数据备份系统的研究与实现

论文摘要

随着信息技术和网络技术的快速发展,现代社会的运作日益依赖于数据信息。数据信息的丢失和损坏将对社会造成难以估量的损失,因此,采用备份系统保护数据的完整性与安全性的需求日益增长,如何构建高性能的数据备份系统成为当前存储研究发展的重要课题。分析了现有的数据备份系统基本原理和系统结构,并对与实现数据备份系统相关的一些重要技术进行了深入研究。研究了数据备份系统的业务流程,设计了数据备份系统的总体结构,同时还设计了用户代理、服务器代理、存储代理和三者通信接口,测试结果表明,该结构的数据备份系统有高效的备份性能。构成系统总体结构的管理服务器不参与数据备份和恢复任务中的数据传输,从而平衡了系统负载。从系统功能的角度看,数据备份系统由备份子系统、恢复子系统和安全子系统三个子系统组成,采用先进的差分备份方式,既能实现本地数据备份,亦可进行远程数据备份。设计与实现了备份子系统和恢复子系统,给出了各个模块的功能流程和实现方法。在几个主要的模块中,完全备份模块实现了数据初始化完全备份;差分备份模块用来捕捉更新数据并形成差分文件;数据传输模块实现了数据的发送和接收;数据恢复预处理模块用来检查系统恢复环境、准备好恢复文件,测试结果表明,使用该模块可以提高系统数据恢复的效率。为了提高系统的安全性和可靠性,设计并实现了身份认证、数据传输动态加密、数据一致性检验,保障了系统数据的安全性和一致性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 本文组织结构
• 2 数据备份系统分析
• 2.1 数据备份系统的基本原理
• 2.1.1 数据备份系统的概念
• 2.1.2 数据备份不等同于数据复制
• 2.1.3 数据备份系统的分类
• 2.1.4 数据备份系统的结构
• 2.2 数据备份的基本概念
• 2.2.1 备份的方式
• 2.2.2 文件级备份和块级备份
• 2.3 数据备份技术
• 2.3.1 冷备份与热备份
• 2.3.2 写前拷贝技术
• 2.3.3 软件快照技术
• 2.3.4 镜像技术
• 2.3.5 RAID 技术
• 2.4 本章小结
• 3 数据备份系统的设计
• 3.1 系统总体结构
• 3.1.1 系统的设计原则
• 3.1.2 系统整体架构
• 3.1.3 系统业务流程
• 3.2 系统结构模块设计
• 3.2.1 备份代理
• 3.2.2 服务器代理
• 3.2.3 存储代理
• 3.2.4 代理间通信接口
• 3.3 本章小结
• 4 备份/恢复子系统的实现
• 4.1 系统的功能分类
• 4.2 备份子系统的实现
• 4.2.1 完全备份模块
• 4.2.2 差分备份模块
• 4.2.3 删除备份模块
• 4.2.4 修改备份参数模块
• 4.2.5 数据传输模块
• 4.3 恢复子系统的实现
• 4.3.1 数据恢复参数设置模块
• 4.3.2 数据恢复预处理模块
• 4.3.3 数据恢复执行模块
• 4.4 本章小结
• 5 系统安全性设计与实现
• 5.1 身份认证机制
• 5.2 数据传输动态加密
• 5.2.1 加密的基本原理
• 5.2.2 加密应用程序接口Cryptography API
• 5.2.3 动态加密的设计与实现
• 5.3 数据一致性检验
• 5.3.1 一致性检验的原理
• 5.3.2 MD5 加密算法
• 5.3.3 一致性检验的设计与实现
• 5.4 本章小结
• 6 系统性能测试与分析
• 6.1 测试环境
• 6.2 小文件和大文件备份性能对比测试
• 6.3 平均响应时间测试
• 6.4 数据恢复预处理模块测试
• 6.5 性能测试分析
• 6.6 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献