CN113672439A - 一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法 - Google Patents

一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法 Download PDF

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CN113672439A CN202111243300.9A CN202111243300A CN113672439A CN 113672439 A CN113672439 A CN 113672439A CN 202111243300 A CN202111243300 A CN 202111243300A CN 113672439 A CN113672439 A CN 113672439A
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Abstract

本发明涉及电数字数据处理技术领域，具体地说，涉及一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法。其包括对外接设备端内传输的数据进行备份步骤、接收备份数据包并存储至备份存储器内步骤、构建虚拟化资源池步骤和建立数据恢复连接步骤。本发明中通过在备份矩阵中选择剩余能量最大的节点作为备份节点进行备份，而且备份的数量取决于簇头节点的剩余能量，从而尽可能多地将数据备份到其他簇中，以解决多个簇中所有节点同时失效而造成的感知数据丢失的问题。

Description

一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法
技术领域
本发明涉及电数字数据处理技术领域，具体地说，涉及一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法。
背景技术
随着计算机技术的发展，计算机的数据容量越来越大，依靠软盘传递数据的已经不能适应需求，我们大多使用闪存盘（即优盘）和移动硬盘，其中：
移动硬盘是由硬盘和硬盘盒组成，硬盘盒包括了接口和控制电路，常用的是3.5英寸硬盘，它的体积和重量较小，更便于携带，另外移动硬盘一般采用USB接口，数据传输速度快。
另外在预防数据丢失方面，通常会用到数据的备份，可是数据备份过程中，备份节点受到外界的干扰导致收集的数据残缺不全，从而使数据备份的质量大大降低，导致恢复的数据也无法被利用。
又或者在实际使用过程中，尽管移动硬盘或者优盘方便携带，但是很容易受到损伤，例如，USB接口损伤导致移动硬盘或者优盘内的数据不能够及时获取，从而降低了移动硬盘或者优盘的便携性，而且移动硬盘或者优盘在携带的过程中也很容易丢失，从而导致丢失后的数据无法获取的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，包括如下方法步骤：
S1、识取接入的外接设备端；
S2、利用时空冗余清除备份算法对外接设备端内传输的数据进行备份，首先利用 数据节点和空间维度上的相关性提取需要备份数据的簇头节点
Figure 942947DEST_PATH_IMAGE001
，其中簇头节点
Figure 908629DEST_PATH_IMAGE001
有两种 情况：
情况一、若是簇头节点
Figure 621370DEST_PATH_IMAGE001
的剩余能量
Figure 14305DEST_PATH_IMAGE002
与传输数据能量
Figure 320653DEST_PATH_IMAGE003
之间满足
Figure 417922DEST_PATH_IMAGE004
，则进行备份，直至备份到所有的簇中满足
Figure 126115DEST_PATH_IMAGE005
则停止备份，而 后重复对簇头节点
Figure 17847DEST_PATH_IMAGE001
进行备份，直至其他所有的簇头节点
Figure 811491DEST_PATH_IMAGE001
都选择好了备份节点；
情况二、若是簇头节点
Figure 712451DEST_PATH_IMAGE001
失效，从关联矩阵中选择与簇头节点
Figure 9571DEST_PATH_IMAGE001
关联且剩余能量 最大的节点作为备份节点；
备份节点选择后，计算各簇头节点到备份节点之间的距离，存入备份矩阵
Figure 337784DEST_PATH_IMAGE006
，根 据备份矩阵
Figure 353145DEST_PATH_IMAGE007
计算各个簇头节点到备份节点最短路径，然后再每隔m个采集周期进行数 据采集备份，并生成备份数据包；
S3、接收备份数据包并存储至备份存储器内；
S4、构建虚拟化资源池，并利用虚拟化调度引擎将备份数据包存储至虚拟化资源池内；
S5、建立数据恢复连接，具体为：
姿态一、外接设备端在恢复端附近，则利用物联网进行数据连接，并对备份数据进行恢复；
姿态二、外接设备端丢失，无法利用物联网进行数据连接，则直接进入虚拟化资源池获取存储在虚拟化资源池内的备份数据，并对备份数据进行恢复。
作为本技术方案的进一步改进，所述S1中采用密令识别算法对外接设备端进行识取，其算法步骤如下：
弹出识别密令输入框；
输入预设密令，并进行密令对比，具体的：
获取输入的密令，然后提取密文
Figure 57796DEST_PATH_IMAGE008
中的
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，再将密文剩余信息密令
Figure 6160DEST_PATH_IMAGE010
的字符长度分段成
Figure 374781DEST_PATH_IMAGE011
；
根据密令
Figure 2072DEST_PATH_IMAGE010
和每段数据符
Figure 120200DEST_PATH_IMAGE012
的首字节开设提取字节数值
Figure 516547DEST_PATH_IMAGE013
；
通过
Figure 61929DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure 176515DEST_PATH_IMAGE015
为传输数据的数据帧，
Figure 832756DEST_PATH_IMAGE016
为总的数据帧数， 然后对解密出的明文进行传输。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4中虚拟化调度引擎采用卷放置的模型计算目标函数备份节点所使用的数量，其模型公式如下：
Figure 349188DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，
Figure 65471DEST_PATH_IMAGE018
为备份节点所使用的数量；
Figure 667353DEST_PATH_IMAGE019
备份数据集合；
Figure 127285DEST_PATH_IMAGE016
为备份数据总个数。
作为本技术方案的进一步改进，所述虚拟化资源池对备份数据恢复的过程中采用交叉装填算法，其算法步骤如下：
输入备份数据和卷积请求
Figure 498223DEST_PATH_IMAGE020
，并根据
Figure 385408DEST_PATH_IMAGE017
计算出备份数据
Figure 209007DEST_PATH_IMAGE021
备份节点 所使用的数量
Figure 472630DEST_PATH_IMAGE018
；
将卷积请求
Figure 698075DEST_PATH_IMAGE020
按照存储空间需求大小进行非增排序，假设卷积请求
Figure 756160DEST_PATH_IMAGE022
排序后的结果为：
Figure 332635DEST_PATH_IMAGE023
，其中下标1为存储空间的资 源；
首先，检测是否有存储节点被使用，其中：
姿态一、若有则首先从已使用存储节点选出满足卷积请求
Figure 134369DEST_PATH_IMAGE020
排序后的第一个请求；
姿态二、若没有则开启一个新的存储节点，若选出备份数据
Figure 214321DEST_PATH_IMAGE019
，则把
Figure 708887DEST_PATH_IMAGE024
放入备份数 据
Figure 507079DEST_PATH_IMAGE019
中，然后由卷积请求
Figure 112504DEST_PATH_IMAGE020
最右端开始放置卷积到
Figure 46961DEST_PATH_IMAGE019
中，直到放入卷积层
Figure 446850DEST_PATH_IMAGE025
，若
Figure 732338DEST_PATH_IMAGE026
就会有 卷积请求的资源超出存储节点的资源上限，此时，有
Figure 875874DEST_PATH_IMAGE027
，且
Figure 930418DEST_PATH_IMAGE028
，其中，下标2为IOPS资源、
Figure 766787DEST_PATH_IMAGE029
为存储空间的资源大小、
Figure 273992DEST_PATH_IMAGE030
为IOPS 资源大小；
重复检测是否有存储节点被使用，直到所有卷积请求都被处理。
作为本技术方案的进一步改进，所述簇头节点的分簇采用分簇聚类算法，其算法步骤如下：
在备份数据包中随机选取
Figure 221219DEST_PATH_IMAGE010
个聚类备份节点；
判断每个传输感知节点所述的簇，具体的，计算传输感知节点到每个聚类备份节 点的欧氏距离，并选取最小距离的欧式距离作为传输感知节点的聚类备份节点，并标记
Figure 395848DEST_PATH_IMAGE031
；
重新计算每个聚类的均值；
重复上述步骤，直至聚类备份节点不再移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明中备份节点可从备份矩阵中选择剩余能量最大的节点作为备份节点进行备份，而且备份的数量取决于簇头节点的剩余能量，从而尽可能多地将数据备份到其他簇中，以解决多个簇中所有节点同时失效而造成的传输感知数据丢失的问题；
另外，通过物联网和虚拟化资源池提取两种方式进行备份数据恢复，通过物联网实现无需USB接口就可以完成数据的传输，通过虚拟化资源池提取实现无需防外接设备端就可以完成数据的传输，从而解决防外接设备端丢失或者USB接口损伤导致移动硬盘或者优盘内的数据不能够及时获取的问题。
附图说明
图1为本发明的整体流程图；
图2为本发明的虚拟化资源池存储步骤流程图；
图3为本发明的密令识别算法步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本发明提供一种技术方案：
本发明提供一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，包括如下方法步骤：
识取接入的外接设备端（外接设备端即：移动硬盘或者优盘）；
利用时空冗余清除备份算法对外接设备端内传输的数据进行备份，首先利用数据 节点和空间维度上的相关性提取需要备份数据的簇头节点
Figure 131680DEST_PATH_IMAGE001
，其中簇头节点
Figure 391760DEST_PATH_IMAGE001
有两种情 况：
情况一、若是簇头节点
Figure 877099DEST_PATH_IMAGE001
的剩余能量
Figure 906235DEST_PATH_IMAGE032
与传输数据能量
Figure 818828DEST_PATH_IMAGE003
之间满足
Figure 566204DEST_PATH_IMAGE033
，则进行备份，直至备份到所有的簇中满足
Figure 855234DEST_PATH_IMAGE034
则停止备份，而后重复 对簇头节点
Figure 738876DEST_PATH_IMAGE001
进行备份，直至其他所有的簇头节点
Figure 87949DEST_PATH_IMAGE001
都选择好了备份节点，从而通过簇头 节点
Figure 57042DEST_PATH_IMAGE001
的剩余能量
Figure 884184DEST_PATH_IMAGE035
来预测该节点的失效情况，而且与簇头节点
Figure 887912DEST_PATH_IMAGE001
存在关联的节点 不需要传送数据，这些节点能节省大部分的能量；
情况二、若是簇头节点
Figure 142307DEST_PATH_IMAGE001
失效，从关联矩阵中选择与簇头节点
Figure 598696DEST_PATH_IMAGE001
关联且剩余能量 最大的节点作为备份节点；
备份节点选择后，计算各簇头节点到备份节点之间的距离，存入备份矩阵
Figure 229528DEST_PATH_IMAGE036
，根 据备份矩阵
Figure 87763DEST_PATH_IMAGE007
计算各个簇头节点到备份节点最短路径，然后再每隔m个采集周期进行数 据采集备份，并生成备份数据包，然后再接收备份数据包并存储至备份存储器内因此备份 的节点可从关联节点中选择剩余能量最大的节点作为备份节点进行备份，从而尽肯能多的 备份到备份存储器内，以解决多个簇中所有节点同时失效而造成的传输感知数据丢失的问 题。
实施例2
为了快速对丢失后或者损坏后的外接储存设备进行数据恢复，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图2所示，其中：
在实施例1的基础上增加如下步骤：
构建虚拟化资源池，并利用虚拟化调度引擎将备份数据包存储至虚拟化资源池内；
建立数据恢复连接，具体为：
姿态一、外接设备端在恢复端附近，则利用物联网进行数据连接，并对备份数据进行恢复；
姿态二、外接设备端丢失，无法利用物联网进行数据连接，则直接进入虚拟化资源池获取存储在虚拟化资源池内的备份数据，并对备份数据进行恢复。
具体的，虚拟化调度引擎采用卷放置的模型计算目标函数备份节点所使用的数量，其模型公式如下：
Figure 778638DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，
Figure 722324DEST_PATH_IMAGE018
为备份节点所使用的数量；
Figure 891268DEST_PATH_IMAGE019
备份数据集合；
Figure 604009DEST_PATH_IMAGE016
为备份数据总个数。
本实施例通过物联网和虚拟化资源池提取两种方式进行备份数据恢复，通过物联网实现无需USB接口就可以完成数据的传输，通过虚拟化资源池提取实现无需防外接设备端就可以完成数据的传输，从而解决防外接设备端丢失或者USB接口损伤导致移动硬盘或者优盘内的数据不能够及时获取的问题。
实施例3
进一步的，所述S1中采用密令识别算法对外接设备端进行识取，其算法步骤如下：
弹出识别密令输入框；
输入预设密令，并进行密令对比，具体的：
获取输入的密令
Figure 465786DEST_PATH_IMAGE010
，然后提取密文
Figure 896767DEST_PATH_IMAGE008
中的
Figure 869402DEST_PATH_IMAGE009
，再将密文剩余信息密令
Figure 436650DEST_PATH_IMAGE010
的字符长度分段成
Figure 469328DEST_PATH_IMAGE011
；
根据密令
Figure 387605DEST_PATH_IMAGE010
和每段数据符
Figure 898352DEST_PATH_IMAGE037
的首字节开设提取字节数值
Figure 585686DEST_PATH_IMAGE013
；
通过
Figure 789265DEST_PATH_IMAGE038
，其中，
Figure 929259DEST_PATH_IMAGE039
为传输数据的数据帧，
Figure 509276DEST_PATH_IMAGE016
为总的数据帧数， 然后对解密出的明文进行传输，从而通过密令识别的方式大大提高外接储存设备的安全 性，降低外接储存设备丢失后内部数据被盗取的可能性。
实施例4
此外，所述虚拟化资源池对备份数据恢复的过程中采用交叉装填算法，其算法步骤如下：
输入备份数据
Figure 51116DEST_PATH_IMAGE040
和卷积请求
Figure 443175DEST_PATH_IMAGE041
，并根据
Figure 70465DEST_PATH_IMAGE042
计算出备份数据
Figure 923015DEST_PATH_IMAGE021
备份节 点所使用的数量
Figure 584940DEST_PATH_IMAGE018
；
将卷积请求
Figure 130322DEST_PATH_IMAGE020
按照存储空间需求大小进行非增排序，假设卷积请求
Figure 244909DEST_PATH_IMAGE043
排序后的结果为：
Figure 901149DEST_PATH_IMAGE044
，其中下标1为存储空间的资源；
首先，检测是否有存储节点被使用，其中：
姿态一、若有则首先从已使用存储节点选出满足卷积请求
Figure 417581DEST_PATH_IMAGE020
排序后的第一个请求；
姿态二、若没有则开启一个新的存储节点，若选出备份数据
Figure 133865DEST_PATH_IMAGE019
，则把
Figure 735747DEST_PATH_IMAGE024
放入备份数 据
Figure 992416DEST_PATH_IMAGE019
中，然后由卷积请求
Figure 566617DEST_PATH_IMAGE020
最右端开始放置卷积到
Figure 453802DEST_PATH_IMAGE019
中，直到放入卷积层
Figure 277401DEST_PATH_IMAGE025
，若
Figure 541023DEST_PATH_IMAGE026
就会有 卷积请求的资源超出存储节点的资源上限，此时，有
Figure 438572DEST_PATH_IMAGE045
，且
Figure 621292DEST_PATH_IMAGE046
，其中，下标2为IOPS资源、
Figure 73133DEST_PATH_IMAGE029
为存储空间的资源大小、
Figure 999501DEST_PATH_IMAGE030
为IOPS 资源大小；
重复检测是否有存储节点被使用，直到所有卷积请求都被处理，从而通过交叉装填算法最大程度的处理卷积请求，并最小化存储节点的数量，大大的提高多维度调度的效率和质量。
实施例5
除此之外，所述簇头节点的分簇采用分簇聚类算法，其算法步骤如下：
在备份数据包中随机选取
Figure 954818DEST_PATH_IMAGE010
个聚类备份节点；
判断每个传输感知节点所述的簇，具体的，计算传输感知节点到每个聚类备份节 点的欧氏距离，并选取最小距离的欧式距离作为传输感知节点的聚类备份节点，并标记
Figure 574018DEST_PATH_IMAGE031
；
重新计算每个聚类的均值；
重复上述步骤，直至聚类备份节点不再移动，从而通过将传输数据传送给簇头，再由簇头传输给基站的方式进行中转，进而解决大量的传输节点直接将感知数据传送给sink节点，造成节点能量消耗过大的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，其特征在于，包括如下方法步骤：
S1、识取接入的外接设备端；
S2、利用时空冗余清除备份算法对外接设备端内传输的数据进行备份，首先利用数据 节点和空间维度上的相关性提取需要备份数据的簇头节点
Figure 535320DEST_PATH_IMAGE001
，其中簇头节点
Figure 983619DEST_PATH_IMAGE001
有两种情 况：
情况一、若是簇头节点
Figure 169881DEST_PATH_IMAGE001
的剩余能量
Figure 768353DEST_PATH_IMAGE002
与传输数据能量
Figure 113883DEST_PATH_IMAGE003
之间满足
Figure 342871DEST_PATH_IMAGE004
，则进行备份，直至备份到所有的簇中满足
Figure 875483DEST_PATH_IMAGE005
则停止备份，而 后重复对簇头节点
Figure 480908DEST_PATH_IMAGE001
进行备份，直至其他所有的簇头节点
Figure 680945DEST_PATH_IMAGE001
都选择好了备份节点；
情况二、若是簇头节点失效，从关联矩阵中选择与簇头节点关联且剩余能量最大的节点作为备份节点；
备份节点选择后，计算各簇头节点到备份节点之间的距离，存入备份矩阵
Figure 877571DEST_PATH_IMAGE006
，根据 备份矩阵
Figure 38425DEST_PATH_IMAGE006
计算各个簇头节点到备份节点最短路径，然后再每隔m个采集周期进行数据 采集备份，并生成备份数据包；
S3、接收备份数据包并存储至备份存储器内；
S4、构建虚拟化资源池，并利用虚拟化调度引擎将备份数据包存储至虚拟化资源池内；
S5、建立数据恢复连接，具体为：
姿态一、外接设备端在恢复端附近，则利用物联网进行数据连接，并对备份数据进行恢复；
姿态二、外接设备端丢失，无法利用物联网进行数据连接，则直接进入虚拟化资源池获取存储在虚拟化资源池内的备份数据，并对备份数据进行恢复。
2.根据权利要求1所述的外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，其特征在于：所述S1中采用密令识别算法对外接设备端进行识取，其算法步骤如下：
弹出识别密令输入框；
输入预设密令，并进行密令对比，具体的：
获取输入的密令
Figure 306596DEST_PATH_IMAGE007
，然后提取密文
Figure 970926DEST_PATH_IMAGE008
中的
Figure 931929DEST_PATH_IMAGE009
，再将密文剩余信息密令
Figure 706895DEST_PATH_IMAGE007
的字 符长度分段成
Figure 388543DEST_PATH_IMAGE010
；
根据密令和每段数据符
Figure 563173DEST_PATH_IMAGE011
的首字节开设提取字节数值
Figure 304864DEST_PATH_IMAGE012
；
通过
Figure 564944DEST_PATH_IMAGE013
，其中，
Figure 50283DEST_PATH_IMAGE014
为传输数据的数据帧，
Figure 79419DEST_PATH_IMAGE015
为总的数据帧数， 然后对解密出的明文进行传输。
3.根据权利要求1所述的外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，其特征在于：所述S4中虚拟化调度引擎采用卷放置的模型计算目标函数备份节点所使用的数量，其模型公式如下：
Figure 257590DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 739387DEST_PATH_IMAGE017
为备份节点所使用的数量；
Figure 28417DEST_PATH_IMAGE018
备份数据集合；
Figure 912059DEST_PATH_IMAGE015
为备份数据总个数。
4.根据权利要求3所述的外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，其特征在于：所述虚拟化资源池对备份数据恢复的过程中采用交叉装填算法，其算法步骤如下：
输入备份数据
Figure 261132DEST_PATH_IMAGE019
和卷积请求
Figure 230225DEST_PATH_IMAGE020
，并根据
Figure 57367DEST_PATH_IMAGE016
计算出备份数据
Figure 61095DEST_PATH_IMAGE019
备份节点 所使用的数量
Figure 908965DEST_PATH_IMAGE017
；
将卷积请求
Figure 37458DEST_PATH_IMAGE020
按照存储空间需求大小进行非增排序；
首先，检测是否有存储节点被使用，其中：
姿态一、若有则首先从已使用存储节点选出满足卷积请求
Figure 996187DEST_PATH_IMAGE020
排序后的第一个请求；
姿态二、若没有则开启一个新的存储节点；
重复检测是否有存储节点被使用，直到所有卷积请求都被处理。
5.根据权利要求1所述的外接储存设备防丢失预备份处理式数据存储方法，其特征在于：所述簇头节点的分簇采用分簇聚类算法，其算法步骤如下：
在备份数据包中随机选取
Figure 464209DEST_PATH_IMAGE007
个聚类备份节点；
判断每个传输感知节点所述的簇，具体的，计算传输感知节点到每个聚类备份节点的 欧氏距离，并选取最小距离的欧式距离作为传输感知节点的聚类备份节点，并标记
Figure 279718DEST_PATH_IMAGE021
；
重新计算每个聚类的均值；
重复上述步骤，直至聚类备份节点不再移动。
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