网络数据备份与恢复系统的设计与实现

网络数据备份与恢复系统的设计与实现

殷顺增[1]2012年在《基于网络的数据备份和恢复系统设计》文中进行了进一步梳理随着以计算机为代表的高科技信息产品和网络技术的迅速发展和广泛应用,信息安全日益受到人们的高度重视。计算机内的数据是最珍贵的财富,计算机软硬件执行的各种操作,实质上都是为了利用其中的数据资源。特别是互联网应用高速发展、云计算、云存储技术逐步普及的今天,单一一个应用系统的承载往往依靠几十甚至几千台服务器的共同运行,应用系统产生的数据容量巨大,分布也在分散化。在这种情况下,如何保证分布式(或云存储)应用中大容量数据高效备份和灾难发生时及时实施数据恢复,保证灾难恢复在所有计算机上的一致性,成为数据安全领域研究的新课题。本文首先分析了数据备份技术的分类和数据备份与恢复的主要方法,分析了网络数据存储和数据备份的主要方法,从中选择了本系统使用的方式。通过对网络数据备份恢复方式的分析提出了采用基于UNDO的恢复技术实现网络备份恢复系统的设计思路。本文对基于UNDO的恢复技术进行了分析和说明,提出了面向服务的恢复概念,构建了面向服务的恢复模型,从而解决了分布式网络环境中系统灾难恢复数据一致性问题。本文对基于网络的数据备份和恢复的实现采用了由客户层、管理层、服务器层组成的系统结构。通过该系统可以实现网络中数据的集中管理和数据的自动备份与恢复。考虑系统的安全性构建了基于PKI(Public Key Infrastructrue)的安全模块,保证网络上的用户可实现备份与恢复数据的安全交换,满足保密性、完整性、真实性及不可否认性的安全需求。本文同时详细说明了系统实现中并发处理、I/O端口阻塞处理、网络接口等关键功能模块的设计和实现。而后搭建了测试平台,对系统进行了全面测试。实验结果表明系统备份与恢复的各项功能良好,达到了预期的设计目标。

王雪峰[2]2010年在《军用网络数据备份系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理随着信息化技术的高速发展与计算机网络的广泛应用,网络数据的安全性越来越引起人们的重视。数据备份技术是实现数据恢复的前提和基础,因此成为保护网络数据安全、确保网络正常运行的重要措施之一。理想的网络数据备份是在硬件物理容错系统的基础上,根据所需备份数据的类型,选择运用相应的备份软件来自动备份所有数据。军用网络关系国防和军队建设的安全,密级程度高,对数据的安全性有着更高的要求,但是由于尚未研发独立的网络备份存储系统,不能实现对军队自主开发的专用安全数据库的备份,所以无法满足信息化战争条件下对整个网络数据应急恢复的需求。本课题主要结合军用网络使用的现状,设计与实现了远程数据备份及备份监控系统。首先讲述了数据备份、磁盘阵列、集群以及双机容错技术等的具体概念,分析比较了各种技术的特点,为系统设计的选择提供了依据;其次根据对军用网络进行数据备份需要达到的效果,提出了系统的总体设计目标,论证了总体设计方案;接着,构建了本地备份网络,设计了本地数据备份模块、服务器管理模块和备份数据恢复模块,讨论制定了本地数据备份策略;最后,搭建了远程备份网络环境,对远程数据备份模块和备份监控模块进行了设计和开发,通过模拟环境下的测试,论证了系统的安全性及可靠性,给出了应用测试结果。

夏斌[3]2007年在《大规模归档流数据的备份恢复技术的研究与实现》文中研究表明随着信息技术的发展,在许多领域出现了一种高速、海量、动态的新型数据,这种数据被称之为数据流,数据流的应用很广,其中一种常见的应用是将数据归档存储起来给用户进行研究、分析、查询,这类需要存储的数据流数据被称之为归档流数据。归档流数据具有很高的商业和研究价值,十分珍贵,一旦丢失或不可用,后果不堪设想,那么怎么保证这些珍贵的归档流数据的可用性?如何存储保存这些大规模的归档流数据?这就需要我们深入研究大规模归档流数据的备份恢复技术。本文以一个具体的海量归档流数据数据库管理系统为背景,深入研究数据库技术、海量归档流数据备份恢复技术、海量数据装载技术,设计出备份恢复性能优越、能适应海量归档流数据数据库管理系统复杂的硬件和网络环境、对在线系统影响较小的备份与恢复系统。具体说来,本文主要在以下几个方面开展了工作:根据归档流数据备份恢复的需求设计了归档流数据备份恢复系统体系结构,该体系结构集数据备份、恢复、存储、历史数据查询为一体,是一个完整的备份恢复系统体系结构。对海量归档流数据数据库管理系统进行了物理和逻辑方面的设计,使其数据库结构适应大规模归档流数据备份与存储管理平台需要。摒弃传统的数据库备份技术,采用备份源数据的方法,该方法具有备份实现简单、备份速度快、备份数据规模小,对在线系统干扰较小等优点,是一种可行且高效的备份方法,该方法的使用极大的提高了大规模归档流数据备份性能。开发出性能优越的海量归档流数据装载技术,并将该技术应用到大规模归档流数据的恢复中,该技术融合了批量数据加载、交换分区机制、多层次的任务并行调度等技术,达到了每秒GB级的并行高速装载,极大地提高了恢复的速度,满足了大规模归档流数据恢复的需要。

黄斯亮[4]2008年在《网络备份系统中存储服务器的设计与实现》文中研究说明随着信息技术和网络技术的快速发展,保护数据的完整性、安全性以及业务的连续性的需求日益增长。如何构建高性能的数据备份系统成为了当前存储领域研究的重要课题。采用备份服务器-存储服务器-备份代理叁方架构的网络备份系统将备份和恢复任务的控制流与数据流分离,均衡了各服务器的负载,提高了备份任务的并发度和性能。采用磁盘做为备份数据的存储介质,实现D2D(Disk to Disk)备份,缩短了备份窗口。存储服务器负责备份数据的接收、存储组织与检索,是影响备份与恢复性能的关键因素之一。在分析文件级数据备份的I/O特征基础上,设计了层次化的备份数据存储组织方式和基于该组织方式的分层索引机制。层次化备份数据组织方式实现了对备份数据的集中存储与管理,充分发挥了磁盘在读写性能以及可靠性方面的优势,有效缩短了备份窗口。在数据恢复的时候,利用相应的数据检索机制快速地定位不同层次的备份数据。存储服务器主要由配置资源管理、系统运行监控、并发服务器、备份数据存储组织、快速分层索引LFI模块组成。分层索引机制由索引信息建立、索引信息存储、内存索引信息管理、恢复链表建立与排序和索引恢复构件组成。综合测试了存储服务器的设计对提高备份与恢复性能的有效性。测试结果显示,综合利用这两种技术,使备份性能随着备份数据量的不断增加而逐渐提高,最终趋于稳定。分层索引机制以较小备份性能损失换取恢复性能的较大提高。随着备份数据量的增加,备份性能损失会随之减小,但恢复性能的提高能够保持稳定,在整体上提升了备份系统的性能和可用性。

魏强[5]2009年在《一种网络备份系统的存储优化研究与实现》文中认为随着网络技术的快速发展,计算机网络在信息化社会中正发挥越来越大的作用。备份与恢复作为保障信息安全的最后一环,在整个信息保障体系中具有重要地位。随着信息化程度的不断提高,各企事业单位、政府、军队等部门对计算机数据信息的依赖越来越强。如果这些数据由于人为或自然原因而招致破坏的话,将带来不可估量的后果。数据备份技术正得到越来越广泛的应用,在基于网络的存储备份与恢复研究中,备份和恢复数据的数据压缩是进行高效存储和备份的关键技术之一。高效率的备份数据、压缩方法对提高数据的存储与备份效率很有意义。本文的研究工作重点有两个。其一,通过对目前不同的压缩算法的分析与比较,针对备份恢复中数据集中存储的特点,将重复数据块的检测从用户端集中到备份服务器端,提出了一种新的压缩算法-基于全局的压缩算法。其二,结合压缩方式和网络备份技术,设计并实现了一种基于全局压缩算法的网络备份系统。对所提出的全局压缩算法和快速恢复算法的效率进行了验证。在系统实现上,在网络备份的数据存储模块设计上对传统的直接存储方案以及存储服务器方案的缺陷进行了优化,采用了自建文件系统的方式对备份数据进行存储,并提供了管理和对外接口;在数据存储的空间管理和数据查找方面提出了优化方案,并且证明了本文的方案能够提高数据存储模块的工作效率。经过实际的测试运行,本系统能够满足网络备份中的备份源和备份服务器的通信以及较高效的数据存储。

李妍[6]2015年在《基于Java私有数据备份与恢复系统的设计与实现》文中指出随着信息化技术的不断深入,个人私有数据越来越电子化的管理和分发,对于这些私有数据的存储和保护变得更加重要。如何保证私有数据在互联网环境下的安全使用已成为一个重要的问题。在云计算的不断发展下,互联网公司提供了云存储和云备份等解决方案,通过这些方案可以有效保证数据的安全,在数据受到损坏的情况下,可以通过云存储或者云备份的数据进行恢复。但是这种解决方案尤其受到带宽的影响,无法对用户的大量数据进行云存储和云恢复,对于用户来说也是非常昂贵的。因此,一种有效的私有数据备份与恢复方案是十分必要的。本文在这种环境下提出了基于局域网的私有数据备份与恢复的方案,这个方案可以为个人提供私有备份和恢复服务。本文主要的工作内容如下:首先对开源的数据备份软件进行了详细的研究分析,对其实现的功能和技术进行了对比,为本系统的需求分析、设计和实现提供了有利的支撑。然后对系统所涉及到的相关技术进行了详细的分析,这里包括备份策略和备份介质的选择。从系统建设目标和系统的可行性两方面详细分析了系统实现难度,在此基础上对系统进行了详细的功能需求分析。最后对系统进行了详细的设计,将系统分为四大模块:系统管理模块、任务管理模块、数据备份模块和数据恢复模块。对每一个模块进行了详细的流程设计。系统在设计上采用了C/S的软件开发模式,在此基础上对每个模块进行了实现,特别是对客户端的界面设计,本文采用了Ribbon窗体风格进行界面设计,并采用SWT Ribbon技术对界面进行实现。本文的创新之处主要体现在:(1)本文采用了Ribbon的窗体设计风格实现私有数据备份和与恢复系统的窗体,它使得系统的窗体风格非常明显,有助于用户的快速熟悉和提高用户的体验。(2)对备份和恢复进行了流程的优化,使得系统的操作更加方便和简洁。

郭京[7]2006年在《容灾系统中数据监控及远程异步重放方法》文中认为容灾备份对于重要系统具有不可替代的重要性。目前的容灾系统大多采用诸如NAS,SAN这样的存储备份技术,NAS技术仅适合于本地存储,不适于远距离异地备份,而SAN的备份距离仅为几十公里,且需专线或光纤通信,建设成本高,价格昂贵。随着Internet的普及与发展,为利用廉价的Internet资源,出现了基于Internet的远程备份技术,但由于Internet的带宽及稳定性限制,当前基于Internet的备份技术大多不能实现数据的实时备份。本文对远程数据备份方法进行了探讨,提出了远程数据备份中的数据监控及异步重放方法,并提出了可用于实时检测备份数据正确性的差错控制方法,为实现一种基于Internet的远程备份系统的提供了技术思路。利用上述方法,本文实现了基于Linux的远程异步镜像系统,本系统工作在Linux内核的设备驱动层,对应用程序透明。本系统监控本地的数据生成并封装成备份记录,将备份记录存入镜像网关的缓存器中,然后由镜像网关异步发送到远程进行重放,由此将本地数据镜像到远端。本系统对远程传输网络要求低,可直接架构于Internet上。具体来说,本文的主要工作有:1.分析了国内外容灾及备份技术的研究现状。2.提出了可用于远程数据备份的数据监控方法。数据监控方法可用于镜像系统的本地端,通过监控本地主机的数据生成过程,按先后顺序实时获得本地主机的数据变化情况。3.提出了可用于远程数据备份的数据重放方法。本方法与数据监控方法配合,用于镜像系统的远端,得到本地数据的变化情况后,处理后重构为

温伟鸽[8]2006年在《SAN存储资源管理系统备份恢复技术的研究》文中认为在当今网络信息时代,SAN(存储区域网络)是存储领域近来十分引人注目的技术。它一方面能为网络上的应用系统提供丰富、快速、简便的存储资源;另一方面又能共享存储资源并对其实施集中管理,成为当今理想的存储管理和应用模式。对SAN的有效管理离不开存储资源管理系统的支持,而备份/恢复又是存储资源管理系统的核心功能之一。作者在一年多的时间内参与了一个基于SAN的存储资源管理系统(SRM)服务器端的设计与开发,并在其中主要负责备份恢复管理模块。在项目的研发期间,对SAN的管理技术以及问题进行了细致的研究,在探讨SAN管理软件体系结构的基础上,对备份/恢复技术进行了深入分析,完成了备份恢复管理模块的设计与实现,并在此基础上完成了本文。 主要的研究工作及成果有: 介绍了数据备份和恢复技术的基础知识;研究了SAN环境下的存储资源管理软件(SRM)的基本构成和模块划分,对各个框架构成部分进行了详细的功能描述,分析了备份恢复管理与整个存储资源管理系统的关系。 介绍了SRM系统中基于SAN和磁盘阵列的卷复制技术,对备份模型和备份方案进行了论述。 研究分析了如何将快照技术(SnapShot)应用于备份恢复,并论述了其功能设计,从而实现了通过建立快照映像进行联机快速备份。 在基本的卷复制模块的基础上,设计并实现了具有原子中断机能的备份恢复,从而能保证使用多个volume的大型数据库系统的数据备份恢复的完整性和一致性。 对系统实现中遇到的难点问题进行了分析,提出了等待队列调度模型,参与了设计和实现。

罗舟[9]2005年在《基于存储区域网的数据备份系统的研究与设计》文中提出存储区域网(SAN)是一种类似于LAN的高速网络技术,它用来在存储单元与客户端之间建立直接的高速数据连接。与LAIN不同的是SAN针对存储备份进行了优化,通常使用专用的通信协议,比如SCSI协议和FC协议,而不是LAN使用的各种通信协议。 随着网络基础建设的逐步发展与完善,SAN技术由于其自身所具有的诸多优点正在得到越来越广泛的应用。同时数据信息的急剧膨胀,对数据备份系统的规模、效率、安全性和可靠性都提出了更高的要求。现有的备份系统主要包括分布式备份系统和基于LAN的备份系统。但是,这些备份系统的备份速度较慢且都会影响服务器的性能,已经不能满足现有应用的要求。因此,设计一个速度快、性能优的备份系统就非常有意义了。 论文深入分析了网络备份系统的各个层次的主要问题,提出了解决问题的总体方案。经过详细考虑和多方论证,本文设计了一种基于存储区域网的网络备份系统。本系统是一个叁层结构的网络备份系统,它以SAN技术为基础,使用FC通信协议,在现有的SAN备份模型上引入了一个管理协议——网络数据管理协议(NDMP)来对该备份系统进行管理和控制。一方面,通过使用FC协议SAN网络可以提供高速传输能力,从而提高了备份速度、减小了备份窗口;另一方面,NDMP协议对备份系统中的数据流和控制流进行了有效的管理与控制,大大地减轻了服务器的负担。在叁层结构的网络各份系统中,软件复杂程度从下往上逐步增加,而数据通信量从上往下不断增大,极大地提高了备份性能。该模型不但结构简单、便于维护,而且不使用特殊器件,是一个具有较好整体性能的网络备份系统。

贾云洁[10]2006年在《军事信息网络数据备份系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理随着计算机网络技术的快速发展,数据备份技术得到了广泛地应用。理想的网络数据备份应是在硬件级物理容错系统的基础上再加上软件数据备份,并能够自动备份整个网络平台上的数据。但在对数据安全性要求较高的军事信息网络中,数据备份技术还未得到很好的应用,其原因是还没有建立独立的网络备份存储系统,不能实现对专用安全数据库的备份,无法满足战争环境下军事信息网络应急恢复的需求。因此,有必要研制对军事信息网络数据具有本地和远程备份功能的数据备份系统,以满足军事信息网络应急恢复的需求。 本文主要针对军事信息网络的数据备份系统进行了设计与实现。首先分析了进行数据备份功能设计时所涉及到的一些数据安全防护技术,主要包括网络数据备份技术、磁盘阵列技术、集群技术和双机容错技术;其次分析了军事信息网络数据备份的需求,给出了系统的总体设计方案和设计目标;第叁,构建了本地数据备份网络,详细设计了本地数据备份模块、服务器集群管理模块、备份数据恢复模块和本地数据备份策略,并对设计中的关键问题进行了分析,给出了相应的解决方案;第四,构建了远程数据备份网络,设计并实现了远程数据备份模块和远程备份监控模块,且对远程备份数据的安全性进行了分析,给出了远程数据备份的应用测试结果。

参考文献:

[1]. 基于网络的数据备份和恢复系统设计[D]. 殷顺增. 电子科技大学. 2012

[2]. 军用网络数据备份系统的设计与实现[D]. 王雪峰. 中国石油大学. 2010

[3]. 大规模归档流数据的备份恢复技术的研究与实现[D]. 夏斌. 国防科学技术大学. 2007

[4]. 网络备份系统中存储服务器的设计与实现[D]. 黄斯亮. 华中科技大学. 2008

[5]. 一种网络备份系统的存储优化研究与实现[D]. 魏强. 解放军信息工程大学. 2009

[6]. 基于Java私有数据备份与恢复系统的设计与实现[D]. 李妍. 湖南大学. 2015

[7]. 容灾系统中数据监控及远程异步重放方法[D]. 郭京. 四川大学. 2006

[8]. SAN存储资源管理系统备份恢复技术的研究[D]. 温伟鸽. 西北工业大学. 2006

[9]. 基于存储区域网的数据备份系统的研究与设计[D]. 罗舟. 中南大学. 2005

[10]. 军事信息网络数据备份系统的设计与实现[D]. 贾云洁. 解放军信息工程大学. 2006

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