高可用的远程容灾系统研究与实现

论文摘要

“9.11”事件使大家更加谨慎地审视自己的应用系统。传统的数据备份技术和服务器集群技术在一定程度上避免了由于各种软硬件故障、人为操作失误和病毒侵袭所造成的破坏,保障数据和系统安全;但当面临大范围灾害性突发事件,如地震、火灾、恐怖袭击、战争时,上述技术就无能为力了。因此,远程容灾系统就成为迅速恢复应用系统的数据,保持信息系统的正常运行的关键。本文以军队指挥信息数据库系统为应用背景,分析了当前的远程容灾技术,给出了容灾系统的抽象模型,并设计了高可用的远程容灾系统的体系结构,在此基础上集中研究了远程负载均衡技术、自适应加载技术、数据一致性技术、高可靠的数据编码算法和IP-SAN的安全认证机制。最后实现了远程容灾的原型系统,并给出了相应功能模型的测试。具体工作如下:1.分析比较了现有几种主流数据容灾技术方案,针对军队指挥信息系统容灾的需求指出了它们的不足。2.针对军队指挥信息系统的特殊需求,提出了远程容灾系统的抽象模型,在此基础上设计了面向高可用性的远程容灾系统的体系结构,并对各个功能模块作了详细分析。3.为保证远程容灾系统的高可用性,集中研究了远程负载均衡技术提高系统的性能;研究了自适应加载技术解决了系统处理海量数据的加载瓶颈;研究了数据一致性技术保证本地和远程数据的一致,使数据实时可用;研究了高可靠的数据编码算法提高了数据的可靠性和传输速度;最后研究了IP-SAN的认证机制提高了数据传送的安全性,满足了系统的需要。4.为了测试关键技术的可行性,实现了远程容灾系统的原型,并对关键功能模块进行了测试。最后结果表明远程容灾理论在实际应用中是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题意义
• 1.3 论文结构
• 第二章 远程容灾系统概述
• 2.1 容灾基本概念
• 2.1.1 容灾与容错
• 2.1.2 远程容灾与数据备份
• 2.1.3 容灾系统的设计指标
• 2.1.4 容灾系统的技术路线
• 2.2 研究现状
• 2.2.1 数据库提供的备份机制
• 2.2.2 应用级备份
• 2.2.3 基于硬件的备份
• 2.2.4 Veritas Backup Exec
• 2.3 小结
• 第三章 远程容灾系统设计
• 3.1 容灾系统模型
• 3.2 容灾系统的设计思想
• 3.3 远程容灾系统的体系结构
• 3.4 设计方案分析
• 3.4.1 支持异构环境
• 3.4.2 目标数据可访问
• 3.4.3 保证事务的一致性
• 3.4.4 建立复制环境所需要工作量少
• 3.4.5 对源系统性能影响小
• 3.4.6 网络资源占用少
• 3.4.7 灵活性和扩展性强
• 3.5 小结
• 第四章 关键技术
• 4.1 远程容灾动态负载均衡算法
• 4.1.1 远程灾备系统动态负载均衡策略
• 4.1.2 算法实现
• 4.2 自适应加载技术
• 4.3 数据一致性技术
• 4.3.1 数据一致性技术分析
• 4.3.2 事务重做（Redo）机制
• 4.3.3 并发事务串行化算法
• 4.4 高可靠的数据编码算法
• 4.5 IP-SAN 的安全认证机制
• 4.5.1 安全认证模型
• 4.5.2 IP-SAN 的认证机制
• 4.5.3 报文保护机制
• 4.6 小结
• 第五章 远程容灾系统实现与测试
• 5.1 容灾系统本地端实现
• 5.1.1 远程容灾系统本地端实现架构
• 5.1.2 数据远程同步备份实现
• 5.1.3 事务合成模块实现
• 5.2 容灾系统远程端实现
• 5.3 系统测试
• 5.3.1 数据一致性功能测试
• 5.3.2 动态加载功能测试
• 5.3.3 负载均衡功能测试
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文工作小结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间发表的论文