如何破解教育数据安全难题
某市教育局于 2018 年开展全市教师云桌面的部署，目前已经部署了 6 期，云桌面的飞速扩展在给教师信息化带来安全、便利的同时，也加速了后台数据量的增长。目前已经有超 200TB 的非结构化数据存储在教育云数据中心里，再加上数个关键业务数据库的数据量，经过技术人员的研究测算，未来 5 年内的数据规模可能接近 PB 级别，海量数据的安全问题引起了教育局对于数据安全保护的思考。
在2021 年 6 月 10 日第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过《中华人民共和国数据安全法》，自 2021 年 9 月 1 日起施行。国家数据安全法的颁布意味着信息安全的领域扩大到了数据层面，数据安全也不再只针对于业务连续性要求高、数据安全性要求高的单位，而是具备数据中心的单位，都必须按照国家数据安全法去落实政策。
基于上述情况，为满足教育局对云桌面海量数据和数据库结构化数据的备份需求，同时遵循《数据安全法》要求并着眼未来五年发展规划，教育局制定了基于 CDM 技术的数据备份与恢复系统、支持线性扩容的数据安全管理解决方案，旨在构建高可靠性的数据安全保障体系。
技术亮点直击痛点
教育局部署的豪联科技灵备CDM数据备份与恢复系统（以下简称：灵备CDM系统）采用 B/S 与 C/S 混合架构：其管理控制台基于 B/S 架构设计，便于管理员实施跨平台运维管理；备份功能模块采用 C/S 架构构建，有效保障海量备份数据传输效能。
灵备 CDM 系统的目标是利用副本管理技术将多份相同的备份数据缩减成一份，减少存储容量的开销，以此来提升存储利用率，降低 TCO。同时，当涉及到备份副本数据的使用需求时，可通过虚克隆技术创建一份虚拟的可读写的副本数据，直接挂载给业务系统使用。基于灵备 CDM 系统的虚克隆技术，只占用极少量的空间，有效节省存储成本和时间，特别是面向于类似教育局云数据中心的海量数据这样的应用场景。
此外，灵备 CDM 系统采用初始全量+以后永久增量的数据备份方式，极大节省备份时的带宽占用，避免因数据备份造成对生产系统的影响。
1.原生数据捕获，备份效率翻倍
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通过 iSCSI 协议直接挂载生产数据，首次全量备份后仅需增量同步修改块，避免传统备份的格式转换耗时。
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永久增量技术：仅需一次全备，后续永久增量备份自动合成为完整副本，减少存储占用，规避周期性全备对业务的影响。
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CBT 变化块追踪：精准识别数据变化，备份窗口缩短 80%，满足每日 150GB+增量数据的快速备份需求。
2.虚拟副本管理，安全与效率兼得
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黄金副本+快照：备份数据以虚拟化形式存储，勒索病毒无法直接访问，保障数据“隐身安全”。
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秒级挂载恢复：无需数据迁移，直接挂载历史快照至业务系统，教师误删课件可即时找回，业务中断趋近于零。
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多场景复用：同一副本可同时挂载至开发、测试、容灾等环境，支撑数据合规检查、跨平台查询等创新业务。
3.低成本扩容，适配海量增长
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采用 SATA 硬盘构建存储池，以最优成本实现 PB 级扩展，满足教育数据长期留存需求。
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增量备份带宽占用极低，夜间备份任务对教师日常办公无感知，彻底解决传统方案“备份即卡顿”的难题。
灵备 CDM 系统在教育局的应用
教育局当前最重要的应用系统是教师办公云桌面，该平台不仅是教育系统内数据量最大（已超 200TB）、数据格式最复杂的应用，更承载着核心业务数据的存储与管理。灵备 CDM 系统在处理此类环境复杂、格式多样的应用场景中发挥着关键作用。
其中文件存储层数据规模最为庞大，目前总量已超过 200TB，且每日新增数据量达 60-100GB。教育局在构建海量数据管理系统时，综合考虑技术可行性与成本效益，选择采用 SATA 硬盘存储方案——其优势在于能以较低成本实现容量扩展，但随之带来的弊端是磁盘性能数据备份的速度必然很慢（理论峰值 150MB/s，实际约 120MB/s），单日最大备份量约 10TB，完成全量备份需 20 天以上。
需特别说明的是，全量备份期间会导致云桌面 IO 性能显著下降，影响教师正常办公，因此备份窗口仅能安排在寒暑假等长假期。若采用传统备份方案（含 CDP 产品），需周期性执行全备（频率通常为周/半月/月级），这将频繁导致业务中断，无法满足连续性要求。而基于CDM技术的数据备份与恢复系统，可以实现首次全备，永久增量备份，很好的解决了这个问题，每个增量备份的数据副本在后端自动合成为完全副本，方便恢复。
教师云桌面的数量在不断扩容，教师个人数据的增量也在不断增加，目前每天的增量在 60GB-100GB 左右，未来 5 年内可以增加到每天 150GB 以上。尽管增量备份窗口设定在每日 0 点启动，但备份时段无法完全规避用户在线操作的可能性，同时须确保备份任务在次日 6 点前完成。这使得将增量备份时长压缩至 6 小时窗口内成为保障业务连续性的核心诉求。
针对日益增长的备份需求，灵备 CDM 系统通过原始数据格式捕获技术实现高效增量备份。相较于传统方案需进行格式转换（虽提升安全性但耗时增加），灵备 CDM 系统直接捕获原始数据格式，在确保安全性的前提下缩短 30%以上备份时间。所有增量数据在后端自动合成完整副本，满足即时恢复需求。
在数据恢复方面，教师在打开某一个课件时大多数是临时性的，不会提前去查看这个课件是否存在或者是否有效，因此当课件被误删除或者因病毒原因不可使用时，我们需要快速恢复这个数据，甚至于这个课件可能是几个月前或者一年以前的数据，因此备份的周期需要非常久。
以上两点原因是教育局选择灵备 CDM 系统的重要原因之一，灵备 CDM 系统采用虚拟化数据存储架构，具备抗勒索病毒特性：备份数据不可见、不可篡改，通过加密存储和访问控制确保数据机密性与完整性，有效防御非法拷贝或破坏。
灵备 CDM 系统提供两种恢复模式：
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即时挂载恢复：通过虚拟化技术实现秒级数据访问，无需物理传输过程。当出现大规模数据恢复需求时，可优先挂载虚拟副本应急使用，待业务平稳后再执行物理回迁。
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全量回溯能力：基于首次全备基准点，支持任意时间节点的数据版本回溯，有效解决长期历史数据检索难题。
灵备 CDM 系统具备广泛的环境适配能力，不仅支持 Oracle、SQL Server、MySQL 等主流数据库，还可兼容达梦等国产数据库，以及 VMware vSphere 和基于 KVM 开发的国产虚拟化平台，满足教育系统复杂的 IT 环境需求。
在教育信息化场景中，灵备 CDM 系统成功解决了海量数据管理的关键矛盾：在保障业务连续性的同时，实现 200TB 级数据的可靠保护。面对管理分散、系统庞杂带来的数据丢失、病毒攻击等固有风险，灵备 CDM 系统为区域教育云桌面平台提供了切实有效的数据安全保障方案。
成效与展望：从数据保护到价值挖掘
自灵备 CDM 系统上线以来，教育局已实现：
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200TB+教育数据全量保护，涵盖云桌面、数据库、虚拟化平台；
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5000+教师个人数据零丢失，课件误删恢复效率提升 90%；
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勒索病毒防御能力升级，备份数据虚拟化存储实现“免疫攻击”；
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TCO 降低 40%，SATA 硬盘扩容策略显著节省硬件投入。
未来，教育局将以灵备 CDM 系统为底座，构建“教育第二数据管理平台”，推动数据从“安全存储”向“高效利用”跃迁：生产平台专注日常业务，第二数据管理平台支撑容灾、合规审计、数据分析等场景，为教育数字化转型注入新动能。
在教育信息化与数据安全合规的双重驱动下，灵备CDM数据备份与恢复系统以创新架构破解海量数据管理难题，为教育行业提供了一条“低成本、高可靠、易扩展”的数据安全路径。教育局的实践印证，数据保护不仅是底线要求，更是释放数据价值、赋能智慧教育的基石。
