節目制作網數據自動備份“準離線”化改造

周紅河

（云南廣播電視臺，云南 昆明 650506）

0 引 言

隨著計算機、網絡技術的發展，數字化浪潮席卷全球，無處不在。各個行業的技術支撐系統也逐漸計算機化、網絡化，廣播電視行業也不例外。信息技術已經滲透到了廣電行業的方方面面，廣播電視節目網絡制播系統就是其中的典型代表。

數字化在給人們的工作和生活帶來便利的同時，也帶來了前所未有的風險和挑戰。數據安全則是其中最突出的問題。如何保障數據的安全，是全球數字化進程中的重大研究課題。

數據是數字化的核心和血液，其重要性毋庸置疑。離開了數據，數字化就成為無源之水，無本之木。不幸的是，數據非常脆弱。一旦發生計算機硬件設備物理損壞，或者遭受病毒、木馬感染和黑客入侵，數據很容易遭到破壞，甚至完全損毀。因此，數據備份就被提升到日益重要的位置上來。通過數據備份，數據可以復制成兩份乃至多份異地存儲，避免由于系統軟硬件故障或人為破壞而導致數據損毀，是數據安全保障的重要組成部分[1]。

1 當前數據備份存在的問題

數據備份的核心是數據的復制和存儲。存儲通常分為在線存儲、近線存儲和離線存儲三種。對于備份來說，在線存儲和近線存儲類似，可以歸為一類，那么備份就分為了在線備份和離線備份兩類[2]。

在線備份因為存儲系統一直在線，可以很容易地做到數據的自動復制，從而實現自動備份。不過也正是因為存儲系統一直在線，所以同樣很容易遭受病毒、木馬和黑客攻擊，使得備份數據也一直處于危險之中。這就使得數據備份的安全性大打折扣。

離線備份則要安全得多。由于備份數據不在線，因此既可以避免設備物理損壞，又可以避免病毒、木馬和黑客攻擊，是較為理想的數據安全保障手段。但它的缺點也是很突出的：因為存儲系統不在線，備份的時候就無法做到自動化，每次備份只能通過人工手動操作，既費時，又費力[3]。

針對以上問題，“準離線”自動備份既可以使存儲設備保持離線，又可以使備份自動進行。備份數據不再暴露于危險之中，極大地提高了數據的安全性[4]。

2 數據“準離線”自動備份機制

“準離線”自動備份的具體機制是：離線存儲設備定期（通常是每天一次，具體頻率視業務實際需要而定）自動開機，連接系統，自動備份數據。備份一旦完成，離線存儲設備立即關機下線，重回離線狀態。這樣，備份系統大部分時間處于離線狀態，只在很短的時間內連接系統，就跟人工備份一樣，最大程度地保證了備份系統的安全性。同時，又實現了備份系統的自動化運行，無需人工干預。

3 數據自動備份“準離線”化改造

云南廣播電視臺節目制作網（以下簡稱“制作網”）承擔了都市頻道、娛樂頻道和影視頻道等多個頻道的非新聞節目后期制作任務，是臺里任務最繁重、數據最重要的IT系統之一，重要性僅次于新聞網。制作網系統結構如圖1所示。

圖1 制作網系統結構

制作系統運行于業務服務器集群上。這些業務服務器使用主備結構，通過雙機熱備確保數據安全。另外，通過備份服務器定期將數據自動備份到磁盤陣列上，進一步提高數據安全性。

正常情況下，制作系統以該方式運行是沒有問題的。但是，一旦系統感染了病毒、木馬，數據就有被破壞的風險。另外，一旦業務系統被黑客入侵，系統被黑客所控制，整個系統的數據——包括備份數據——就可能被黑客全部刪除，從而使系統遭受毀滅性打擊，造成無法挽回的損失。

為了規避這個風險，筆者對制作網備份系統進行“準離線”化改造。采用“準離線”自動備份機制后，備份系統將以如下方式運作，具體流程如圖2所示。

圖2 備份流程1

（1）每天凌晨3:00，業務服務器自動啟動備份程序，將重要數據（包括數據庫、工程文件、素材等）導出歸檔，并打包壓縮，形成備份文件；

（2）凌晨4:00，備份服務器自動開機啟動；

（3）備份服務器啟動完成后，通知業務服務器開啟備份數據共享；

（4）備份服務器連接業務服務器，復制備份數據到備份存儲（磁盤陣列）；

（5）數據備份完成后，備份服務器通知業務服務器關閉數據共享；

（6）備份服務器關機。

由于備份服務器絕大多數時候都處于關機狀態，即使黑客入侵了系統，可以破壞業務服務器上的原始數據，卻無法訪問備份服務器，對備份服務器上的備份數據無計可施。這就在最大程度上保證了數據安全，為危機解除之后的業務恢復提供了可能。

出于系統穩定性和可靠性考慮，備份服務器盡量避免每天開機、關機。為此，只用連接和斷開備份服務器網絡的方式也可以達到同樣的目的。具體可以通過兩種方法實現：

（1）在備份服務器上設置定時啟用和禁用網卡，從而實現定時連接和斷開網絡的效果；

（2）在備份服務器和業務交換機之間串接一臺備份交換機，通過一臺定時器，定時自動開啟和關閉備份交換機，以此達到連接和斷開網絡的目的。

云南廣播電視臺采用了第（2）種方法，改進的系統結構如圖3所示。

圖3 改進后的系統結構

相應地，備份流程也發生改變，如圖4所示。

圖4 備份流程2

相比在線備份，該系統的安全性有了很大提升。然而，備份服務器在開機備份時是處于在線狀態的。盡管在線狀態時間短，但也存在被黑客攻擊的可能，從而留下安全隱患[5]。

為解決這個問題，相關工作人員對備份系統進行進一步改造：增加一臺備份服務器（備份服務器2）以及相應的磁盤陣列。改造后的系統結構如圖5所示。

從圖5可以看出，備份服務器2只與備份服務器1連接，而不與業務系統直接連接。重要的是，備份服務器2與備份服務器1分時段運行。在備份服務器1連接業務系統進行備份的時候，備份服務器2處于關機狀態，不會暴露在網絡攻擊范圍。待備份服務器1備份完畢，斷開與業務系統的網絡連接，進入離線模式（相對于業務系統而言）之后，備份服務器2才啟動。備份服務器2啟動后，對備份服務器1上的備份數據進行備份。由于此時備份交換機已經關閉，備份服務器1和備份服務器2均不連接節目制作系統網絡，所以均處于離線模式下。備份完成后，備份服務器2關機。這樣，就確保了備份服務器2始終處于離線模式下，保證了備份數據的安全。最終備份流程如圖6所示。

圖5 制作網最終系統結構

圖6 備份流程3（最終流程）

改造后，每天凌晨3:00，制作網數據庫系統自動將數據庫數據導出為備份文件。備份守護進程則將各節目工程文件目錄打包壓縮，移入備份目錄。這個過程通常在幾分鐘內完成。

凌晨4:00，定時開關開啟，備份交換機通電啟動，網絡連通。備份服務器1啟用本機網卡，連接網絡，然后向業務服務器上的守護進程發送通知，讓其對備份目錄開啟共享。一切準備就緒，備份服務器1開始對業務服務器上剛才準備好的數據庫文件、工程文件以及素材文件等進行備份。數據庫及工程文件磁盤空間占用很小，采用全量備份，保留多個副本，按日期分目錄存儲，保留30天，超期刪除，循環備份。視頻素材因磁盤空間占用太大，采用鏡像備份，只保留一個副本。對于業務系統里已刪除的素材文件，在備份服務器1上進行文件比對發現后放入回收區。回收區里的文件，超過7天則從備份服務器1上徹底刪除。這個備份過程根據每天節目制作繁忙程度的不同，通常需要10～40 min。備份完成后，備份服務器1對業務服務器的守護進程發送通知，令其關閉共享，然后禁用本機與業務系統連接的網卡，斷開網絡。

凌晨5:00，定時開關關閉，備份交換機斷電，網絡徹底斷開，備份系統進入離線模式。備份服務器2按照其BIOS里的設置，自動啟動。啟動完成后，備份腳本開始對備份服務器1上的數據進行鏡像備份，兩臺備份服務器上的數據保持完全一致。一旦備份完成，備份服務器2立即執行備份腳本里的關機命令，自動關機，徹底進入離線狀態。至此，整個備份過程全部完成。

經過“準離線”化改造，保證備份系統至少有一份備份數據始終處于離線狀態下。這樣，即使整個業務系統被完全破壞，后續也可以通過這個離線備份來恢復數據，進而恢復整個業務，極大地提高了系統的數據安全性。

4 結 語

“準離線”自動備份改造后，系統已經穩定運行了半年多的時間，一切順利。原制作系統運行于Windows Server操作系統上，但備份服務器2沒有采用Windows系統，而是選擇了Linux系統。這樣，從操作系統層面降低了病毒、木馬的感染風險，進一步提高了系統的安全性。磁盤陣列則選擇了消費級磁盤陣列，使用普通企業級大容量SATA硬盤。盡管讀寫速度和可靠性都有所欠缺，但勝在價格便宜，使得整個系統的改造成本很低。

需要指出的是，這個“準離線”備份機制并不局限于備份特定的數據類型。理論上，可以備份任何計算機系統的數據，因此，該機制可以廣泛應用于各種類型的計算機系統，具有很好的普適性和實用性。