CN101833486A - 一种远程备份和恢复系统设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种远程备份和恢复系统设计方法BlueSystem利用系统客户端将须备份的文件进行系统快照，判断该文件是否有更新，并进行差异计算，将差异计算结果(即差异文件)发送到B1ueSystem服务器，在BlueSystem服务器端进行差异重放，实现远程文件同步，能显著减小网络带宽的消耗，基于BlueSystem的远程备份和恢复系统设计方法是对传统数据备份技术的一个重大突破，是数据备份技术的发展趋势。与rsync相比，本发明的方法对局域网内的数据备份保护系统方案实现基于文件的远程数据备份保护系统，该系统是项目组块级和文件级连续数据保护系统的一个重要组成部分，在部分企业关键数据保护业务中，取得良好的效益。

Description

一种远程备份和恢复系统设计方法
技术领域
本发明涉及一种计算机应用技术领域，具体地说是一种远程备份和恢复系统设计方法。
背景技术
对一个企业来说，数据的安全极为重要。一旦重要的数据被破坏或丢失，就会对企业的日常生成造成重大影响，甚至是难以弥补的损失。企业在进行数据保护时大多采用传统的数据备份技术，如备份、RAID、远程镜像、快照等。这几种方法具有各自的用途，大企业的数据保护一般需要整合这几种方法。然而，传统的数据保护解决方案专注于数据的周期性备份上，因此一直伴随有备份窗口以及对生产系统的影响等问题，很难保证灵活的目标恢复点(Recovery pointobjectives，RPO)及更快的目标恢复时间(Recovery time objectives，RTO)，而RPO和RTO已经成了衡量容灾体系应急能力和数据保护能力的关键性指标。
随着近几来网络系统的普及和应用，越来越多的人注意到了数据备份的重要性。所以最近企业内部都流行一句话：“数据是资产，备份最重要。”。企业中最最宝贵的不是各种网络硬件，而是网络中存储的用多少也买不来业务数据。如果无法保证网络数据的安全，那么对网络的大量投资就失去了意义。
计算机与网络的发展，推动了整个社会的数字化与信息化，但数据的安全性问题也尤为突出。面对数据安全威胁，如何对本地文件进行备份和恢复，在计算机信息安全领域已成为研究热点。目前，产生备份问题的关键原因是在数据中心没有建立一个统一的数据备份机制。为了解决目前备份中存在的一系列问题，提高数据备份的能力、自动化程度、可靠性以及管理水平，需要采用专业的数据备份软件和硬件，构建一个可集中、统一且易于管理的数据备份系统。
因此如何提供一种方法，在数据传输上使用差量算法对文件进行差异传输，存储上使用快速有效的记录方式来记录文件的变化，并有效的利用网络带宽节约存储资源是目前数据急剧增加面临的挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种远程文件备份与恢复系统(BlueSystem)，BlueSystem利用系统客户端将须备份的文件进行系统快照，判断该文件是否有更新，并进行差异计算，将差异计算结果(即差异文件)发送到BlueSystem服务器，在BlueSystem服务器端进行差异重放，实现远程文件同步，与rsync相比，能显著减小网络带宽的消耗。
本发明的目的是按以下方式实现的，BlueSystem利用系统客户端将须备份的文件进行系统快照，判断该文件是否有更新，并进行差异计算，将差异计算结果发送到BlueSystem服务器，在BlueSystem服务器端进行差异重放，实现远程文件同步，该系统结构包括(1)系统快照模块，(2)差异计算与差异生成模块，(3)数据转发模块，(4)数据接收与(5)差异重放模块和数据恢复模块，其中：
(1)系统快照模块：运行于BlueSystem客户端之上，在某个备份时间点来临时，利用VSS对须备份的文件进行系统快照，将该文件的卷影副本保存在本地，并将备份文件的文件名、大小、路径、修改时间等信息等保存至海量缓冲器中；
(2)差异计算与差异生成模块：运行于BlueSystem客户端之上对有更新的备份文件在下一个备份时间点来临时进行差异计算，将差异计算的结果保存在本地，并将该差异文件的路径、大小信息保存在海量缓冲器中；
(3)数据转发模块：运行于BlueSystem客户端之上，负责从海量缓冲器中取出备份记录，并将其发送到BlueSystem服务器；
(4)数据接收与差异重放模块：运行于BlueSystem服务器之上，接收BlueSystem客户端发送来的备份数据，当收到差异文件时，进行差异重放；
(5)数据恢复模块：运行于BlueSystem服务器之上，利用BlueSystem服务器端数据对BlueSystem客户端数据进行恢复，使两端数据保持一致；
在系统快照模块(1)技术结构中，系统利用VSS相应的开发接口，在每个备份时间点来临时，对需要备份的文件进行系统快照后创建映射拷贝，并且将文件名、文件路径、文件大小、文件最后修改时间等信息写入海量缓冲器中；
在数据接收与差异重放模块(2)技术结构中，服务器端在接收到客户端发送过来的备份记录时，该模块会计算每个数据块的滚动校验和与强校验和，然后与通过控制队列发送来的备份文件信息进行对比，以验证其完整性，两者不等，则意味着在传输过程中备份记录的数据出错，此时数据接收模块会将此备份记录丢弃，并要求客户端重传。
在数据转发模块(3)技术结构中，数据转发模块将所有需要传输的数据和命令封装成2种报文：控制报文和数据报文，其中，控制报文里封装的是命令和请求，数据报文里封装的是来自文件的数据块，在客户端与服务器端之间，维持一个TCP连接，控制报文和数据报文都在这个TCP通道上传输，数据转发模块会不断尝试从海量缓冲器中取出并发送备份记录，直到收到服务器返回该记录的正确接收响应为止，收到正确接收响应后，从海量缓冲器中删除对应备份记录，即当海量缓冲器为空时，一次备份任务全部完成。
本发明的优异效果是：基于BlueSystem的远程备份和恢复系统设计是对传统数据备份技术的一个重大突破，是数据备份技术的发展趋势。本设计对局域网内的数据备份保护系统方案实现基于文件的远程数据备份保护系统。该系统是项目组块级和文件级连续数据保护系统的一个重要组成部分，在部分企业关键数据保护业务中，取得良好的效益。
附图说明
附图1blueSystem系统部署图；
附图2blueSystem系统模块结构图；
附图3差异计算与差异生成流程图。
具体实施方式
参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。
本发明提供一种提出并实现一种远程文件备份与恢复系统(BlueSystem)，如图1，BlueSystem利用系统客户端将须备份的文件进行系统快照，判断该文件是否有更新，并进行差异计算，将差异计算结果(即差异文件)发送到BlueSystem服务器，在BlueSystem服务器端进行差异重放，实现远程文件同步，与rsync相比，能显著减小网络带宽的消耗。该系统体系结构包括5个模块，如图2：(1)系统快照模块，(2)差异计算与差异生成模块，(3)数据转发模块，(4)数据接收与(5)差异重放模块和数据恢复模块。
(1)系统快照模块：运行于BlueSystem客户端之上，在某个备份时间点来临时，利用VSS对须备份的文件进行系统快照，将该文件的卷影副本保存在本地，并将备份文件的文件名、大小、路径、修改时间等信息等保存至海量缓冲器中。
(2)差异计算与差异生成模块：运行于BlueSystem客户端之上对有更新的备份文件在下一个备份时间点来临时进行差异计算，将差异计算的结果(差异文件)保存在本地，并将该差异文件的路径、大小等信息保存在海量缓冲器中。
(3)数据转发模块：运行于BlueSystem客户端之上，负责从海量缓冲器中取出备份记录，并将其发送到BlueSystem服务器。
(4)数据接收与差异重放模块：运行于BlueSystem服务器之上，接收BlueSystem客户端发送来的备份数据，当收到差异文件时，进行差异重放。
(5)数据恢复模块：运行于BlueSystem服务器之上，利用BlueSystem服务器端数据对BlueSystem客户端数据进行恢复，使两端数据保持一致。
在系统快照模块(1)中，系统利用VSS相应的开发接口，在每个备份时间点来临时，对需要备份的文件进行系统快照后创建映射拷贝，并且将文件名、文件路径、文件大小、文件最后修改时间等信息写入海量缓冲器中。
在数据接收与差异重放模块中，如图3，服务器端在接收到客户端发送过来的备份记录时，该模块会计算每个数据块的滚动校验和与强校验和，然后与通过控制队列发送来的备份文件信息进行对比，以验证其完整性。如果两者不等，则意味着在传输过程中备份记录的数据出错。此时数据接收模块会将此备份记录丢弃，并要求客户端重传。
在数据转发模块(3)中，数据转发模块将所有需要传输的数据和命令封装成2种报文：控制报文和数据报文。其中，控制报文里封装的是命令和请求，数据报文里封装的是来自文件的数据块。在客户端与服务器端之间，维持一个TCP连接，控制报文和数据报文都在这个TCP通道上传输。数据转发模块会不断尝试从海量缓冲器中取出并发送备份记录，直到收到服务器返回该记录的正确接收响应为止，收到正确接收响应后，从海量缓冲器中删除对应备份记录，即当海量缓冲器为空时，一次备份任务全部完成。

Claims (1)

1.一种远程备份和恢复系统设计方法，其特征在于，BlueSystem利用系统客户端将须备份的文件进行系统快照，判断该文件是否有更新，并进行差异计算，将差异计算结果发送到BlueSystem服务器，在BlueSystem服务器端进行差异重放，实现远程文件同步，该系统结构包括(1)系统快照模块，(2)差异计算与差异生成模块，(3)数据转发模块，(4)数据接收与(5)差异重放模块和数据恢复模块，其中：
(1)系统快照模块：运行于BlueSystem客户端之上，在某个备份时间点来临时，利用VSS对须备份的文件进行系统快照，将该文件的卷影副本保存在本地，并将备份文件的文件名、大小、路径、修改时间等信息等保存至海量缓冲器中；
(2)差异计算与差异生成模块：运行于BlueSystem客户端之上对有更新的备份文件在下一个备份时间点来临时进行差异计算，将差异计算的结果保存在本地，并将该差异文件的路径、大小信息保存在海量缓冲器中；
(3)数据转发模块：运行于BlueSystem客户端之上，负责从海量缓冲器中取出备份记录，并将其发送到BlueSystem服务器；
(4)数据接收与差异重放模块：运行于B1ueSystem服务器之上，接收BlueSystem客户端发送来的备份数据，当收到差异文件时，进行差异重放；
(5)数据恢复模块：运行于BlueSystem服务器之上，利用BlueSystem服务器端数据对BlueSystem客户端数据进行恢复，使两端数据保持一致；
在系统快照模块(1)技术结构中，系统利用VSS相应的开发接口，在每个备份时间点来临时，对需要备份的文件进行系统快照后创建映射拷贝，并且将文件名、文件路径、文件大小、文件最后修改时间等信息写入海量缓冲器中；
在数据接收与差异重放模块(2)技术结构中，服务器端在接收到客户端发送过来的备份记录时，该模块会计算每个数据块的滚动校验和与强校验和，然后与通过控制队列发送来的备份文件信息进行对比，以验证其完整性，两者不等，则意味着在传输过程中备份记录的数据出错，此时数据接收模块会将此备份记录丢弃，并要求客户端重传；
在数据转发模块(3)技术结构中，数据转发模块将所有需要传输的数据和命令封装成2种报文：控制报文和数据报文，其中，控制报文里封装的是命令和请求，数据报文里封装的是来自文件的数据块，在客户端与服务器端之间，维持一个TCP连接，控制报文和数据报文都在这个TCP通道上传输，数据转发模块会不断尝试从海量缓冲器中取出并发送备份记录，直到收到服务器返回该记录的正确接收响应为止，收到正确接收响应后，从海量缓冲器中删除对应备份记录，即当海量缓冲器为空时，一次备份任务全部完成。
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