CN114691430A - 一种cad工程数据文件的增量备份方法及系统 - Google Patents

一种cad工程数据文件的增量备份方法及系统 Download PDF

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李岩席
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Abstract

本发明涉及一种CAD工程数据文件的增量备份方法及系统，涉及计算机文件存储技术领域，方法包括：基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组；对第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；基于滑动窗口方式，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组；对第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；根据第一哈希指纹值和第二哈希指纹值，确定第二数据块组中数据块的备份状态。本发明解决了大型工程CAD数据文件在应用全备份方式保存时占用时间长的问题。

Description

一种CAD工程数据文件的增量备份方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机文件存储技术领域，特别是涉及一种CAD工程数据文件的增量备份方法及系统。
背景技术
计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)技术的发展，大大缩短了工程产品的设计周期和设计成本，给工业领域带来了极大的便利。在汽车、航空航天等产业，经常需要使用CAD产品来处理零件数多的大型装配体模型文件、特征数多结构复杂的大型零件模型文件。这些大型工程数据文件的处理对CAD技术提出了巨大的挑战，其中包括工程数据文件的备份。在产品实际设计过程中，经常对原来设计模型作改动，也就是修改工程数据文件中的一部分。当采用全备份时，会占用计算机资源，耗费时间，影响工程效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种CAD工程数据文件的增量备份方法及系统，解决大型工程CAD数据文件在应用全备份方式保存时占用时间长的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供的一种CAD工程数据文件的增量备份方法，包括：
基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组；
对所述第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；所述第一哈希指纹值包括第一MD5值和第一Alder32值；
基于滑动窗口方式，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组；
对所述第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；所述第二哈希指纹值包括第二MD5值和第二Alder32值；
根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态；所述第二数据块组中数据块的备份状态包括对所述第二数据块组中的数据块进行备份和对所述第二数据块组中的数据块不进行备份。
可选地，所述基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组，具体包括：
根据内容可变长度分块思想，确定滑动窗口的宽度w；
将宽度为w的滑动窗口遍历历史CAD工程数据，计算多个第一指纹值；所述第一指纹值为每个滑动窗口对应的所述历史CAD工程数据的指纹值；
当所述第一指纹值满足第一设定条件时，将所述第一指纹值对应的所述历史CAD工程数据确定为第一数据块；所述第一设定条件为f mod D＝r，其中，f为所述第一指纹值，D和r均为预设值，且r<D；
将多个第一数据块确定为第一数据块组。
可选地，所述根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态，具体包括：
判断所述第一Alder32值与所述第二Alder32值是否相等，得到第一结果；
若所述第一结果表示不相等，则对所述第二Alder32值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
若所述第一结果表示相等，则判断所述第一MD5值与所述第二MD5值是否相等，得到第二结果；
若所述第二结果表示不相等，则对所述第二MD5值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
若所述第二结果表示相等，则对所述第二数据组中的数据块不进行备份。
可选地，所述滑动窗口的宽度w的确定依据为CAD工程数据的存储结构。
为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：
一种CAD工程数据文件的增量备份系统，包括：
历史数据块划分模块，用于基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组；
第一哈希计算模块，用于对所述第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；所述第一哈希指纹值包括第一MD5值和第一Alder32值；
待备份数据块划分模块，用于基于滑动窗口方式，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组；
第二哈希计算模块，用于对所述第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；所述第二哈希指纹值包括第二MD5值和第二Alder32值；
备份状态确定模块，用于根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态；所述第二数据块组中数据块的备份状态包括对所述第二数据块组中的数据块进行备份和对所述第二数据块组中的数据块不进行备份。
可选地，所述历史数据块划分模块，具体包括：
滑动窗口确定子模块，用于根据内容可变长度分块思想，确定滑动窗口的宽度w；
指纹值计算子模块，用于将宽度为w的滑动窗口遍历历史CAD工程数据，计算多个第一指纹值；所述第一指纹值为每个滑动窗口对应的所述历史CAD工程数据的指纹值；
块划分子模块，用于当所述第一指纹值满足第一设定条件时，将所述第一指纹值对应的所述历史CAD工程数据确定为第一数据块；所述第一设定条件为f mod D＝r，其中，f为所述第一指纹值，D和r均为预设值，且r<D；
数据组子模块，用于将多个第一数据块确定为第一数据块组。
可选地，所述备份状态确定模块，具体包括：
第一判断子模块，用于判断所述第一Alder32值与所述第二Alder32值是否相等，得到第一结果；
第一备份子模块，用于当所述第一结果表示不相等时，对所述第二Alder32值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
第二判断子模块，用于当所述第一结果表示相等时，判断所述第一MD5值与所述第二MD5值是否相等，得到第二结果；
第二备份子模块，用于当所述第二结果表示不相等时，对所述第二MD5值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
第三备份子模块，用于当所述第二结果表示相等时，对所述第二数据组中的数据块不进行备份。
可选地，所述滑动窗口确定子模块还包括：
窗口宽度设置单元，用于根据CAD工程数据的存储结构确定滑动窗口的宽度w。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种CAD工程数据文件的增量备份方法及系统，基于滑动窗口方式，分别对历史CAD工程数据、待备份CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组合第二数据块组；对第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值，对第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值，根据第一哈希指纹值和第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态，进而对待备份CAD工程数据进行选择性备，从而减少数据传输量，提高CAD产品对大型工程数据文件的处理能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明CAD工程数据文件的增量备份方法的流程示意图；
图2为本发明CAD工程数据文件的增量备份系统的结构示意图。
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。
本发明的目的是提供一种CAD工程数据文件的增量备份方法及系统，基于内容定义分块CDC思想，在充分利用CDC算法在动态划分数据块边界和识别重复数据方面的优势的同时保留并优化传统增量备份算法(Rsync)的强弱两级哈希指纹匹配机制，在增强字节移位问题抵抗力(CDC)、降低指纹对比开销的基础上实现大模型工程数据文件的快速、低冗余增量备份。
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种CAD工程数据文件的增量备份方法，包括：
步骤100，基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组。
步骤200，对所述第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；所述第一哈希指纹值包括第一MD5值和第一Alder32值。
步骤300，基于内容可变长度分块，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组。
步骤400，对所述第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；所述第二哈希指纹值包括第二MD5值和第二Alder32值。
步骤500，根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态；所述第二数据块组中数据块的备份状态包括对所述第二数据块组中的数据块进行备份和对所述第二数据块组中的数据块不进行备份。
具体地，所述步骤100具体包括：
步骤1001，根据内容可变长度分块思想，确定滑动窗口的宽度w。所述滑动窗口的宽度w的确定依据为CAD工程数据的存储结构。
对计算机存储来说，一个文件不是一个整体，而是一堆数据块，这些数据块可以人为进行逻辑划分。CAD工程数据文件有两个核心的类：类A和类B。类A记录生成特征的具体参数，对组成模型的纯粹的几何元素(有点、曲线以及曲面等)进行定义。它描述了几何信息，比如位置，方程等，这些元素间不存在空间和拓扑关系。类B记录一个实体下包含的特征的拓扑关系，描述了特征间的连接关系。
以简单的二维图文件为例，文件中的直线可以存储为两个端点坐标，也就是存储为4个short值。再加一个字节描述“直线”这一拓扑关系，不妨记为“L”。因此，一条直线存储为9字节。当计算机从磁盘文件中读取到“L”，则划分9字节作为一个块。同理，圆可以用中心坐标和半径表示，记为“R”。当计算机从磁盘文件中读取到“R”，则划分7字节作为一个块。经过以上过程，工程数据文件实现了依据文件类型的分块。需要指出的是，不同的拓扑关系划分的块大小相同也不影响后续操作。
步骤1002，将宽度为w的滑动窗口遍历历史CAD工程数据，计算多个第一指纹值；所述第一指纹值为每个滑动窗口对应的所述历史CAD工程数据的指纹值。为了保证效率，选用弱哈希指纹值，比如Alder32值。
步骤1003，当所述第一指纹值满足第一设定条件时，将所述第一指纹值对应的所述历史CAD工程数据确定为第一数据块；所述第一设定条件为f mod D＝r，其中，f为所述第一指纹值，D和r均为预设值，且r<D。
当所述第一指纹值不满足第一设定条件时，继续滑动窗口并重新计算指纹值，以此类推，直到文件末尾结束。
步骤1004，将多个第一数据块确定为第一数据块组。
优选地，MD5能够将任意长度的字符串转换为128位定长字符串，通过对比数据块的MD5值来确定数据块有没有被修改。若MD5值不相等，则判定这个文件块被修改过。并且，MD5值的碰撞率低，但是MD5的生成需要占用比较长的CPU时间，因此选用Alder32校验，这是一个比较通用的解决方案。Alder32计算快，成本小，其缺点是比MD5碰撞率高。
综上，本实施例中采用MD5值和Alder32校验相结合的方式，所述步骤500具体包括：
步骤5001，判断所述第一Alder32值与所述第二Alder32值是否相等，得到第一结果。
步骤5002，若所述第一结果表示不相等，则对所述第二Alder32值对应的第二数据块组中的数据块进行备份。
步骤5003，若所述第一结果表示相等，则判断所述第一MD5值与所述第二MD5值是否相等，得到第二结果。
步骤5004，若所述第二结果表示不相等，则表示数据块发生变化，并对所述第二MD5值对应的第二数据块组中的数据块进行备份。
步骤5005，若所述第二结果表示相等，则表示数据块没有发生变化，对所述第二数据组中的数据块不进行备份。
在一个具体实施例中，服务器对最新文件从0字节开始，按照宽度为w1的滑动窗口进行分块，对每块数据块计算Alder32值，然后与原始存储文件中的数据块的Alder32值进行校验和相比。如果Alder32值均不相等，则毫无疑问文件内容不同，需要对数据块进行存储备份。然后，服务器对最新文件从0字节开始，按照宽度w2的滑动窗口进行分块，并重新对每块数据块计算Alder32值，再次与原始存储文件中的数据块的Alder32值进行校验和相比。如此循环下去，直到某个Alder32值相同，再计算该相同Alder32值的数据块的MD5值(或者直接获取)，并与原始存储文件中对应的数据块MD5值相比。如果不同，则继续往后移1字节，继续对比Alder32、MD5值；如果相同，则认为该数据块未做修改，不需要存储，直至将最新文件中的所有数据处理完毕。
实施例二
如图2所示，本实施例提供一种CAD工程数据文件的增量备份系统，包括：
历史数据块划分模块101，用于基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组。
第一哈希计算模块201，用于对所述第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；所述第一哈希指纹值包括第一MD5值和第一Alder32值。
待备份数据块划分模块301，用于基于内容可变长度分块，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组。
第二哈希计算模块401，用于对所述第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；所述第二哈希指纹值包括第二MD5值和第二Alder32值。
备份状态确定模块501，用于根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态；所述第二数据块组中数据块的备份状态包括对所述第二数据块组中的数据块进行备份和对所述第二数据块组中的数据块不进行备份。
所述历史数据块划分模块101，具体包括：
滑动窗口确定子模块，用于根据内容可变长度分块思想，确定滑动窗口的宽度w。
指纹值计算子模块，用于将宽度为w的滑动窗口遍历历史CAD工程数据，计算多个第一指纹值；所述第一指纹值为每个滑动窗口对应的所述历史CAD工程数据的指纹值。
块划分子模块，用于当所述第一指纹值满足第一设定条件时，将所述第一指纹值对应的所述历史CAD工程数据确定为第一数据块；所述第一设定条件为f mod D＝r，其中，f为所述第一指纹值，D和r均为预设值，且r<D。
数据组子模块，用于将多个第一数据块确定为第一数据块组。
所述备份状态确定模块501，具体包括：
第一判断子模块，用于判断所述第一Alder32值与所述第二Alder32值是否相等，得到第一结果。
第一备份子模块，用于当所述第一结果表示不相等时，对所述第二Alder32值对应的第二数据块组中的数据块进行备份。
第二判断子模块，用于当所述第一结果表示相等时，判断所述第一MD5值与所述第二MD5值是否相等，得到第二结果。
第二备份子模块，用于当所述第二结果表示不相等时，对所述第二MD5值对应的第二数据块组中的数据块进行备份。
第三备份子模块，用于当所述第二结果表示相等时，对所述第二数据组中的数据块不进行备份。
所述滑动窗口确定子模块还包括：
窗口宽度设置单元，用于根据CAD工程数据的存储结构确定滑动窗口的宽度w。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种CAD工程数据文件的增量备份方法，其特征在于，所述CAD工程数据文件的增量备份方法包括：
基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组；
对所述第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；所述第一哈希指纹值包括第一MD5值和第一Alder32值；
基于滑动窗口方式，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组；
对所述第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；所述第二哈希指纹值包括第二MD5值和第二Alder32值；
根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态；所述第二数据块组中数据块的备份状态包括对所述第二数据块组中的数据块进行备份和对所述第二数据块组中的数据块不进行备份。
2.根据权利要求1所述的CAD工程数据文件的增量备份方法，其特征在于，所述基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组，具体包括：
根据内容可变长度分块思想，确定滑动窗口的宽度w；
将宽度为w的滑动窗口遍历历史CAD工程数据，计算多个第一指纹值；所述第一指纹值为每个滑动窗口对应的所述历史CAD工程数据的指纹值；
当所述第一指纹值满足第一设定条件时，将所述第一指纹值对应的所述历史CAD工程数据确定为第一数据块；所述第一设定条件为f mod D＝r，其中，f为所述第一指纹值，D和r均为预设值，且r<D；
将多个第一数据块确定为第一数据块组。
3.根据权利要求1所述的CAD工程数据文件的增量备份方法，其特征在于，所述根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态，具体包括：
判断所述第一Alder32值与所述第二Alder32值是否相等，得到第一结果；
若所述第一结果表示不相等，则对所述第二Alder32值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
若所述第一结果表示相等，则判断所述第一MD5值与所述第二MD5值是否相等，得到第二结果；
若所述第二结果表示不相等，则对所述第二MD5值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
若所述第二结果表示相等，则对所述第二数据组中的数据块不进行备份。
4.根据权利要求2所述的CAD工程数据文件的增量备份方法，其特征在于，所述滑动窗口的宽度w的确定依据为CAD工程数据的存储结构。
5.一种CAD工程数据文件的增量备份系统，其特征在于，所述CAD工程数据文件的增量备份系统包括：
历史数据块划分模块，用于基于滑动窗口方式，对历史CAD工程数据进行分块，以确定第一数据块组；
第一哈希计算模块，用于对所述第一数据块组中的各个数据块分别计算第一哈希指纹值；所述第一哈希指纹值包括第一MD5值和第一Alder32值；
待备份数据块划分模块，用于基于滑动窗口方式，对待备份CAD工程数据进行分块，以确定第二数据块组；
第二哈希计算模块，用于对所述第二数据块组中的各个数据块分别计算第二哈希指纹值；所述第二哈希指纹值包括第二MD5值和第二Alder32值；
备份状态确定模块，用于根据所述第一哈希指纹值和所述第二哈希指纹值，确定所述第二数据块组中数据块的备份状态；所述第二数据块组中数据块的备份状态包括对所述第二数据块组中的数据块进行备份和对所述第二数据块组中的数据块不进行备份。
6.根据权利要求5所述的CAD工程数据文件的增量备份系统，其特征在于，所述历史数据块划分模块，具体包括：
滑动窗口确定子模块，用于根据内容可变长度分块思想，确定滑动窗口的宽度w；
指纹值计算子模块，用于将宽度为w的滑动窗口遍历历史CAD工程数据，计算多个第一指纹值；所述第一指纹值为每个滑动窗口对应的所述历史CAD工程数据的指纹值；
块划分子模块，用于当所述第一指纹值满足第一设定条件时，将所述第一指纹值对应的所述历史CAD工程数据确定为第一数据块；所述第一设定条件为f mod D＝r，其中，f为所述第一指纹值，D和r均为预设值，且r<D；
数据组子模块，用于将多个第一数据块确定为第一数据块组。
7.根据权利要求5所述的CAD工程数据文件的增量备份系统，其特征在于，所述备份状态确定模块，具体包括：
第一判断子模块，用于判断所述第一Alder32值与所述第二Alder32值是否相等，得到第一结果；
第一备份子模块，用于当所述第一结果表示不相等时，对所述第二Alder32值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
第二判断子模块，用于当所述第一结果表示相等时，判断所述第一MD5值与所述第二MD5值是否相等，得到第二结果；
第二备份子模块，用于当所述第二结果表示不相等时，对所述第二MD5值对应的第二数据块组中的数据块进行备份；
第三备份子模块，用于当所述第二结果表示相等时，对所述第二数据组中的数据块不进行备份。
8.根据权利要求6所述的CAD工程数据文件的增量备份系统，其特征在于，所述滑动窗口确定子模块还包括：
窗口宽度设置单元，用于根据CAD工程数据的存储结构确定滑动窗口的宽度w。
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