CN1851662A - 一种数据备份系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用分层结构实现数据高可用性、安全性的数据备份系统，该系统是通过分层结构来实现，系统从上至下分为5层，分别为：应用层、服务层、表示层、抽象层、物理层。物理层是各个硬件厂家提供的各种磁盘阵列、磁带库；抽象层与系统中物理层硬件交互，该层通过不同硬件厂商的存储设备进行不同的驱动设计；表示层是将用户的命令和对应的不同硬件设备所提供的命令与信息对应，可以扩充别的存储设备；在服务层向用户提供可视化的数据备份系统；应用层提供所需的应用系统，满足不同行业操作上的不同特点。本系统是一种新型高效、高可靠性的数据备份系统，它具有网络远程备份，实时备份，快速备份，定时备份功能。

Description

一种数据备份系统

技术领域

本发明属于数据备份技术领域，具体涉及了一种利用分层结构实现数据高可用性、安全性的数据备份系统。

背景技术

目前的企业级应用中，很多系统要求保证7×24小时不间断工作，但是天有不测风云，自然界的灾害、计算机系统的故障、人为的错误等都会对系统造成损害，数据的丢失会给企业带来巨大的损失。加上随着信息技术的不断发展，人们对各种数据信息的需求也越来越大，而当我们使用数据时，总希望数据的内容是可靠的、正确的，但影响对数据的操作，影响数据的正确性，甚至破坏数据，使全部或部分数据丢失的行为是不可避免的，所以目前的应用系统迫切要求进行有效实时的数据备份。由于网络系统的普及与应用，网络数据已成为企事业单位，并且以后数字家庭日常运作的核心决策和发展依据，如何安全有效地管理网络系统数据，已成为保障系统正常运行的关键。因此，建立一套制度化的数据备份系统有着非常重要的意义。通过专利检索，目前还没有相关的方案提出，制度化的数据备份系统专利申请还是一片空白，本文提出的设计正好填补了这一空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型高效、高可靠性的数据备份系统，它具有网络远程备份，实时备份，快速备份，定时备份功能。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案如下：一种数据备份系统，该系统是通过分层结构来实现，系统从上至下分为5层，分别为：应用层、服务层、表示层、抽象层、物理层；

物理层是各个硬件厂家提供的各种磁盘阵列、磁带库；

抽象层与系统中物理层硬件交互，该层通过不同硬件厂商的存储设备进行不同的驱动设计，以各自提供的命令集为基础，提供了统一的数据备份和状态查询的命令接口；

表示层是将用户的命令和对应的不同硬件设备所提供的命令与信息对应，以此来实现上层在数据备份应用中具有一个统一的命令集，并实现了备份系统中可以适应不同厂商的存储设备，可以随意加上各个存储设备，适应不断发展的磁盘、磁带技术；

在服务层，首先定义了一套进行关联数据备份、数据状态查询的命令集，这套命令集以统一的API的形式提供，通过这个统一的API，可以进行系统的二次开发，利用JSP/ASP等网络程序设计语言，可以通过HTTP协议向用户提供可视化的数据备份系统；

应用层提供直接与用户和应用程序打交道，可以自行设计适合各行各业需求的应用系统，满足不同行业操作上的不同特点。

所述抽象层在实施中，数据的备份功能是FC协议支持的，因此通过该层，可以实现存储区域网应用中的难点异构系统间的互联。

所述服务层可以利用XML技术定义备份策略，XML数据提供了一种结构化的数据表示方式，它将数据内容与显示格式彻底分开，也就是说XML文档的数据、结构及外观是相互独立的，可以按照个人对数据备份的要求，定义自己的数据备份策略的命令集；

本发明的数据备份系统的优点如下：

1、借助分层结构，简化系统的设计与实现。将备份系统进行分层，这样分层中的每一模块便于研发，更易于理解；这样备份系统能够标准化，允许对不同类型的存储硬件进行操作；各层功能相对独立，易于维护，易于扩展备份系统的功能；各层使用下层提供的接口，同时也为它的上层提供接口，这样利用了模块化的设计，对部分层的修改、增加不影响其它层。

2、利用服务层所提供的统一API，用户可以利用JSP/ASP等网络程序设计语言，可以进行系统的二次开发，提供适应不同用户需求的可视化的数据备份系统。

3、利用备份策略，实现了自动进行数据备份。在服务层，可以存储用户的数据备份策略，以此实现实时备份，快速备份，定时备份等功能。(见图2)面对不同的数据，所采用的备份策略往往是不同的，例如系统数据和报表类数据，一般很少改变，这时，为了减轻备份服务器端的负担与减少对带宽的浪费，可以采用定时备份，这时只要在备份策略中定义对应的命令集，备份系统就可以对命令中所指的数据源进行定时备份。对于一些实时性要求较强的数据，使如银行的数据，就可以在备份策略中定义实时备份的命令集。还可以对一些特殊情况的数据，根据用户人工输入的命令集进行相应的数据备份。各种数据备份之间的处理是不会相互干扰的，只要用户定义的XML数据命令集是严格根据DTD或Schema语法规格定义就可以。

4、由于服务层还包括数据源的故障监视与状态查询，因此，通过状态查询，对一些数据源没有改变的，可以设置只对数据源发生改变才进行备份，如果一发生数据源故障，服务层马上监视出来，备份数据就可以代替数据源，提高了数据的容错能力，使数据的应用具有持续性。由于其控制过程如图3所示。

5、抽象层通过不同硬件厂商的存储设备进行不同的驱动设计，以各自提供的命令集为基础，在表示层把用户命令与对应的硬件信息相结合在一起，提供了统一的数据备份和状态查询的命令接口，实现了整个数据备份系统具有很强的扩展性，可以在不同厂商之间的磁盘阵列中直接移动数据，使异构磁盘阵列共用成为可能。

5、在抽象层，整个备份设备网络之间的连接是以FC协议支持的，因此通过该层，可以实现存储区域网应用中的难点——异构系统间的互联。

7、该系统的应用层中，提供的应用是以HTTP协议进行对数据的备份管理的，可能把数据备份功能扩展到移动终端上，利用各种无线移动终端设备进行数据备份的管理，这样为用户提供了十份方便、有效地管理数据备份。

8、采用本备份系统，投资小，对备份服务器的硬件要求不高，只要能具有主流浏览器IE或Netscape的功能就可以，对于软件部分，编程也相对简单进行。

附图说明

图1是本发明系统的组成结构框图；

图2是系统进行多种数据备份的示意图；

图3是系统进行故障监视、状态查询的功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的数据备份系统，是建立在一个统一的分层结构上的，具体各层包括：应用层、服务层、表示层、抽象层、物理层。处在下层的为处在它上面的上层提供相应的服务。物理层是各个硬件厂家提供的各种磁盘阵列、磁带库，系统中和物理层硬件交互的部分是抽象层，该层通过不同硬件厂商的存储设备进行不同的驱动设计，以各自提供的命令集为基础，提供了统一的数据备份和状态查询的命令接口。在实施中，数据的备份功能是FC协议支持的，因此通过该层，可以实现存储区域网应用中的难点——异构系统间的互联。表示层是将用户的命令和对应的不同硬件设备所提供的命令与信息对应，以此来实现上层在数据备份应用中具有一个统一的命令集，并实现了备份系统中可以适应不同厂商的存储设备，可以随意加上各个存储设备，适应不断发展的磁盘、磁带技术。在服务层，首先定义了一套进行关联数据备份、数据状态查询的命令集，这套命令集以统一的API的形式提供。通过这个统一的API，可以进行系统的二次开发，利用JSP/ASP等网络程序设计语言，可以通过HTTP协议向用户提供可视化的数据备份系统。并且在这个服务层上，可以利用XML技术定义备份策略，XML数据提供了一种结构化的数据表示方式，它将数据内容与显示格式彻底分开，也就是说XML文档的数据、结构及外观是相互独立的，因此，我们可以按照自己的对数据备份的要求，定义自己的数据备份策略的命令集。应用层提供直接与用户和应用程序打交道，可以自行设计适合各行各业需求的应用系统，满足不同行业操作上的不同特点。

新型的数据备份系统，通过建立在上面描述的五层结构上，所开发出来的系统具有可以由用户自己配置备份策略信息；例如每一个月1号对数据源A进行备份，如果数据源B发生变化，对数据源进行实时备份。其备份策略信息是被安置于分层结构中的服务层(如图1所示)；其备份策略在系统运行过程中，对备份数据源进行相应的操作(如图2所示)。

新型的数据备份系统的应用主要是通过应用端的网络浏览器进行操作的，通过在网络应用端发送其数据备份指令或是查询指令，其备份服务端就可以根据服务层中的备份指令集为基础，对备份数据源进行相应操作；其服务层也可以存储用户提交的故障监视指令集，备份服务端就可以根据其故障监视信息对备份数据源进行相应操作(如图3所示)；例如发现故障，如果用户应用端需要服务端数据信息，其服务层通过其存储的故障监视指令集，使备份的数据发送给用户应用端，并相应对备份数据源进行故障恢复。达到实时故障恢复却不用用户自己去监视数据源是否发生故障，还达到用户应用端所要求的数据信息是正确的。

新型的数据备份系统，可以把备份服务端所观察到的数据源发生故障或者观察到备份磁盘、磁带空间不足，及时报告给用户应用端，然后可以安装新的存储设备。其操作过程是与高层无关的，所以不会影响应用层上对数据备份系统的使用，只是作用于抽象层上，这样，如果该设备的厂商在该备份架构中并没有安装这个厂商硬件相应的驱动程序，其对该新的存储设备的操作还是建立在统一的命令集之上。其过程可以参见表1与图1应用层以下各层。

整个备份系统的设计参考计算机网络中ISO/OSI的7层结构，将系统从下至上分为5层，如下表所示。

层次	功能
		应用层	直接与用户和应用程序打交道，提供HTTP页面终端，让用户可以由页面提交备份数据的相关命令与查询备份服务器终端状态的相关命令。
服务层	提供一个统一API以供用户命令处理，数据状态查询，这个必须以先通过定义一个命令集为基础。还可以存储用户定义的数据备份策略，以供多种应用。
		表示层	把用户命令与硬件信息格式绑定，使在服务层能有一个统一的命令集，可以操作不同厂家生产的备份设备。
抽象层	以硬件厂家提供的各种磁盘阵列、磁带库操作命令集为基础，为上层提供服务，实现对备份服务器终端上的存储设备进行操作。
		物理层	各个硬件厂家提供的各种磁盘阵列、磁带库。

Claims (3)

1、一种数据备份系统，其特征在于该系统是通过分层结构来实现，系统从上至下分为5层，分别为：应用层、服务层、表示层、抽象层、物理层；

物理层是各个硬件厂家提供的各种磁盘阵列、磁带库；

抽象层与系统中物理层硬件交互，该层通过不同硬件厂商的存储设备进行不同的驱动设计，以各自提供的命令集为基础，提供了统一的数据备份和状态查询的命令接口；

表示层是将用户的命令和对应的不同硬件设备所提供的命令与信息对应，以此来实现上层在数据备份应用中具有一个统一的命令集，并实现了备份系统中可以适应不同厂商的存储设备，可以随意加上各个存储设备，适应不断发展的磁盘、磁带技术；

在服务层，首先定义了一套进行关联数据备份、数据状态查询的命令集，这套命令集以统一的API的形式提供，通过这个统一的API，可以进行系统的二次开发，利用JSP/ASP等网络程序设计语言，可以通过HTTP协议向用户提供可视化的数据备份系统；

应用层提供直接与用户和应用程序打交道，可以自行设计适合各行各业需求的应用系统，满足不同行业操作上的不同特点。

2、根据权利要求1所述的，其特征是：所述抽象层在实施中，数据的备份功能是FC协议支持的，通过该层实现存储区域网应用中的难点异构系统间的互联。

3、根据权利要求1或2所述的，其特征是：所述服务层可以利用XML技术定义备份策略，可以按照个人对数据备份的要求，定义自己的数据备份策略的命令集。

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