基于ISCSI连续数据保护系统的研究和实现

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随着计算机在社会生活中的普及,存储的数据越来越成为人们的宝贵财富。对数据安全的威胁主要有硬件的错误和人为因素导致的软错误。RAID技术采用硬件控制器对磁盘数据自动做校验值,当某个磁盘损坏时可以利用这些校验值把损坏的数据恢复出来,它只能处理硬件的错误。备份技术可以处理软错误,但是由于备份是周期性的,无法做到完全的数据无损失。CDP（Continuous DataProtection）是一种新的数据保护技术,它主要是用来处理软错误的,并且可以做到完全无数据损失。CDP既可以用硬件实现也可以用软件实现,本文就是从软件实现的角度对CDP做了研究,指出其中的关键技术,并且对性能做了详尽的分析。本文主要的研究工作和贡献有:1.明确CDP的应用场景和功能界限。CDP是对传统的备份技术的补充,它弥补了用备份来恢复数据带来的时间长、数据有损失等缺点。2.设计并实现了Log-Struct结构的磁盘存储方式,并且对这种存储方式的性能进行了详尽的分析。3.分级数据读取结构的设计。把数据的读取分为好几个层次,不同的层次性能相差很大,通过实现高的命中率来提高系统的总体读取性能。4.对CDP系统的空间占用情况、读取性能、写入性能进行了详尽的分析,使得CDP的性能有了理论上的支持。

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第1章引言

1.1 研究背景

1.2 本文的组织

第2章存储与数据保护技术

2.1 存储技术

2.1.1 DAS

2.1.2 NAS

2.1.3 SAN

2.2 保护技术

2.2.1 镜像技术

2.2.2 备份技术

2.2.3 快照技术

2.2.4 CDP技术

2.3 CDP研究现状

2.3.1 TRAP-Array系统

2.3.2 基于NFS的UCDP系统

2.3.3 基于块级的Clotho系统

2.3.4 TH-MSNS上的CDP研究

2.3.5 IBM对CDP的研究

2.3.6 已经有的企业产品

第3章 TH-CDP系统设计

3.1 应用与开发环境

3.1.1 应用场景

3.1.2 开发及工作平台

3.2 客户-服务器模式

3.3 客户端设计

3.4 服务器设计

第4章 TH-CDP关键技术

4.1 写数据

4.2 读数据

4.3 磁盘存储结构

4.4 Cache系统

4.5 虚拟镜像

4.6 空间回收

4.7 磁盘配额

4.8 历史数据的恢复

第5章 TH-CDP性能分析及评价

5.1 空间代价分析

5.2 读性能分析

5.3 写性能分析

5.3.1 部分写问题与写入性能分析

5.3.2 磁盘写性能分析

第6章总结和进一步的工作

6.1 CDP系统的总结

6.2 进一步的工作

参考文献

致谢

附录 A 论文

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

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