论文部分内容阅读
随着社会的不断发展，信息技术扮演着越来越重要的角色，有更多的关键业务依赖于计算机系统提供的服务。如何提高计算机系统对灾难的抵抗，保证服务的持续运行和快速恢复是一个极具挑战性的研究热点。
为了消除传统数据备份和恢复存在的缺陷，持续数据保护(Continuous DataProtection， CDP)技术得到了广泛的研究和应用，而当前的CDP系统主要与应用软件深度集成或者面向文件级提供数据保护，对以系统为单位的保护并没有刻意强调，不能保证计算机服务或者操作系统在故障发生时的恢复能力，同时受限于节点规模，后端存储服务器的开销和性能也会逐渐成为瓶颈。
基于以上对系统数据保护问题的分析，论文以快照作为基本的数据保护手段，同时结合存储中心成熟的网络启动技术，研究新型的支持服务快速恢复的持续系统保护(Continuous System Protection， CSP)架构。课题采用面向数据块的保护粒度，降低了与上层应用的耦合度，同时创新性的将快照管理放在客户端，保证了对后端存储服务器透明，提高了后端存储服务器的可扩展性，有效降低了系统整体开销。
论文取得的主要成果如下：
1.提出并实现了一种通用性的客户端多级快照架构。快照架构具备高可扩展性，有效降低了存储服务器端的负载和系统的开销，并兼容数据保护和服务部署的应用模式。通过测试表明，客户端快照系统相比后端存储集中式快照，I/O读写性能均有提升，单级快照写性能提升了50％以上；多级快照下由于集中式快照的性能随快照数量的增加而持续下降，客户端快照则保持平稳，性能提升更加明显。
2.分析并解决了持续保护中的数据一致性语义问题。数据一致性是指关联数据之间的逻辑关系是否正确和完整，通过深入分析快照创建对系统数据正确性的影响，设计实现了数据一致性模块，保证了系统快照的数据完整性和系统恢复时的数据可用性。
3.构建了基于客户端快照技术的CSP系统保护模型。通过测试验证了系统的低开销优势，相比采用集中式快照架构，系统整体开销降低，保证了持续保护中多时间点的系统镜像备份和恢复能力，满足了系统数据持续保护的需求，进一步丰富了数据容灾、网络存储领域的相关理论研究工作。