci przechowywania danych a tym

samym zmniejszamy prawdopodobie

stwo odzyskania zapisanych wcze

niej informacji.

Podobnie jest z tak

e z robotyk

biblioteki ta

mowej, gdy

wymaga ona tak

okre

lonych przez producenta warunków pracy.

Poni

ej znajduj

przykładowe wymagania co do warunków eksploatacji nap

mowego QIC stosowanego do backup'u i archiwizacji danych w zakresie temperatury

i wilgotno

ci:

•

Temperatura otoczenia dla urz

dzenia aktywnego: 5° do 35°C

•

Temperatura magazynowania -20° do +60°C

•

Temperatura otoczenia dla urz

dzenia nieaktywnego: - 40° do 70°C

•

Maksymalny skok temperatury: 10°C na godzin

•

Wilgotno

ść

powietrza w miejscu pracy: 20% do 80% RH

Wszystkie no

niki stosowane w bibliotekach ta

mowych s

fabrycznie przygotowane do

kilku tysi

cy przej

ść

głowicy. Tylko w zalecanych przez producenta warunkach

otoczenia i

rodowiska jest mo

liwe maksymalne wykorzystanie parametrów

technicznych urz

dzenia oraz wydajno

ci w zakresie operacji backup'u i odtwarzania

danych.

W warunkach wilgotno

ci 50% oraz temperaturze otoczenia 22°C jest mo

liwe

wykonanie od 100 do 150 pełnych operacji backup'u na no

niku ta

mowym DAT, DLT

czy te

QIC. Rekomendujemy i wr

cz zalecamy wykonanie maksymalnie do 100

pełnych operacji backup'u.

Wilgotno

ść

powietrza ma ogromny wpływ na nap

dy ta

mowe, zarówno na sam nap

(streamer) urz

dzenia jak i na jego robotyk

(zmieniacz ta

m). Aby zapobiec

uszkodzeniom na jakie nara

ona jest biblioteka ta

mowa nale

•

zainstalowa

bibliotek

mow

w miejscu, gdzie temperatura otoczenia jest

stabilna tj. z dala od okien, wentylatorów i drzwi

•

unika

umieszczania no

ników danych w ró

nych temperaturach i warunkach tj.

nie wolno np. zostawia

ników danych w nasłonecznionych miejscach.

•

unika

przesyłania danych (odczyt i zapis) kiedy temperatura otoczenia zmienia

cej ni

10°C w ci

gu godziny

•

unika

uruchamiania biblioteki oraz odczytywania i zapisywania danych na

nikach kiedy temperatura zmieniła si

cej ni

15°C. Ponowne

uruchomienie urz

dzenia w tym przypadku nast

e dopiero po upływie co

najmniej 2 godzin aby temperatura otoczenia si

ustabilizowała.

eli chodzi o ta

mowe no

niki danych to powinny by

one przechowywane w

odpowiedniej temperaturze i warunkach wilgotno

ci, które zawsze podane s

dokumentacji technicznej producenta. Nie wolno nara

mowych no

ników danych

na długotrwały kontakt ze

wiatłem słonecznym. Nie wolno przechowywa

ników

danych (ta

m) w silnym polu magnetycznym mog

cym uszkodzi

ich zawarto

ść

. W

przeciwnym bowiem razie

ywotno

ść

ników znacznie si

skróci, awaryjno

ść

znacznie wzro

nie a prawdopodobie

stwo odtworzenia danych spadnie do minimum.

ARCserveIT 6.61 dla Windows NT - charakterystyka:

•

Inteligentne odtwarzanie danych

•

Bardzo szybka archiwizacja struktury dysków

•

Odtwarzanie danych po awarii z dysku startowego

•

System RAID wykorzystuj

cy nap

d urz

dzenia do backup'u i archiwizacji

•

Archiwizacja całego lub cz

ęś

ci rejestru oraz odtwarzanie rejestru

•

Podgl

d pracy serwerów i czynno

ci dla całej rozległej sieci komputerowej

•

Dzi

ki Tape Library oraz Optical Library obsługuje jedno lub wielonap

dowe

autoloadery (zmieniacze) oraz biblioteki ta

mowe i optyczne co zapewnia

automatyzacj

procesów backup'u i archiwizacji danych oraz zarz

dzanie

składowaniem danych

•

Program ARCserveIT sam automatycznie przypisuje numery seryjne no

nikom

oraz czy

ci urz

dzenie ta

mowe

•

Ochrona przed uszkodzeniami dzi

ki systemowi RAID Fault Tolerance

gwarantuje nieprzerwany procesarchiwizacji. W przypadku awarii nap

urz

dzenia do backup'u lub no

nika danych pozostałe no

niki zawieraj

wystarczaj

ce ilo

ci informacji potrzebne do odzyskania wszystkich znacz

cych

danych.

•

Równoległe zapisywanie danych na no

nikach optymalizuje szybko

ść

przesyłania

danych umo

liwiaj

c osi

gni

cie bardzo wysokiej wydajno

•

Archiwizacja i odtwarzanie danych aplikacji bez wył

czania systemu

komputerowego umo

liwiaj

agenci do baz danych.

•

Opcja Disaster Recovery Option odtwarza po awarii system tworz

c dysk

startowy słu

Ŝą

cy do uruchomienia systemu za pomoc

oprogramowania

ARCserveIT. W przypadku awarii dane mo

na odzyska

bez ponownej instalacji

systemu operacyjnego i programu ARCserveIT

•

Interfejs Win 9.x

•

Kompatybilno

ść

z rokiem 2000

Poni

ej znajduje si

przykładowa instalacja systemu do ochrony i zabezpieczania

wieloserwerowej sieci opartej o platform

Windows NT, NetWare i UNIX stworzona z

zastosowaniem oprogramowania CA ARCserveIT 6.61 dla Windows NT.

Co to jest RAID

The term RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) was first used in a paper entitled 'A Case for
Redundant Arrays of Inexpensive Disks' written by David A. Patterson, Garth Gibson and Randy H. Katz
of the University of California-Berkley in 1987.

RAID

(Redundant Array of Independent Disks) to kilka niezaleŜnych fizycznie dysków

połączonych ze sobą w taki sposób, Ŝe tworzą jeden logiczny dysk zapewniając dodatkowo kilka
sposobów zabezpieczeń danych. Redundantne informacje słuŜące do zabezpieczenia waŜnych
danych mogą być równieŜ danymi (przypadek mirroringu) lub bitami parzystości wyznaczanymi
przez operację logiczną na kilku blokach danych (RAID 3,4 i 5). Systemy operacyjne (NetWare,
Windows, Unix itd.) współdziałają w takim przypadku nie z jednym dyskiem, ale z zespołem
dysków stanowiących dla niego jedną całość. Głównym celem stosowania systemów RAID jest
zwiększenie rzeczywistego transferu danych oraz zapewnienie bezpieczeństwa danym, które
wykorzystuje się w danej chwili procesu informatycznego. RAID chroni uŜytkownika przed

przerwami w działaniu serwera, zabezpiecza znajdujące się na dyskach dane w wypadku
uszkodzeń jednego z dysków, ale nie chroni ich przed zmazaniem przez uŜytkownika, kradzieŜą,
poŜarem itp. Dlatego, aby system był w pełni bezpieczny, konieczne jest równieŜ zadbanie o
backup danych i dopiero RAID+backup jest odpowiednim rozwiązaniem do właściwej -wydajnej
i bezpiecznej pracy serwerów i sieci komputerowych.

Poziomy RAID

Grupa UC Barkley zdefiniowała sześć poziomów RAID. KaŜdy z nich w odmienny sposób
organizuje rozkład danych na dyskach i optymalizuje pracę działania w odpowiedni dla pewnych
załoŜeń sposób.

RAID

0 - rozdzielanie danych (stiping)

RAID 0 buduje się z co najmniej dwóch dysków. Dane, które powinny być zapisane dzielone są
na mniejsze bloki (4-128kB) przez kontroler RAID i kaŜdy z takich bloków zapisywany jest na
kolejnym dysku. Pojemność wypadkowego dysku logicznego zwiększa się i równa sumie
pojemności z dysków składowych (zakładam stosowanie dysków o jednakowej pojemności).
W takiej konfiguracji system zapewnia dobre wyniki transferu danych w procesach zapisu i
odczytu szczególnie przy odczycie sekwencyjnym. Wadą takiego rozwiązania jest brak
jakichkolwiek informacji, które mogłyby stanowić zabezpieczenie dla posiadanych na dyskach
danych. Uszkodzenie jednego dysku powoduje utratę wszystkich danych. Z RAID 0 korzysta się
obecnie raczej rzadko, tam gdzie waŜna jest duŜa ilość miejsca na dyskach a zabezpieczenie
danych nie jest głównym celem działania.

RAID 1

- Mirroring, duplexing

W rozwiązaniu RAID 1 jednakowe dane rozmieszczane są na dwóch dyskach. Rozwiązanie takie
zapewnia najwyŜszy stopień zabezpieczenia - 100% redundancji. JeŜeli dysk ulegnie
uszkodzeniu, system kontynuował będzie działanie korzystając z dysku drugiego.
Dla nieduŜych systemów RAID 1 jest najlepszym rozwiązaniem. Dla systemów średnich i
duŜych, gdzie ilość danych wymaga zastosowania trzech lub więcej dysków, stosowanie dysku
mirrorującego do kaŜdego, z nich znacznie zwiększyłoby koszty rozwiązania. W takich
przypadkach korzysta się z kolejnych poziomów RAID.

RAID 2 - System Hamming'a
W RAID 2 dane są rozdzielane na pojedyncze bajty i zapisywane na dyskach wchodzących w
skład RAID'u. Nadmiarowe dane, które zabezpieczają zasoby wyznaczane są przy uŜyciu
algorytmu Hamminga i zapisywane na dodatkowym dysku.
Rozwiązania w oparciu o RAID 2 stosowane były w początkowej fazie istnienia systemów
RAID, wcześniej niŜ twarde dyski wyposaŜone były w ich własny kod korekcji. Dzisiaj, gdy
technologia wyposaŜyła dyski twarde w szereg nowoczesnych algorytmów korygująco-
optymalizujących, system Hamminga przestał być interesujący w profesjonalnych
zastosowaniach.

RAID 3 - Rozdzielanie danych na bajty z dodatkowym dyskiem parzystości
W konfiguracji RAID 3 przeznaczone do zapisu dane dzielone są na pojedyncze bajty, a
następnie zapisywane na dyskach systemu. Bajt parzystości wyznaczany jest dla kaŜdego rzędu
danych i zapisywany na dodatkowym dysku zwanym dyskiem parzystości. Rozwiązanie to
przypomina zabezpieczenia pamięci RAM gdzie 8 bitów danych zabezpieczane jest jednym
bitem parzystości. JeŜeli jeden z twardych dysków ulegnie uszkodzeniu, utracone dane mogą być
odzyskane przez odpowiednią kalkulację pozostałych i odpowiadających im bajtów parzystości.
RAID 3 wykorzystuje się tam, gdzie mała liczba uŜytkowników odwołuje się do bardzo duŜych
plików (np. transmisja obrazu).

RAID 4 - Rozdzielanie dysków na bloki z dyskiem parzystości
RAID 4 jest bardzo zbliŜony do RAID 3, z tą róŜnicą, Ŝe dane są dzielone na większe bloki
(16,32, 64 lub 128 Kbajtów). Takie pakiety zapisywane są na dyskach podobnie do rozwiązania
RAID 0. Dla kaŜdego rzędu zapisywanych danych blok parzystości zapisywany jest na dysku
parzystości.
Przy uszkodzeniu dysku dane mogą być odtworzone przez odpowiednie operacje matematyczne.
Parametry RAID 4 są bardzo dobre dla sekwencyjnego zapisu i odczytu danych (operacje na
bardzo duŜych plikach). Jednorazowy zapis małej porcji danych potrzebuje modyfikacji
odpowiednich bloków parzystości dla kaŜdej operacji I/O. W efekcie, za kaŜdym razem przy
zapisie danych system czekałby na modyfikacje bloków parzystości, co przy częstych operacjach
zapisu bardzo spowolniłoby pracę systemu.

RAID 5 - Podział danych na bloki z podziałem danych parzystości pomiędzy wszystkie
dyski
RóŜnica pomiędzy RAID 4 i RAID 5 jest taka, Ŝe w RAID 5 dane parzystości zapisywane są
wskroś wszystkich dysków. Powoduje to zwiększenie operacji przy częstym zapisie małych
plików. Nie ma pojedynczego dysku parzystości, który powodowałby ograniczenia przy
operacjach na niewielkich plikach.
Transfer danych zbliŜony jest do RAID 4, ale eliminuje małą liczbę odwołań I/O. RAID 5 jest
obecnie najbardziej popularnym rozwiązaniem w dzisiejszych serwerach (macierzach
dyskowych).

RAID 10 - rozdzielanie danych pomiędzy mirrorowane dyski
Rozwiązanie to jest kombinacją poziomów RAID 0 i RAID 1 (moŜna spotkać się równieŜ z
oznaczeniem RAID 0+1) i posiada cechy obu tych systemów - bezpieczeństwo i duŜy
sekwencyjny transfer. Najczęściej do takiego rozwiązania wykorzystuje się cztery dyski,
poniewaŜ RAID 10 tworzony jest z dwóch par mirrorowanych dysków, a pomiędzy nimi stosuje
się RAID 0.

RAID 10 stosuje się tam, gdzie zabezpiecza się duŜe pliki, a poniewaŜ nie wyznacza się kodów
nadmiarowych, operacje zapisu są bardzo szybkie.

Biuletyn Techniczny Numer 2 Miesiąc 2 Rok 1996

Ochrona danych w sieci - TTS firmy
NOVELL NETWARE

TTS

Opracowanie to oparte jest na róŜnych źródłach, a takŜe na przeprowadzonych testach. Jest
pewnego rodzaju wprowadzeniem do problematyki ochrony integralności baz danych.
Skoncentrowano się w nim na najbardziej znanym i rozpowszechnionym systemie śledzenia
transakcji TTS wbudowanym w system operacyjny Novell Netware.
Co to jest transakcja ?
To z pozoru proste pytanie moŜe nastręczyć jednak trochę kłopotów przy próbie odpowiedzi.
MoŜna rozumieć transakcję jako pewien określony i zamknięty ciąg zdarzeń, który zachodzi
podczas przetwarzania danych i prowadzi do zachowania integralności danych niezaleŜnie od
czynników zakłócających. Transakcja jest realizacją programową śledzenia zamian
dokonywanych w bazie danych. Transakcję uwaŜa się za pomyślnie zakończoną jeśli osiągnie
tzw. punkt potwierdzenia (lub zakończenia), po osiągnięciu którego dane w bazie danych
znajdują się w stanie zgodnym. Oczywiście jeśli transakcja zostanie przerwana lub nie osiągnęła
punktu potwierdzenia to wszystkie zmiany w bazie danych muszą być wycofane i zostanie
odtworzony stan bazy sprzed rozpoczęcia transakcji. Transaction Tracking System (TTS)
produkcji firmy Novell wbudowany w system Novell Netware moŜe chronić dane przez
wycofywanie (backing out) niekompletnych transakcji jeśli wystąpiły jakiekolwiek błędy.
Spróbujmy przyjrzeć się jak działa system TTS.
Jak działa system TTS?
ZałóŜmy sytuację, w której rozpoczęła się transakcja i w plikach bazy danych są wykonywane
jakieś zmiany. Program na stacji roboczej zapisuje (zmienia)
dane w pliku (append(), write() itp.). Dane są składowane przez TTS na serwerze ale w
"głównym" buforze - plik cały czas pozostaje jeszcze niezmieniony, serwer przegląda plik, aby
znaleźć dane, które mają zostać zmienione przez nowy zapis. Stare dane są kopiowane do
"głównego" bufora wraz z informacją dodatkową (nazwa pliku, długość danych, offset itp.). Plik
cały czas pozostaje jeszcze niezmieniony, serwer przepisuje stare dane z "głównego" bufora do
specjalnego pliku tymczasowego, który pełni rolę pliku roboczego transakcji, serwer zapisuje
nowe dane z "głównego" bufora na miejsce przeznaczenia zacierając stare dane. Plik zawiera
teraz aktualną postać danych ale nie jest uznany za zmieniony bo transakcja jeszcze trwa. Taki
cykl zapisu danych do pliku i pliku transakcyjnego trwa do momentu zakończenia transakcji. Po
osiągnięciu punktu potwierdzenia transakcja zostaje uznana za zakończoną i plik zostaje uznany
za ostatecznie zmieniony. Dane tymczasowe zapisane w pliku transakcyjnym zostają wymazane.
Tutaj naleŜy zaznaczyć, Ŝe system TTS nie widzi danych jako rekordów i pól, ale jako dane

zapisywane do pliku. Działanie TTS nie zaleŜy wobec tego od konkretnego systemu plików.
Domyślnie transakcja rozpoczyna się w momencie załoŜenia przez aplikację pierwszej blokady
rekordu, a kończy się w momencie zwolnienia ostatniej blokady. Novell wykorzystuje do tego
celu specjalny mechanizm blokujący.
System ten nazwany został Logical Lockig System (dla tzw. blokad logicznych). Sytuacja w
której nie dochodzi do osiągnięcia przez transakcję punktu potwierdzenia moŜe być
spowodowana przez: a) aplikacja "pada" (zawiesza się) ale połączenie z serwerem nie jest
przerwane b) zostaje przerwane połączenie stacji z serwerem c) serwer "pada". JeŜli aplikacja
zawiesi się to TTS nie rozpocznie wycofywania transakcji jeśli połączenie z serwerem będzie
aktywne (np. nieskończona pętla wewnątrz aplikacji). Wycofywanie transakcji rozpocznie się
dopiero po wykryciu przez Netware, Ŝe brak jest połączenia ze stacją, która rozpoczęła
transakcję. Dane znajdujące się w pliku transakcji są przepisywane z powrotem do bazy danych
zacierając wszelkie zmiany jakie były do tej pory wykonane. Na konsoli serwera pojawia się
komunikat podobny do: "Transaction aborted for station #2 task #3". Istnieje teŜ moŜliwość
wymuszenia wycofania transakcji przez aplikację (przez API Netware). Jeśli podczas
przetwarzania transakcji zawiesi się serwer plików to wycofanie transakcji następuje po
ponownym uruchomieniu serwera. Plik transakcyjny TTS znajduje się z reguły w katalogu
głównym wolumenu SYS i jest ukrytym plikiem systemowym systemu Netware. Wszelkie
informacje o działaniu systemu TTS są zapisywane w pliku TTS$LOG.ERR umieszczonym w
katalogu głównym na wolumenie SYS.
Warunki działania systemu TTS
Warunkiem działania systemu TTS jest aktywność tego systemu podczas pracy serwera. Z reguły
po instalacji systemu Netware TTS jest włączany (jest to ustawienie domyślne). Z konsoli
serwera moŜna wyłączyć TTS komendą: DISABLE TTS i włączyć komendą: ENABLE TTS. Przy
czym warto pamiętać, Ŝe jeśli nie będziemy korzystać z TTS to lepiej jest go wyłączyć bo jak
kaŜdy dodatkowy proces serwera TTS zabiera pamięć, moc obliczeniową i przestrzeń na dysku.
Uwaga !System TTS moŜe zostać automatycznie wyłączony przez Netware w przypadku gdy nie
ma miejsca na wolumenie SYS. Miejsce to jest potrzebne dla pliku transakcyjnego i dla ew.
odtworzenia danych po awarii. Drugą moŜliwością wyłączenia się TTS jest po prostu brak wolnej
pamięci operacyjnej w serwerze.
Drugim warunkiem jest nadanie plikom, które mają być chronione przez system śledzenia
transakcji atrybutu T (Transactional). Atrybut ten jest moŜliwy tylko dla plików na dysku
sieciowym i moŜna go nadać (lub usunąć) programem FLAG, który jest programem
narzędziowym Novell-a.
Atrybut T nie moŜe być nadany lub usunięty za pomocą Ŝadnego innego programu (jak np.
ATTRIB). Innym ograniczeniem jest niemoŜliwość usunięcia czy teŜ zmiany nazwy pliku, który
ma atrybut T. I jeszcze jedno. Atrybut T nie moŜe być zmieniony w momencie kiedy plik jest juŜ
otwarty. MoŜliwe są oczywiście zmiany atrybutu T z wnętrza aplikacji ale wymaga to uŜycia API
Netware lub bibliotek firm trzecich.
Podsumowanie
Jak pokazały próby praktyczne system TTS zapewnia wystarczającą ochronę plików baz danych.
W konkretnym przypadku chronione były pliki bazy danych i pliki indeksowe. Jak wykazały
próby w zasadzie niemoŜliwe było uszkodzenie pliku z danymi czy pliku indeksowego w
przypadkach takich jak resetowanie stacji przetwarzającej dane (wielokrotne próby), a nawet
brutalnego wyłączenia serwera. JednakŜe bez modyfikacji aplikacji (w tym przypadku był to
program Firma++) nie jest moŜliwe pełne wykorzystanie zalet systemu TTS. Problemy pojawiają
się w momencie kiedy podejmie się próbę obudowy plików indeksowych z wnętrza programu.

OtóŜ taka operacja jest w tym momencie niemoŜliwa bo odbudowa plików indeksowych polega
na ich skasowaniu i ponownej odbudowie, a plik z atrybutem T nie moŜe być skasowany.
W tym krótkim opracowaniu opisane zostały podstawy działania systemu TTS firmy Novell. Nie
zostały tu opisane typy transakcji i sterowanie ich przebiegiem, określanie progów działania
systemów transakcji, parametry TTS ustawiane na konsoli serwera i sposób kontrolowania
transakcji za pomocą API Netware.