計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)-2.pptVIP

第10章 數(shù)據(jù)安全,本章主要介紹： 1.數(shù)據(jù)完整性 2.容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余 3.網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,數(shù)據(jù)完整性這一術(shù)語用來泛指與損壞和丟失相對(duì)的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，它通常表明數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性是可以信賴的，同時(shí)也意味著數(shù)據(jù)有可能是無效的或不完整的。數(shù)據(jù)完整性包括數(shù)據(jù)地正確性、有效性和一致性。 （1）正確性。數(shù)據(jù)在輸入時(shí)要保證其輸入值與定義這個(gè)表相應(yīng)的域的類型一致。 （2）有效性。在保證數(shù)據(jù)有效的前提下，系統(tǒng)還要約束數(shù)據(jù)的有效性。 （3）一致性。當(dāng)不同的用戶使用數(shù)據(jù)庫時(shí)，應(yīng)該保證他們?nèi)〕龅臄?shù)據(jù)必須一致。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,10.1.1 數(shù)據(jù)完整性 影響數(shù)據(jù)完整性的因素主要有五種：硬件故障、網(wǎng)絡(luò)故障、邏輯問題、意外的災(zāi)難性事件和人為的因素 1硬件故障 常見的影響數(shù)據(jù)完整性的硬件故障有： （1）磁盤故障； （2）I/O控制器故障； （3）電源故障； （4）存儲(chǔ)器故障； （5）介質(zhì)、設(shè)備和其它備份的故障； （6）芯片和主板故障。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,2網(wǎng)絡(luò)故障 （1）網(wǎng)絡(luò)接口卡和驅(qū)動(dòng)程序的問題。 （2）網(wǎng)絡(luò)連接上的問題。 （3）輻射問題。 3邏輯問題 （1）軟件錯(cuò)誤； （2）文件損壞； （3）數(shù)據(jù)交換錯(cuò)誤； （4）容量錯(cuò)誤； （5）不恰當(dāng)?shù)男枨螅?（6）操作系統(tǒng)錯(cuò)誤。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,4災(zāi)難性事件 （1）火災(zāi)； （2）水災(zāi)； （3）風(fēng)暴龍卷風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)雪等； （4）工業(yè)事故； （5）蓄意破壞/恐怖活動(dòng)。 5人為因素 （1）意外事故； （2）缺乏經(jīng)驗(yàn)； （3）壓力/恐慌； （4）通信不暢； （5）蓄意的報(bào)復(fù)破壞和竊取。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,10.1.2 提高數(shù)據(jù)完整性的辦法 解決辦法有兩個(gè)方面的內(nèi)容。首先，采用預(yù)防性的技術(shù)，防范危及數(shù)據(jù)完整性的事件的發(fā)生；其次，一旦數(shù)據(jù)的完整性受到損壞時(shí)采取有效的恢復(fù)手段，恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。下面所列出的是一些恢復(fù)數(shù)據(jù)完整性和防止數(shù)據(jù)丟失的方法： 備份、鏡像技術(shù)、歸檔、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、分級(jí)存儲(chǔ)管理、奇偶檢驗(yàn)、災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃、故障發(fā)生前的預(yù)前分析和電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 備份是用來恢復(fù)出錯(cuò)系統(tǒng)或防止數(shù)據(jù)丟失的一種最常用的辦法。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,鏡像技術(shù)是物理上的鏡像原理在計(jì)算機(jī)技術(shù)上的具體應(yīng)用，它所指的是將數(shù)據(jù)原樣從一臺(tái)計(jì)算機(jī)（或服務(wù)器）上拷貝到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)（或服務(wù)器）上。鏡像技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具體執(zhí)行時(shí)一般有兩種方法： （1）邏輯地將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)按段拷貝到網(wǎng)絡(luò)中的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上； （2）嚴(yán)格地在物理層上進(jìn)行，例如建立磁盤驅(qū)動(dòng)器、IO驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)和整個(gè)機(jī)器的鏡像。 歸檔有兩層意思，其一，把文件從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的在線存儲(chǔ)器上復(fù)制到磁帶或光學(xué)介質(zhì)上以便長期保存；其二，在文件復(fù)制的同時(shí)刪除舊文件，使網(wǎng)絡(luò)上的剩余存儲(chǔ)空間變大一些。,10.1 數(shù)據(jù)完整性簡介,轉(zhuǎn)儲(chǔ)是指將那些用來恢復(fù)的磁帶中地?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到其它地方的。 分級(jí)存儲(chǔ)管理與歸檔很相似，它是一種能將軟件從在線存儲(chǔ)器上歸檔到靠近在線存儲(chǔ)上的自動(dòng)系統(tǒng)，也可以進(jìn)行相反的過程。 奇偶校驗(yàn)提供一種監(jiān)視的機(jī)制來保證不可預(yù)測(cè)的內(nèi)存錯(cuò)誤，防止服務(wù)器出錯(cuò)以至造成數(shù)據(jù)完整性的喪失。 災(zāi)難給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來的破壞是巨大的，而災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃是在廢墟上如何重建系統(tǒng)的指導(dǎo)性文件。,10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)可靠性變得越來越重要。其主要原因如下： （1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的提高，使系統(tǒng)的復(fù)雜性增加，服務(wù)器主頻的加快，將導(dǎo)致系統(tǒng)更容易出錯(cuò)，為此，必須進(jìn)行精心的可靠性設(shè)計(jì)。 （2）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的環(huán)境已不再局限于機(jī)房，這使系統(tǒng)更容易出錯(cuò)，因此，系統(tǒng)必須具有抗惡劣環(huán)境的能力。 （3）網(wǎng)絡(luò)已走向社會(huì)，使用的人也不再是專業(yè)人員，這要求系統(tǒng)能夠容許各種操作錯(cuò)誤。 （4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件成本日益降低，維護(hù)成本相對(duì)增高，則需要提高系統(tǒng)的可靠性以降低維護(hù)成本。,10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余,10.2.3 容錯(cuò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 1空閑備件 “空閑備件”，其字面上的意思是系統(tǒng)中配置一個(gè)處于空閑狀態(tài)的備用部件。 2負(fù)載平衡 負(fù)載平衡是另一種提供容錯(cuò)的途徑，在具體的實(shí)現(xiàn)時(shí)使用兩個(gè)部件共同承擔(dān)一項(xiàng)任務(wù)，一旦其中的一個(gè)部件出現(xiàn)故障，另一個(gè)部件立即將原來有兩個(gè)部件負(fù)擔(dān)的任務(wù)全部承擔(dān)下來 。,（2）磁盤雙聯(lián) 在鏡像磁盤對(duì)中增加一個(gè)I/O控制器便稱為磁盤雙聯(lián)。它由于對(duì)I/O總線爭用次數(shù)的減少而提供了系統(tǒng)的性能。 （3）RAID RAID（冗余磁盤陣列）是一種能夠在不經(jīng)歷任何故障時(shí)間的情況下更換正在出錯(cuò)的磁盤或已發(fā)生故障的磁盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)，它是保證磁盤子系統(tǒng)非故障時(shí)間的一條途徑。 RAID的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在其上面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)一個(gè)磁盤上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的速度。即數(shù)據(jù)能夠從RAID上較快地讀出來。,10.2 容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)備份實(shí)際上不僅僅是指網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)的文件備份，它實(shí)際上包含了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一套備份體系。 主要包括如下幾個(gè)方面： （1）文件備份和恢復(fù)； （2）數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)； （3）系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)； （4）備份任務(wù)管理。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.1 備份與恢復(fù)操作的種類 對(duì)于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理員來說，備份和恢復(fù)是一項(xiàng)繁重的任務(wù)。而備份的最基本的一個(gè)問題是：為保證能恢復(fù)全部系統(tǒng)，需要備份多少以及何時(shí)進(jìn)行備份？ 1備份 備份包括全盤備份、增量備份、差別備份、按需備份和排除。 全盤備份是將所有的文件寫入備份介質(zhì)。 增量備份指的是只備份那些上次備份之后已經(jīng)作過更改的文件，即備份已更新的文件。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),差別備份是對(duì)上次全盤備份之后更新過的所有文件的進(jìn)行備份的一種方法。 差別備份的主要優(yōu)點(diǎn)是全部系統(tǒng)只需兩組磁帶就可以恢復(fù)最后一次全盤備份的磁帶和最后一次差別備份的磁帶。 需備份是指在正常的備份安排之外額外進(jìn)行的備份操作。按需備份也可以彌補(bǔ)冗余管理或長期轉(zhuǎn)儲(chǔ)的日常備份的不足。 排除不是一種備份的方法，它只是把不想備份的文件排除在需備份文件之外的一類方法。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.3 備份和恢復(fù)的設(shè)備與介質(zhì) 備份系統(tǒng)中用于備份與恢復(fù)的介質(zhì)主要的有：磁帶介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì)。 1磁帶介質(zhì) （1）具有較好的磁化特性，容易在它上面讀寫數(shù)據(jù)； （2）磁帶上的數(shù)據(jù)不會(huì)被與之相鄰的同一磁帶上別的數(shù)據(jù)處于低強(qiáng)度磁場(chǎng)的影響； （3）磁帶的各層不能相互分開或出現(xiàn)剝落現(xiàn)象； （4）磁帶具有很好的抗拉強(qiáng)度，不容易被拉斷； （5）磁帶具有很好的柔軟度，這樣確保了通過磁帶機(jī)時(shí)可以卷得很緊并可以很容易地被彎曲。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),1光學(xué)介質(zhì) 光學(xué)介質(zhì)技術(shù)是將從介質(zhì)表面反射回來的激光識(shí)別成信息。光學(xué)介質(zhì)上的0和1以不同的方式反射激光，這樣光驅(qū)就可以向光軌上發(fā)射一束激光并檢測(cè)反射光的不同。 常見的光學(xué)介質(zhì)有：磁光盤和可讀 CD。 磁光盤，或稱MO（Magnetic-Optical），是最好的持久性和耐磨性的一種介質(zhì)。它允許進(jìn)行非常快速的數(shù)據(jù)隨機(jī)訪問，MO特別適合于分級(jí)存儲(chǔ)管理應(yīng)用。但由于MO的容量至今仍不能與磁帶相比，因此，它未被廣泛用于備份系統(tǒng)。 可讀CD，即CD-ROM，目前因?yàn)樗俣忍瓦M(jìn)行多進(jìn)程介質(zhì)寫入困難，目前還不能適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)備份的要求。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),2提高備份性能的技術(shù) 用于提高網(wǎng)絡(luò)備份性能的技術(shù)有：RAID技術(shù)、設(shè)備流、磁帶間隔和壓縮。 （1）RAID技術(shù) 磁帶是備份系統(tǒng)常用的一種設(shè)備介質(zhì)。磁帶在記錄磁頭上移動(dòng)所需的時(shí)間是一個(gè)瓶頸口，是影響備份速度的一個(gè)重要因素，而解決這類瓶頸問題的一種行之有效的辦法是采用磁帶RAID系統(tǒng)。磁帶RAID的概念與磁盤RAID相類似，數(shù)據(jù)是“帶狀”通過多個(gè)磁帶設(shè)備的，因此，可以獲得特別快的傳輸速率。缺點(diǎn)是正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)就要對(duì)多臺(tái)磁帶設(shè)備進(jìn)行精確的定位和計(jì)時(shí)。,10.3 RAID技術(shù),Raid0 Raid1 Raid5,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),磁帶輪換主要的有如下幾種模式： （1）A/B輪換，在這種方式中，把一組磁帶分為 A、B兩組。“A”在偶數(shù)日使用，“B”在奇數(shù)日使用，或反之。這種方式不能長時(shí)間保存數(shù)據(jù)。 （2）每周輪換，這種方法每周換一次磁帶。這種方法當(dāng)數(shù)據(jù)較少時(shí)很有效。 （3）每日輪換，它要求每一天都得更換磁帶，即需要有七個(gè)標(biāo)明星期一到星期日的磁帶。這種方式，在聯(lián)合使用全盤備份和差別備份或增量備份時(shí)較有效。 （4）每月輪換，它通常的實(shí)現(xiàn)方法是每月的開始進(jìn)行一次全盤備份，然后在該月余下的那些天里在其他的磁帶上作增量備份。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.5 備份系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)備份實(shí)際上不僅僅是指網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)的文件備份，它實(shí)際上包含了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一套備份體系。 1系統(tǒng)現(xiàn)狀分析及備份要求 系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析的內(nèi)容包括： （1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作平臺(tái)； （2）網(wǎng)絡(luò)所采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)； （3）網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)； （4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及所選用的服務(wù)器等。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),對(duì)網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)的要求主要有： （1）備份的數(shù)據(jù)需要保留的時(shí)間； （2）對(duì)數(shù)據(jù)庫的備份是否要求在線備份； （3）對(duì)不同操作平臺(tái)服務(wù)器要求以低成本實(shí)現(xiàn)備份； （4）是否需要一套自動(dòng)恢復(fù)的機(jī)制； （5）對(duì)恢復(fù)時(shí)間的要求； （6）對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控程序運(yùn)行的要求； （7）對(duì)備份系統(tǒng)自動(dòng)化程度的要求； （8）對(duì)網(wǎng)絡(luò)前臺(tái)工作站信息備件要求； （9）說明現(xiàn)已采用的備份措施等。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),2備份方案的設(shè)計(jì) （l）備份軟件 備份軟件的選擇對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的，它的選擇必須滿足用戶的全部需求。 （2）備份介質(zhì) 常見的備份介質(zhì)首選是磁帶，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況也可以考慮其它的介質(zhì)，如磁光盤、可讀CD等。 （3）日常備份制度 如果決定采用磁帶作為備份的介質(zhì)，那么，可以根據(jù)“磁帶輪換”中所介紹的幾種模式，選擇其中的一種或幾種模式作為日常備份制度。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),3備份方案的實(shí)現(xiàn) 備份方案的實(shí)現(xiàn)包括下列幾個(gè)方面： （1）安裝。包括應(yīng)用系統(tǒng)，備份軟件以及磁帶機(jī)的安裝； （2）制定日常備份策略； （3）文件備份； （4）數(shù)據(jù)庫備份； （5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)備份； （6）工作站內(nèi)容的備份。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),10.3.6 備份的誤區(qū) 1為什么要備份 （1）電器的物理損壞，尤其是硬盤驅(qū)動(dòng)器的毀壞，使數(shù)據(jù)丟失； （2）人為的錯(cuò)誤偶然地刪除文件或重新格式化硬盤； （3）黑客通過遠(yuǎn)程侵入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失； （4）硬盤驅(qū)動(dòng)器或硬盤被病毒感染； （5）盜竊； （6）自然災(zāi)害對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的破壞； （7）電源浪涌可以損害硬盤驅(qū)動(dòng)上的數(shù)據(jù)； （8）電磁干擾使文件被清除等。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),2備份的誤區(qū) 備份的誤區(qū)主要存在于下列三個(gè)方面：拷貝、磁盤陣列和利用系統(tǒng)提供的備份命令。 （1）拷貝 拷貝是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份的一個(gè)手段，但它不是備份的全部。 拷貝不能保存檔案的歷史記錄； 備份可保存目錄服務(wù)記錄及重要的系統(tǒng)信息。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),（2）磁盤陣列（RAID） RAID主要是針對(duì)數(shù)據(jù)安全的，不能作為備份。 RAID的主要用途是保證在線，（即時(shí)資料）； RAID并沒有保留第二份或更多份的歷史資料； 兩個(gè)磁盤同時(shí)毀壞了怎么辦？ RAID的投資與磁帶機(jī)的投資比較，當(dāng)容量越大時(shí)成本就越大。,10.3 網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng),（3）系統(tǒng)備份命令 系統(tǒng)所提供的備份命令與備份是有所不同的。 不具備容錯(cuò)的功能； 不具備開放性； 對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行備份； 對(duì)大型、超大型數(shù)據(jù)庫無能為力。,小 結(jié),1數(shù)據(jù)完整性簡介 影響數(shù)據(jù)完整性的因素主要有如下五種： （1）硬件故障； （2）網(wǎng)絡(luò)故障； （3）邏輯問題； （4）意外的災(zāi)難性事件； （5）人為的因素。 提高數(shù)據(jù)完整性的可行的解決辦法有兩個(gè)方面的內(nèi)容，首先，采用預(yù)防性的技術(shù)防范危及數(shù)據(jù)完整性的事件的發(fā)生，其次，一旦數(shù)據(jù)的完整性受到損壞時(shí)采取有效的恢復(fù)手段，恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。,小 結(jié),2容錯(cuò)與網(wǎng)絡(luò)冗余 從容錯(cuò)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)可以將容錯(cuò)系統(tǒng)分成五種不同的類型： （1）高可用度系統(tǒng)； （2）長壽命系統(tǒng)； （3）延遲維修系統(tǒng)； （4）高性能計(jì)算系統(tǒng)； （5）關(guān)鍵任務(wù)計(jì)算系統(tǒng)。 實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)系統(tǒng)的方法有： 空閑備件、負(fù)載平衡、鏡像、復(fù)現(xiàn)。,小 結(jié),3網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng) 盡可能快地恢復(fù)計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)信息。網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)主要