数据归档：分层存储管理（HSM）综合指南

在不断扩大的数字世界中，全球企业和组织生成的数据量堪称惊人。从财务记录和客户数据到研究成果和多媒体内容，存储、管理和保护这些信息的需求至关重要。数据归档在此过程中扮演着关键角色，确保有价值的信息能够被访问、安全，并符合法规要求。本指南深入探讨了数据归档的原理和实践，特别关注分层存储管理（HSM），这是一种功能强大且经济高效的数据管理方法。

什么是数据归档？

数据归档是将不再活跃使用的数据迁移到单独的存储位置以进行长期保留的过程。与主要用于灾难恢复和将数据恢复到原始状态的数据备份不同，数据归档侧重于为合规、历史分析和法律目的而保存数据。归档数据通常比活跃数据访问频率低，但在需要时仍必须能够随时获取。

备份与归档之间的主要区别可总结如下：

• 目的：备份用于数据恢复；归档用于长期数据保留。
• 频率：备份通常频繁进行；归档则较少发生。
• 访问：备份数据通常用于恢复；归档数据访问较少，但仍可访问。
• 存储：备份通常存储在相同或相似的存储层；归档通常存储在成本较低的存储上。

为什么数据归档很重要？

数据归档至关重要，原因如下：

• 合规性：许多行业，如金融、医疗保健和政府，都受到法规的约束，要求将特定数据保留指定的期限。归档帮助组织遵守这些法规，避免罚款和法律问题。例如欧洲的《通用数据保护条例》（GDPR）、美国的《健康保险流通与责任法案》（HIPAA）以及其他国家的类似法规。
• 成本节约：通过将不常访问的数据迁移到成本较低的存储层，组织可以减少其总体存储开销。HSM 自动化了这一过程，优化了存储利用率。
• 数据安全和灾难恢复：在发生硬件故障、网络攻击或自然灾害导致数据丢失时，归档数据为恢复提供了宝贵的来源。在单独的存储上进行归档增加了一层保护。
• 性能提升：将旧数据从主存储中归档可以减少需要定期访问的数据量，从而提高应用程序和系统的性能。
• 历史分析和商业智能：归档数据可用于历史分析、趋势识别和商业智能，为决策提供宝贵的见解。这对于全球企业而言日益重要。

分层存储管理（HSM）：核心概念

分层存储管理（HSM）是一种数据管理技术，它根据数据的访问频率和其他标准自动在不同存储层之间移动数据。HSM的目标是在确保数据可用性的同时优化存储成本。存储层次结构通常包括以下几层：

• 主存储：高性能存储，如SSD或高速磁盘阵列，用于频繁访问的数据。
• 二级存储：速度较慢且成本较低的存储，如机械硬盘阵列，用于访问频率较低的数据。
• 三级存储（归档）：成本最低的存储层，通常使用磁带库或云存储，用于长期数据保留。

HSM系统分析数据访问模式、年限和其他因素，以确定何时以及将数据移动到何处。当用户请求归档数据时，HSM系统会透明地从归档中检索数据并使其可用，用户通常甚至不知道它已被归档。

HSM的工作原理：机制

HSM系统通常通过使用监控数据访问和存储利用率的软件来工作。该软件识别符合预定归档标准的数据，例如：

• 年限：在特定时期内未被访问的数据被视为归档对象。
• 访问频率：访问不频繁的数据是归档的良好候选对象。
• 文件类型：某些文件类型（例如，较旧的视频文件）可能会被优先归档。
• 大小：大文件通常占用大量存储空间，是归档的主要目标。

当数据被选中进行归档时，HSM系统会执行以下一项或多项操作：

• 迁移：数据从主存储移动到二级或三级存储，在主存储上留下一个存根文件或占位符。存根文件包含有关归档数据位置的信息。
• 删除并索引：数据从主存储中删除并存储在归档存储上，同时创建一个索引以便于检索。
• 复制和删除：数据被复制到归档存储，然后从主存储中删除。这可用于创建到归档的安全备份。

当用户请求一个归档文件时，HSM系统会透明地从归档中检索它，并执行以下操作之一：

• 将文件恢复到其原始位置。
• 将数据流式传输给用户。
• 直接从归档中提供对数据的访问。

使用HSM的优势

实施HSM为全球组织带来了许多好处：

• 降低成本：通过将数据移动到成本较低的存储层，HSM显著降低了存储成本。组织可以优化其存储预算并投资于其他关键领域。
• 提高性能：将不常访问的数据从主存储中卸载，可以释放资源并提高应用程序性能。用户体验到更快的响应时间和更高的生产力。
• 简化数据管理：HSM自动化了数据移动过程，减轻了IT员工的负担，让他们有时间处理其他任务。
• 增强数据保护：HSM可以与备份和灾难恢复解决方案集成，为关键数据提供额外的保护层。在单独介质上归档的数据增加了弹性。
• 改善合规性：HSM可以帮助组织满足合规要求，确保数据在规定的期限内保留，并在需要时易于检索。
• 可扩展性：HSM解决方案旨在扩展以适应不断增长的数据量，使组织能够适应不断变化的需求。

实施HSM：分步指南

成功实施HSM需要周密的规划和执行。以下是分步指南：

1. 评估您的需求：
   • 确定您的数据归档目标和要求。
   • 分析您当前的存储基础设施和数据访问模式。
   • 确定您的合规性和保留需求。
2. 选择HSM解决方案：
   • 根据您的需求评估不同的HSM解决方案。考虑存储层支持、集成能力、性能和成本等因素。
   • 流行的解决方案包括：Cloudian HyperStore、IBM Spectrum Scale、Dell EMC Data Domain、Veritas NetBackup，以及来自AWS（Amazon S3 Glacier）、Microsoft Azure（Archive Storage）和Google Cloud Platform（Cloud Storage）的云服务。
3. 设计您的存储层次结构：
   • 定义您的存储层（主存储、二级存储、归档）。
   • 确定每个层的存储技术（例如，SSD、HDD、磁带、云）。
   • 考虑数据访问速度、成本和可扩展性要求。
4. 制定数据归档策略：
   • 建立数据归档的标准（例如，年限、访问频率、文件类型）。
   • 为不同数据类型定义保留期。
   • 记录归档过程和策略。
5. 实施HSM解决方案：
   • 安装和配置HSM软件。
   • 将其与您现有的存储基础设施集成。
   • 配置数据迁移和检索策略。
   • 彻底测试解决方案。
6. 监控和维护系统：
   • 监控存储利用率、性能和数据访问模式。
   • 根据需要调整归档策略。
   • 执行定期维护和更新。
   • 审查并适应业务需求和技术的变化。

选择正确的HSM解决方案：关键考虑因素

选择正确的HSM解决方案对其成功至关重要。请考虑以下因素：

• 可扩展性：确保解决方案能够处理您当前和未来的数据增长。
• 性能：评估解决方案在数据迁移、检索和对应用程序性能的总体影响方面的性能。
• 集成：确保解决方案与您现有的存储基础设施无缝集成，包括服务器、操作系统和应用程序。
• 安全性：考虑加密、访问控制和数据保护等安全功能。
• 成本：评估总拥有成本（TCO），包括软件许可、硬件、维护和支持。考虑使用基于云的归档作为一种经济高效的替代方案。
• 合规性：验证解决方案满足您合规要求的能力，包括数据保留和数据访问控制。
• 供应商支持：选择在客户支持方面声誉良好且有可靠记录的供应商。
• 易用性：解决方案应易于管理、配置和维护。
• 数据迁移选项：将现有数据迁移到归档的能力很重要。

HSM与云归档

云归档已成为越来越受欢迎的数据归档选项，它提供了许多好处：

• 成本效益：与本地解决方案相比，云归档通常提供更低的存储成本。
• 可扩展性：云存储可以轻松扩展以适应不断增长的数据量。
• 可访问性：有互联网连接的地方就可以访问归档数据。
• 持久性：云提供商通常提供高水平的数据持久性和冗余性。
• 简化管理：云归档消除了对现场硬件和管理的需求。

基于云的HSM解决方案通常与本地系统无缝集成，使组织能够创建混合归档策略。为了遵守数据驻留要求，请考虑云提供商的地理位置，这些要求由世界各国政府强制执行。例如，欧盟的GDPR对欧洲公民数据的存储和处理有严格的规定，在云归档部署中必须考虑到这一点。

数据归档和HSM的最佳实践

为了最大限度地提高数据归档和HSM的有效性，请考虑以下最佳实践：

• 定义清晰的数据归档策略：根据法律、法规和业务需求，建立明确定义的数据保留、访问和删除策略。
• 优先归档数据：根据数据的年限、访问频率和价值来识别和优先处理数据。
• 选择正确的存储技术：为存储层次结构的每一层选择适当的存储技术，平衡成本、性能和持久性。考虑使用磁带存储进行归档，使用固态硬盘（SSD）或高速磁盘阵列进行活动数据存储。
• 实施强有力的安全措施：通过加密、访问控制和其他安全措施保护归档数据。
• 定期测试数据检索：验证您可以在需要时成功检索归档数据。定期测试检索过程以确保其功能正常。
• 监控和优化您的系统：持续监控存储利用率、性能和数据访问模式，以优化您的HSM系统和数据归档策略。
• 记录所有内容：维护数据归档策略、程序和系统配置的清晰文档。这对于合规和故障排除至关重要。
• 考虑数据压缩：实施数据压缩技术以减少所需的存储空间。
• 使用数据去重：使用数据去重来消除冗余数据并进一步降低存储成本。
• 定期审查和调整：定期审查和调整您的归档策略和存储层次结构，以适应不断变化的业务需求和技术进步。这适用于任何国家的组织。

全球数据归档考虑因素

在全球范围内实施数据归档和HSM时，必须考虑以下方面：

• 数据驻留要求：遵守数据存储所在国家/地区的特定数据驻留法规。这些法规可能规定数据必须物理存放的位置。这些规定差异很大；例如，一些国家可能强制要求所有与公民有关的数据都存储在其境内。
• 语言支持：确保您的归档解决方案支持多语言访问和管理。
• 时区和文化考虑：在实施归档流程时，要考虑不同的时区和文化细微差别。例如，计划的归档作业需要在所有地区适当的时间执行。
• 遵守国际法规：遵守国际数据隐私法规，如GDPR、CCPA（加州消费者隐私法案）以及其他可能影响您组织的法规。
• 货币和汇率考虑：在计算存储和云服务成本时，要考虑货币波动和汇率。
• 灾难恢复计划：制定灾难恢复计划，考虑到数据的地理分布以及不同地区灾难的潜在影响。
• 供应商选择：选择具有全球业务并且能够提供多语言支持和服务的供应商。

数据归档和HSM的未来

数据归档和HSM的未来充满了激动人心的发展：

• 人工智能和机器学习：人工智能和机器学习将在自动化数据归档、改进数据分类以及识别应归档的数据方面发挥越来越重要的作用。
• 混合云归档：混合云架构将变得更加普遍，组织将利用本地和基于云的归档解决方案的优势。
• 对象存储：由于其可扩展性、成本效益以及与云服务的集成，对象存储将成为更受欢迎的归档选择。
• 不可变存储：不可变存储可防止数据被更改或删除，对于确保数据完整性和合规性将变得越来越重要。
• 自动化：自动化将被更广泛地用于简化和优化数据归档流程，减少人工工作并提高效率。
• 区块链集成：区块链技术可能会集成到归档解决方案中，以增强数据安全性和不可变性。

结论

数据归档，特别是与分层存储管理（HSM）结合实施时，是当今数据驱动世界中有效数据管理的关键组成部分。通过遵循本指南中概述的原则和最佳实践，无论其地理位置或规模如何，组织都可以优化存储成本、提高性能、确保合规性并保护其宝贵的数据资产。随着数据量的持续增长，高效可靠的数据归档的重要性只会增加。通过了解最新的技术和趋势，组织可以为未来的蓬勃发展做好准备。