備份還原之研究

備份還原的模式已於第二章探討。本節將針對系統備份還原相關的研 究進行探討，茲分為還原卡、排程還原及無碟系統三部份：

1.還原卡

廖瑞民[9]在 2002 年設計一套完全獨立的介面裝置，其裝置要 解決的是舊式的還原卡的問題。

舊式還原卡主要架構於 Windows 的 Device，所以在進行資料 I/O 處理時，是藉由處理每一個 Windows 上層的 I/O 要求，來達到系統保 護的效果。此模式在普及率提高時，可能出現新的電腦病毒系統能對 硬碟做 Direct I/O acces，此時整個復元的系統就可能會輕易的被瓦 解。

而廖瑞民設計的完全獨立介面裝置，將該裝置串接在硬碟與主機 板的中間，針對硬碟 I/O 的最底層進行攔截轉向，進而達到系統備份 還原的功能。其還原卡系統架構圖如圖 5 所示、還原卡系統工作流程 圖如圖 6 所示、還原卡裝置俯視圖如圖 7 所示。

圖 5：還原卡系統內部架構圖 資料來源：[9]

圖 7：還原卡系統工作流程圖

圖 8：還原卡系統裝置俯視圖 資料來源：[9]

該研究提出的解決方法，在 Windows 98 了系統下成功的解決舊 式還原卡的問題，但是幾個問題需要被處理：

(1)當要大量複製時，會面臨到複製的方法及複製的效能的問題，

這問題對於系統管理人來說是一項重要考量的指標，但該研究中 並未提及此問題的處理方式及實驗的數據。

(2)該研究的實驗環境採用的是 Windows98 的系列產品，在當時 作業系統加上常用的應用程式整體的空間鮮少超過 1GB 的大小，

所以該研究只需要 500MB 大小的備份空間就綽綽有餘。但是對於 目前系統安裝隨便就要數 GB 的空間的情況來說，該研究可能在 建置上就會遭遇到問題，另外使用的效能上，也得重新評估。

(3)Windows NT；Windows 2000；Windows Xp 的版本發行之後，

其對硬碟的存取改為直接的 I/O，此種狀況要使用廖瑞民所設計 的裝置，就又需在系統中多設計一個 Driver，如此就與作業系統 產生了相依性，無法成為獨立的系統。

(4)該裝置所費不貲，以一間電腦教室 36 台電腦來說，可能需要 將近十萬的經費，對小學的經費來說無疑是一沈重的負擔。

2.排程還原

王德源[8]在 2002 年提出一套網路排程還原機制 。其研究架構 的環境是由 Web Server + MTS(Microsoft Transaction Server) + Database Server +自行設計的 Schedule Manager 以及多台 File Server 建置而成的復原環境，其排程系統完整示意圖如下：

圖 9：排程系統架構圖 資料來源：[8]

系統架構上大致可分為三部份：「排程表單設定」、「排程程序 掃描」、「用戶端系統重建」。當管理者要進行系統重建時，就從瀏 覽器登入系統設定好排程表單，之後就由排程程序接手執行排程表單 從遠端進行喚醒用戶端電腦後，透過用戶端腦裡的 Ghost 與 File Server 的連繫進行系統重建。

排程系統之硬體建置：

Web Server 一台規格如表 5 所示、File Server 數台規格如表 6 所示、Client 電腦規格如表 7 所示。

表 5：排程系統 Web Servere 規格表 CPU Pentium III 600

RAM 256MB

BIOS Phoenix Bios 4.0 Release6.0

硬碟 20GB

作業系統 Windows NT 4.0 應用軟體 Delphi 5.X 資料庫 MS Access 2000 資料來源：[8]

表 6：排程系統 File Server 規格表 CPU Pentium III 600

RAM 256MB

BIOS Phoenix Bios 4.0 Release6.0

硬碟 20GB

作業系統 Windows NT 4.0 應用軟體 Delphi 5.X 資料庫 MS Access 2000 資料來源：[8]

表 7：排程系統 Client 電腦規格表 CPU Pentium III 600

RAM 256MB

BIOS Phoenix Bios 4.0 Release6.0

硬碟 20GB

作業系統 Windows 9X 應用軟體 Ghost 6.5 資料來源：[8]

其設計的實驗採用 Ghost 還原軟體，利用兩種方法（方法 A 採用

(1)雖然採用 multicasting 來節省時間，但卻無法同時進行不同 的排程。

(1)採用 unicasting 所以可以同時進行不同的排程。

(2)採用自由軟體，無需授權費並且可以自由散佈。

(3)採用的 clonezilla 對於大部分的檔案格式均支援，尤其對於 open 的檔案格式支援度更高。

(4)設計針對校內不同的網段提供支援。

(5)設計讓不同的使用者依其權限登入操作。

3.無碟系統

王光山[7]規劃的電腦教室環境使採用 LTSP(Linux Terminal Server Project)[12]無碟系統伺服器搭配老舊電腦當作 Client 建置 電腦教室環境，並對於 LTSP 設計一套軟體還原(ROYSWNG[7])，以維 護該台 Server 正常運作。其運作原理是 Client 端從軟碟或是從網路 開機，連上 LTSP Server 提出開機要求，LTSP Server 從其設定中判 斷是否是設定中的電腦，若是則從 LTSP Server 的系統資源切出一部 份供 Client 端使用，而 Client 端就利用伺服器中的資源將 Client 端 使用者的操作運算後，由 Client 端的螢幕提供給使用者。其所規劃 的系統架構圖如圖 10 所示、ROYSWNG 復原概念圖如圖 11 所示。

圖 10：無碟系統規劃圖 資料來源：[7]

圖 11：無碟系統規劃圖 資料來源：[7]

依上述規劃的電腦教室，Client 端並不需要維護，所以維護的重 點就放在 LTSP Server 上，該研究採用軟體復原(GNU/Linux 版時光回 溯器：RecOverY—SoftWareNG，ROYSWNG[7])來對 LSTP Server 進行 復原。ROYSWNG 原理是將硬碟切割成三部份：第一部份是平常的作業 系統，第二部份是救援的系統，第三部份是擺放完整系統備份的壓縮 檔。當系統產生問題時，管理者使用 floppy、CD、Hard Disk 或 Network 開機啟動第二部份的救援系統，救援系統啟動後會將第三部 份的備份檔解壓縮放回第一部份覆蓋掉出現問題的系統，藉此可以將 第一部份的系統還原成預設的狀況，重開機後系統就可以恢復正常運 作。

王光山的規劃是為了要解決偏遠地區電腦教室管理的問題：以 LTSP 解決電腦硬體設備等級不夠的問題；以 GNU/Linux 取代 Windows

來解決軟體版權的問題；以 GNU/Linux 版時光回溯器(ROYSWNG)來解 決電腦教室維護的問題。

但在近幾年，由於電腦教室電腦不堪使用，各縣市府也逐年規劃 更新，因此電腦教室的電腦等級均已逐步提升，所以以目前的電腦硬 體狀況，若使用 LTSP 來建置電腦教室的環境，就覺得稍嫌浪費了 Client 端電腦的硬體效能；但若 Client 端採單機運作，輔以

GNU/Linux 版時光回溯器(ROYSWNG)來復原 Client 端的電腦，可能會 因為學生不當的操作而讓復原頻繁，一來浪費時間，二來可能造成硬 後的座標，再將所有座標代入義大利數學家 Joseph Louis Lagrange 提出 的 Lagrange 內差多項式[11]的公式，就可以得到該使用者的 Lagrange 多 項式。Lagrange 內差多項式的數學表達式如下：