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有種無代理備份,叫做NDMP資料備份技術


NDMP(Network Data Management Protocol)是一種基於企業級資料管理的開放協議。NDMP中定義了一種基於網絡的協議和機制,用於控製備份、恢復、以及在主要和次要儲存器之間的資料傳輸。


NDMP協議最初是由Network Appliance 和 Legato Systems公司聯合開發設計的,而今在性能方面已得到了極大的增強,並被儲存界廣泛採用。現在,儲存網絡行業協會(SNIA)成立了一個工作組專門負責制定此協議標準。該工作組正處於制定協議第五版本的最後階段。



NDMP協議是一個管理協議,專註於資料源(以檔案系統的形式向NDMP呈現) 和備份設備之間的備份過程管理

 

基本概念


  • NDMP服務: NDMP主機上的狀態機,可以通過網絡協議訪問它並且通過NDMP協議來控制它。NDMP服務包括3種服務,資料服務(Data Service)、磁帶服務(Tape Service)和轉換服務(SCSI Path-through Service)。

  • NDMP服務器: 被一個NDMP控制的一個或者多個獨立的NDMP服務的實體。因此,資料/磁帶/SCSI服務器是一個NDMP服務器,提供資料、磁帶和SCSI服務。

  • NDMP會話: 是一個DMA和2個NDMP服務的配置,用來進行資料操作比如備份和恢復資料。


  • 主存系統:簡單來說就是提供備份資料的系統,它要提供資料服務。

  • 輔存系統:簡單來說就是儲存備份資料的系統,它要提供磁帶服務,通常也提供SCSI服務。


  • 資料流: 一個在NDMP資料連接中傳輸的單向的位元組流。資料連接是建立在2個NDMP服務中的。

  • MOVER: 磁帶服務的一個部分,它負責在磁帶和資料流之間傳輸資料。

 

備份原理


NDMP中定義了一種基於網絡的協議和機制,用於控製備份,恢復,以及在主要和次要儲存器之間的資料傳輸。


NDMP結構基於客戶機/服務器模型。檔案備份管理軟體用作客戶機,也就是NDMP資料管理應用程式(DMA)。在一次NDMP會話中,有且只有一個DMA。資料管理會話中的其它每個行程都是一個NDMP服務。DMA將資料服務器和磁帶服務器進行分離。NDMP也提供磁帶設備和SCSI介質的底層控制。

DMA是用於創建和控制NDMP會話的應用程式。


DMA負責讀取、儲存並管理所有會話狀態(服務器拓撲結構、磁帶設置和編號方式、同步點等所有需要繼續或後退會話的所有操作,實現備份過程的控制,例如完全或部分恢復一個檔案系統)。


在DMA和每個NDMP服務之間有且只有一個連接,即NDMP控制連接(一個雙向的TCP/IP連接)。


備份資料流在NDMP服務之間進行傳輸和複製(如上圖,在Primary Storage和Secondary Storage之間)。


磁帶備份可以帶來許多實際的利益,減小投資成本。可以利用現有的磁帶設備作備份介質。而且,磁帶介質的單位成本比磁盤要低,根據其儲存特性,作為資料備份介質是很適宜的。

 

為什麼使用NDMP備份?


先說說傳統NAS備份方式,傳統的網絡備份依靠一個安裝在所有待備份服務器上的備份代理程式。這些服務器同時訪問NAS設備,資料通過網絡從其他服務器傳送到備份服務器上,也就是說,這些服務器先從NAS設備中將需要備份的資料讀出,然後再通過網絡將這些資料傳送到備份服務器上備份。


NDMP(網絡資料管理協議)是一個專門為NAS設備的資料備份系統設計的協議。簡單來講,它可以讓NAS設備直接向其所連接的磁帶設備或者位於網絡上的備份服務器發送需要備份的資料,這個過程不需要任何備份客戶端代理的參與。


相對於傳統備份樣式,NDMP備份樣式主要有LAN-Free,對服務器性能無影響(Server Free)2個優點。


NDMP 備份可以支持各種 NAS 儲存,而無需為每個設備開發專用軟體。NDMP軟體會在 NAS 設備上運行,併為管理者提供了一個通用框架,用於管理 NAS 基礎架構的備份和還原操作,NDMP帶來的好處:


  • NDMP消除技術壁壘

  • NDMP使NAS廠商專註於核心競爭力

  • NDMP是一個開放的標準

 

NDMP協議版本比較

目前主機協議版本為V4、V5,但事實上廣泛遵循的版本是V4版本。


V4版本改進儲存設備和備份軟體能力和廠商間的可協作性,業務被服務分為Tape、Data、SCSI ,可支持SAN、NAS儲存設備。增加擴展性、SnapShot、SnapVault、SnapMirror、Restartable等。


V5繼承V4對V3的改進,新增了Multiplexing能力加快備份/恢復的速度;基於Translate可使各廠家提供自己的優化方案(如壓縮、加密等)。


V5比V4做了架構變化,控制流和資料流分離,DMA基於會話管理(Translate等任務也是會話),業務自己管理狀態,使DMA和DSP更徹底解耦,廠商間更容易兼容,更容易做各自擴展。



主要支持NDMP的備份軟體


  • 1、NetBackup: NBU軟體各模塊分為三層體系,分別是Clients/Agents、Master Server和Media Servers。備份過程中,資料從Clients/Agents傳遞給Media Servers,Media Servers將資料存放到備份介質上。


  • 2、Networker: NetWorker支持資料的備份和歸檔,支持NAS儲存的NDMP備份方式。在NetWorker的備份過程中,資料流從Client端傳遞到Storage Server/Storage Node端,Storage Server/Storage Node再將資料儲存至備份介質上。


  • 3、CommVault: Simpana軟體各模塊分為三層體系,分別是主控服務器CommServe、介質服務器Media Agent、客戶端服務器iDataAgent。各個模塊可以安裝在相同的計算機上,也可以安裝在不同的計算機上。備份過程中,iDataAgent負責將備份資料傳遞給Media Agent,Media Agent將資料存放到備份介質上。備份介質可以是本地硬碟、磁帶庫、網絡共享空間等。


  • 4、IBM TSM: TSM分為Agent和備份服務器。備份過程中,資料從Agents傳遞給備份服務器,備份服務器將資料存放到備份介質上。


NDMP常見備份方案

NDMP可以讓NAS設備直接向其所連接的磁帶設備或者位於網絡上的備份服務器發送需要備份的資料,這個過程不需要任何備份Client Agent的參與。NDMP通常有3類組網方式,3-Way,3-Way和Remote。

2-Way組網

2-way組網方式中,備份介質不再與備份服務器連接,而是直接與NAS儲存系統連接。備份服務器執行備份操作的時候,通過以太網將備份命令傳遞給NAS儲存,NAS儲存直接將資料備份到與其連接的磁帶庫上。

從上圖中可以發現,NDMP 2-way這種備份方式下,資料流直接傳遞到備份介質上,大大提升了傳輸性能,同時減少了服務器資源的占用。但是由於磁帶庫是連接給NAS儲存的,所以磁帶庫只能給這一臺NAS儲存做備份。

3-Way組網


3-Way備份方式下,NAS儲存系統可以通過專用備份網絡傳遞備份資料到連接了磁帶庫的NAS儲存上,由該NAS儲存將資料備份到磁帶庫中去。3-way備份方式實現了多個NAS儲存之間共享磁帶庫的目的,但是由於其資料需要在NAS儲存之間傳遞,性能受限於備份網絡的帶寬。


2-way和3-way組網中,由於資料都是從NAS儲存系統上備份到磁帶庫中,所以NAS儲存系統必須支持磁帶庫。為了屏蔽這種限制,衍生出下麵這種Remote組網方式。

 

Remote組網

這種組網方式下,由備份軟體負責和磁帶庫相關的操作,NAS儲存只需要將資料傳遞給備份服務器就可以。

這種組網方式下,由備份軟體負責和磁帶庫相關的操作,NAS儲存只需要將資料傳遞給備份服務器就可以。這種組網下,對NAS儲存的要求降低了,也可以共用磁帶庫資源,但是由於資料都是通過網絡傳遞給服務器,所以性能會偏低,同時備份服務器的負荷也增加了。

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