一种网络备份系统的存储优化研究与实现

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数据备份技术概述
• 1.1.1 数据备份基本概念
• 1.1.2 数据备份的发展
• 1.2 课题研究背景及意义
• 1.3 国内外研究应用现状
• 1.3.1 商业产品
• 1.3.2 学术研究
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 数据备份与恢复相关技术研究
• 2.1 数据备份的类型
• 2.2 备份介质的类型
• 2.3 基本备份模式
• 2.4 主要恢复策略
• 2.5 网络存储技术
• 2.5.1 直接连接存储DAS
• 2.5.2 网络连接存储NAS
• 2.5.3 存储区域网络SAN
• 2.6 网络备份－网络存储技术的应用
• 2.6.1 基于DAS的分布式备份
• 2.6.2 基于NAS的集中式备份
• 2.6.3 基于SAN的备份
• 2.7 备份内容
• 2.8 本章小结
• 第三章 数据压缩技术研究
• 3.1 数据压缩的意义与重要性
• 3.2 数据压缩在备份系统中的地位
• 3.3 常用压缩方式及应用场景的介绍
• 3.3.1 单个文件数据冗余信息的处理方式
• 3.3.2 多文件数据冗余信息的压缩方式
• 3.3.3 基于磁盘物理块的压缩方式VENTI
• 3.4 一种基于全局的压缩算法
• 3.5 本章小结
• 第四章网络备份系统的优化设计与实现
• 4.1 系统总体设计
• 4.1.1 系统需求分析
• 4.1.2 系统框架结构设计
• 4.1.3 系统工作流程设计
• 4.2 网络备份系统的存储优化实现
• 4.2.1 网络备份的数据存储
• 4.2.2 数据存储优化实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统性能测试及分析
• 5.1 系统测试环境
• 5.2 相关测试
• 5.3 数据存储优化实现结果分析
• 5.3.1 位图的优化分析
• 5.3.2 Hash查找的优化分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 下一步工作计划
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢