[發(fā)明專利]一種適用于廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810047680.7
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101316274A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾令仿;馮丹;譚玉娟;楊天明;范珊;代玥;李祚衡
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;G06F11/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 方放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)信息存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

廣域網(wǎng)下的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)必須能夠容忍各種物理錯(cuò)誤(硬件存儲設(shè)備失效，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備失效)和邏輯錯(cuò)誤(用戶的錯(cuò)誤操作，各種蓄意的攻擊)。這些錯(cuò)誤促使存儲系統(tǒng)必須支持災(zāi)難恢復(fù)的功能。對于具有存儲需求的客戶，通過具有快照、遠(yuǎn)程備份和恢復(fù)功能的軟件將用戶的數(shù)據(jù)存放到存儲服務(wù)器，能夠不中斷用戶業(yè)務(wù)，提供具有高可靠性的存儲服務(wù)。遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)歸檔能夠保證所有寫到本地的數(shù)據(jù)同樣寫到異地，災(zāi)難發(fā)生后，將數(shù)據(jù)從異地實(shí)時(shí)恢復(fù)到本地，從而恢復(fù)保證本地應(yīng)用系統(tǒng)的正常工作；同時(shí)，將數(shù)據(jù)以多個(gè)副本的形式存放處在不同的地理位置的存儲服務(wù)器中，這樣，處于某地存儲服務(wù)器上的數(shù)據(jù)遭到災(zāi)難時(shí)，只要處于其它某處仍然保存一份映像文件副本，用戶的數(shù)據(jù)將不受數(shù)據(jù)災(zāi)難的影響。

在廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，目前已經(jīng)在不同層次上實(shí)現(xiàn)了各種各樣的備份和歸檔系統(tǒng)，包括應(yīng)用層(很多應(yīng)用軟件都集成了數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)的功能，如數(shù)據(jù)庫)，文件系統(tǒng)層(如window，Linux操作系統(tǒng)自帶有相應(yīng)的備份和恢復(fù)工具實(shí)施對數(shù)據(jù)的保護(hù)；快照文件系統(tǒng)Tops-20、VMS、Elephant等采用實(shí)時(shí)拷貝的技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù))，存儲子系統(tǒng)層(如獨(dú)立磁盤冗余陣列，采用硬件冗余的形式實(shí)施對數(shù)據(jù)的保護(hù)；MetroMirror，是基于IBM的存儲設(shè)備的同步鏡像產(chǎn)品，采用復(fù)制技術(shù)對設(shè)備上的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù))。然而，大部分的備份和歸檔系統(tǒng)主要考慮磁盤失效或與磁盤失效相關(guān)的災(zāi)難，而沒有考慮廣域網(wǎng)環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸鏈路的影響。而由于廣域網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和不可控性，遠(yuǎn)程的存儲和備份將帶來很多問題(安全性、可靠性、帶寬的有限性等)，致使現(xiàn)有的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)不能達(dá)到很好的容災(zāi)效果。同時(shí)，由于現(xiàn)有的容災(zāi)系統(tǒng)需要大量的冗余數(shù)據(jù)存儲空間，導(dǎo)致數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)在實(shí)施的過程中成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種適用于廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)未考慮廣域網(wǎng)環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸鏈路的影響，以及需要大量冗余數(shù)據(jù)存儲空間的問題；以保證數(shù)據(jù)的安全傳輸和存放，減少數(shù)據(jù)的冗余，有效地減少廣域網(wǎng)環(huán)境對數(shù)據(jù)容災(zāi)的影響。

本發(fā)明一種適用于廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)，包括連入廣域網(wǎng)的M個(gè)本地存儲客戶端和N個(gè)處于不同地理位置的存儲服務(wù)器，所述N個(gè)存儲服務(wù)器構(gòu)成存儲系統(tǒng)，M、N均為自然數(shù)，其特征在于：

所述本地存儲客戶端各由web管理器模塊、快照模塊、映像文件冗余陣列模塊、壓縮模塊、解壓模塊、加密模塊、解密模塊、備份分發(fā)模塊和恢復(fù)整合模塊組成；

本地存儲客戶端通過web管理器模塊向用戶提供web界面操作接口，接受用戶的數(shù)據(jù)備份或數(shù)據(jù)恢復(fù)請求；

快照模塊在數(shù)據(jù)備份時(shí)，對上層應(yīng)用系統(tǒng)要備份的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成快照點(diǎn)數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，將快照點(diǎn)數(shù)據(jù)恢復(fù)到上層應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)；

映像文件冗余陣列模塊在數(shù)據(jù)備份時(shí)，將快照點(diǎn)數(shù)據(jù)使用容錯(cuò)編碼方式組織到多個(gè)映像文件中，組成映像文件冗余陣列，送到壓縮模塊或加密模塊；在數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，將映像文件冗余陣列還原成快照點(diǎn)數(shù)據(jù)；

壓縮模塊在數(shù)據(jù)備份時(shí)，對單個(gè)的映像文件進(jìn)行壓縮；

解壓模塊在數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，對已壓縮的單個(gè)映像文件進(jìn)行解壓；

加密模塊在數(shù)據(jù)備份時(shí)，對單個(gè)映像文件進(jìn)行加密；

解密模塊在數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，對加密后的單個(gè)映像文件進(jìn)行解密；

備份分發(fā)模塊在數(shù)據(jù)備份時(shí)，根據(jù)用戶定義的復(fù)制策略，將壓縮和加密后的映像文件傳送到不同地理位置的各個(gè)存儲服務(wù)器；

恢復(fù)整合模塊在數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，向各存儲服務(wù)器提出恢復(fù)映像文件冗余陣列的請求，并接收存儲服務(wù)器傳送過來的對應(yīng)的映像文件；

所述存儲服務(wù)器由失效檢測模塊、分布式仲裁模塊、修復(fù)模塊、分布式副本服務(wù)模塊以及備份和恢復(fù)服務(wù)模塊組成；

失效檢測模塊檢測廣域網(wǎng)上相鄰存儲服務(wù)器的運(yùn)行情況，及時(shí)地提供當(dāng)前相鄰各個(gè)存儲服務(wù)系統(tǒng)的狀況，發(fā)現(xiàn)失效的相鄰存儲服務(wù)器；