数据保护

　　数据保护，就是需要对当前磁盘上的数据，进行备份，以防突如其来的磁盘损坏，或者其他各种原因导致的数据不可被访问，或者部分数据已经损坏，已经影响到了业务层。备份后的数据，可以在数据失败之后，第一时间恢复到生产磁盘上，从而最大程度地减少损失。

　　数据保护的方法

　　从底层来分，数据保护备份可以分为文件级的保护和块级的保护。

　　文件级备份

　　如果备份软件将文件备份到磁盘介质或者任何其他的块介质上，那么这些文件就可以是不连续的，块设备可以跳跃式的记录数据，而一个完整数据链信息，由管理这种介质的文件系统来记录。磁盘读写速度比磁带要高的多。

　　近年来出现了VTL，即Virtual Tape Library，虚拟磁带库，即用磁盘来模拟磁带。乍一看比较新鲜，其实实现起来，还是在代码上做改动即可。欺骗上层底层物理介质是磁带，然后自己再按照磁盘的记录方式读写数据，这就是虚拟化的表现。这种方法，提高了速度，用处不小。

　　数据保护并不是阳春白雪，我们经常用的赛门铁克公司的Ghost，就是一种文件备份软件。他将一个分区或者整块磁盘上的文件，及磁盘分区表，MBR等信息一同备份，打包成一个大文件，系统故障的时候，就可以用软件来读取这个文件，向磁盘中做恢复。Ghost支持多种文件系统，包括linux的ext2。Veritas，CA等等厂家都有自己的文件级备份软件解决方案。

　　块级备份

　　文件级的备份，即备份软件只能感知到文件这一层，将磁盘上所有的文件，备份到另一个介质上。所以文件级备份软件，要么依靠操作系统提供的文件系统接口来备份文件，要么自己具有文件系统的功能，可以识别文件系统元数据。文件级备份软件的基本机制，就是将数据以文件的形式读出，然后再将读出的文件存储在另外一个介质上。这些文件，在原来的介质上，存放可以是不连续的，各个不连续的块之间的链关系由文件系统来管理。而如果备份软件将这些文件，备份到磁带介质上，那么这些文件必须是连续的，因为磁带不是块设备，由于机械限制，他记录数据的时候，是连续的。磁带上的数据，也需要组织，相对于磁盘文件系统，也有磁带文件系统，准确来说不应该叫做磁带文件系统，而应该叫做磁带数据管理系统。因为对于磁带来说，它没有文件的概念，它记录的数据都是流式的，连续的。数据之间用一些特殊的间隔来分割，从而可以区分一个个的“文件”，其实就是一段段的二进制数据流。因为磁带设备平时几乎应用不到，所以一般操作系统中不会自带这种磁带数据管理系统，而只有备份软件，才带有这种功能。磁带备份文件的时候，会将磁盘上每个文件的属性信息，和实体文件数据一同备份下来，但是不会备份磁盘文件系统的描述信息，比如一个文件所占用的磁盘簇号链表等等，因为利用磁带恢复数据的时候，软件会重构磁盘文件系统，并从磁带读出数据，向磁盘写入数据。

　　这里说一个题外话，就是数字磁带和模拟磁带的区别。2005年之前，大批的人都带着随身听，里面装一盘磁带，挂着耳机。06年之后，好像再也没看到过带随身听的人，都换成了MP3，MP4了。这个现象就发生在我们身边。随身听用的是模拟磁带，也就是他记录的是模拟信号，电流强，磁化的就强，电流弱，磁化的就弱，磁转成电的时候也一样，用这种磁信号强弱信息来表达声音震动的强弱信息，从而形成音乐。MP3则是利用数字信息来记录声音震动强弱信息。虽然由模拟转向数字，需要数字采样转换，音乐的质量相对模拟信号来的差，算法也复杂，但是他具有极大的抗干扰能力，而且可以无缝的和计算机结合，形成能发声的计算机（多媒体计算机）。录音带，录像带，都是模拟信号磁带。用于文件备份的磁带，当然是数字磁带，他记录的是磁性的极性，而不是被磁化的强弱，比如用N极来代表1，用S极来代表0。

　　所谓块级的备份，就是备份块设备上的每个块，不管这个块上有没有数据，或者这个块上的数据属于哪个文件。块级别的备份，不考虑文件，原设备有多少容量，就备份多少容量。在这里，“块”这个概念，对于磁盘来说，就是扇区，sector。块级的备份，是最低层的备份，他抛开了文件系统，直接对磁盘扇区进行读取，并将读取到的扇区写入新的磁盘对应的扇区。

　　这种方式的实例，比如磁盘镜像，就是一个很好的例子。比如RAID1，对一块磁盘的读写，完全复制一份到另外的磁盘，两块磁盘内容完全相同。再比如一些数据恢复公司的一些专用设备，磁盘复制机，也是直接读取磁盘扇区，然后拷贝到新的磁盘。

　　这些备份软件，不经过操作系统的FS接口，而是直接通过磁盘控制器驱动接口，直接读取磁盘，所以相对文件级的备份来说，速度有所加快，但是其备份的数量相对文件级备份要多，会备份许多空扇区，而且备份之后，原来不连续的文件，备份之后还是不连续，有很多碎片。文件级的备份，会将原来不连续的文件，备份成连续存放的文件，恢复的时候，也会在原来的磁盘上连续写入，所以很少造成碎片。有很多系统管理员，都会定时将系统备份并重新导入一次，就是为了剃除磁盘碎片，其实这么做的效果和磁盘碎片整理程序效果一样，但是速度确比后者快得多。