SAN存储区域网络管理系统的研究——备份模块的研究与实现

论文摘要

如何满足数据不断增长的要求?如何有效地保护数据,提高系统的高可用性和容灾能力?这是互联网时代信息的爆炸性增长和电子商务等关键应用的特殊需求,也是对存储系统的管理提出的挑战,这一切都需要良好的存储管理软件来实现。 在数据存储系统中,存储管理软件是整个系统的“大管家”,直接关系到数据是否可用。如果缺乏存储管理软件,那么系统就不能真正保证数据的高可用性和高可靠性。特别是在复杂的数据环境里,智能的存储管理软件是系统高可用和数据安全的有力屏障。 对企业来说,数据安全非常重要,如果不能保护数据安全,就不能保障业务的顺利运作。而人为的操作错误、系统软件或应用软件缺陷、硬件损毁、电脑病毒、黑客攻击、突然断电、自然灾害等诸多因素都有可能造成计算机中数据的丢失,给企业造成无法估量的损失。这就需要进行数据备份。对数据进行备份可以保证数据的一致性和完整性,消除系统使用者和操作者的后顾之忧。一般来说,一个完善的备份系统需要遵从以下原则:首先,备份软件一定要与操作系统100%兼容,当事故发生时,能够快速有效地恢复数据。其次,备份方案应能提供定时的自动备份。在自动备份过程中,还要具有日志记录功能,并在出现异常情况时自动报警。另外,在设计备份方案时,应尽量考虑到提高数据备份的速度和实时性。同时,要根据企业系统需求考虑其容错性。还有,数据备份与恢复、系统的永不停顿以及系统的容灾性能等等。 本文主要讲述数据存储管理中的数据备份/恢复模块。闸述了存储区域网络的基本设计及构成三要素。详细介绍了笔者参与开发的备份管理模块在整个全局存储管理中的功能、地位和作用、实现的一些关键技术;及存储界一些新的技术等等。在这一年的项目开发中,笔者对利用存储区域网如何增强数据的安全性和可用性,增强数据的备份和管理等方面进行了较深入的研究,有了很深的体会。主要包括: 1.备份软件所要实现的基本功能及模块的划分,以及它与存储管理软件其它部分的关系。 2.设计并实现了用于存储磁盘阵列信息的内部数据结构,如何组织应用存储磁盘阵列各项信息的共享内存。 3.等待表的设计和实现。原子中断组的设计和实现。快照功能的设计和实现。关键字:存储区域网,SAN管理软件,共享内存,pair

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 目的
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文的组织结构
• 第二章 存储区域网的介绍
• 2.1 SAN的产生和优点
• 2.1.1 SAN的产生
• 2.1.2 SAN的优点
• 2.2 SAN的构成要素
• 2.2.1 网络互连结构
• 2.2.2 SAN的管理
• 2.2.3 存储系统
• 2.3 存储阵列详细介绍及其连接方式
• 2.3.1 磁盛阵列介绍
• 2.3.2 RAID概念介绍
• 2.3.3 物理磁盘（PD）与逻辑磁盘（LD）的概念
• 2.3.4 连接方式
• 2.4 小结
• 第三章 存储管理系统模块划分及备份管理模块在其中的位置和作用
• 3.1.各个模块的介绍
• 3.2.备份管理模块详细介绍
• 3.2.1 备份模块工作的大体过程
• 3.3.2 备份模块在整个系统中起到的作用
• 3.3 备份的具体实现
• 3.3.1 相关概念介绍
• 3.3.2 pair的各个状态及状态迁移图
• 3.4 小结
• 第四章 核心技术
• 4.1 网络通信
• 4.1.1 备份模块的启动
• 4.1.2 备份模块的中止终止顺序
• 4.1.3 客户端请求的执行过程
• 4.2 对共享内存的管理
• 4.2.1 关于共享内存的知识
• 4.2.2 备份模块对共享内存的管理
• 4.2.3 共享内存的结构
• 4.2.4 加锁机制
• 4.3 等待表管理
• 4.4 小结
• 第五章 备份模块的新功能
• 5.1 原子中断组的研究与设计
• 5.1.1 原子中断组概念的提出
• 5.1.2 原子中断组的实现思想
• 5.1.3 原子中断组的相关命令及状态
• 5.1.4 原子中断组的状态
• 5.1.4.1 ATG的运用状态
• 5.1.4.2 ATG的动作模式
• 5.1.4.3 ATG的同步状态
• 5.2 SNAPSHOT的设计与核心技术
• 5.2.1 传统磁盘数据备份方案的缺点
• 5.2.2 Snapshot设计
• 5.2.3 Snapshot的核心技术
• 5.2.3.1 快照磁盘的世代管理和循环利用
• 5.2.3.2 快照磁盘向源磁盘恢复内容
• 5.2.3.3 数据区域的阀值设定监视
• 5.3 PACKED功能
• 5.4 小结
• 第六章 新技术展望
• 6.1 iSCSI技术
• 6.2 ATA技术的应用
• 6.3 小结
• 结束语
• 附录A 缩略语表
• 附录B石页士期间发表文章
• 致谢
• 参考文献