学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

SAN环境下高可用性文件系统备份方案的研究与实现

作　者: 王征华
导　师: 赵政文
学　校: 西北工业大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 存储区域网络文件系统高可用性热备份同步复制快照
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 162次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

存储区域网络(SAN)使存储资源与服务器分离,可以提供100兆字节/秒的高性能数据管道和共享的集中管理的存储设备,使得数据的访问、备份和恢复的安全性,效率,可用性极大提高,同时又不会大幅度降低网络性能。SAN存储的目标或者说它的优点是实现海量数据的高可用性(high availability),安全性(security)和存储的高性能(high performance)。相应的存储软件的设计也要遵循这三个目标。 SAN存储管理软件如何管理和控制SAN的存储资源,向用户提供高可用性的存储服务是近来SAN研究的热点问题之一。就SAN备份系统软件而言,以前的系统备份仅仅实现了磁盘对磁盘的备份功能,而不考虑磁盘上文件系统在备份中的可用性问题和一些必要的故障处理功能,存储备份与文件系统访问服务之间,与数据库之间的同步控制和联动困难。结果这类系统可用性差,有的甚至在备份之前要人为中止文件系统的数据访问服务,致使用户使用不便。SAN备份的高可用性要求在进行文件系统备份时不能停止文件系统访问服务,即热备份;要求备份系统能在业务数据频繁更新下提供24小时不间断备份并考虑必要的故障处理,等等。本论文论述的SAN环境下的文件系统级的高可用性备份方案,围绕高可用性的系统要求,针对目前SAN备份系统的问题,有以下突出设计特点: 1.提供复制备份,快照备份两种备份选项和多种备份方式,用户可以根据不同应用环境进行多种备份方案的选择。 2.解决了存储备份与不间断的文件系统服务访问的同步控制问题,实现了文件系统备份的同时不终止文件系统访问业务的热备份方案,使得SAN备份的层次从逻辑磁盘(卷)级,跃升到文件系统级。这是提高并体现本系统的高可用性的关键所在。 3.初步解决了较为常见的PATH故障发生时,文件系统备份过程的故障恢复问题。 4.设计了备份文件系统可运用性方案,使得备份数据能在备份后立即可用,增加了系统可用性。基于以上设计方案,我们开发了一种高可用性备份系统——FSBackup。本论文对该系统的系统结构及其核心实现作了论述,特别是对以上提出的四点设计的实现作了详尽的描述。

全文目录

摘要  3-7
前言  7-9
  研究背景及意义  7-8
  研究内容  8
  本论文组织  8-9
第一章绪论  9-21
  1．1 存储区域网络概述  9-14
    1．1．1 存储系统的类型  9-10
    1．1．2 存储区域网络 SAN(Storage Area Network)定义  10-11
    1．1．3 构成 SAN的三个要素  11-12
    1．1．4 存储区域网络的优点及面临的挑战  12-14
  1．2 文件系统的 SAN存储  14-18
    1．2．1 文件系统的 SAN存储介质--SAN的磁盘阵列  14-15
    1．2．2 文件系统的存储方式  15-18
  1．3 SAN备份技术概述  18-20
    1．3．1 镜像与快照技术  18-19
    1．3．2 热备份与冷备份  19
    1．3．3 LAN-Free备份与 Server-Free备份  19-20
  1．4 本章小结  20-21
第二章 FSBACKUP系统备份功能分析设计  21-33
  2．1 FSBACKUP备份功能应用环境  21-22
  2．2 FSBACKUP的复制备份  22-26
    2．2．1 复制有序对概念——MD和 RD  22-23
    2．2．2 复制备份的功能具体应用分析  23-24
    2．2．3 复制备份相关操作设计  24-26
  2．3 快照备份  26-32
    2．3．1 快照备份系统的构成  26-28
    2．3．2 快照备份信息的管理方式设计  28-29
    2．3．3 快照备份的相关操作设计  29-32
  2．4 本章小结  32-33
第三章 FSBACKUP系统高可用性方案设计  33-49
  3．1 高可用性文件系统备份方案的设计目标和内容分析  33-36
    3．1．1 高可用性系统的定义及评价目标  33-34
    3．1．2 FSBackup系统在高可用性设计中可利用的软/硬件资源  34-35
    3．1．3 FSBackup系统高可用性设计内容  35-36
  3．2 VxVM技术运用  36-38
  3．3 文件系统备份和其访问服务的同步设计  38-41
    3．3．1 设计方案  38-40
    3．3．2 其它与之相关设计方案  40-41
  3．4 备份文件系统自动安装与自动卸载设计  41-43
    3．4．1 自动安装备份文件系统设计  41-43
    3．4．2 自动卸载备份文件系统  43
  3．5 PATH故障处理的设计  43-47
  3．6 FSBACKUP系统结构设计  47-48
  3．7 本章小结  48-49
第四章 FSBACKUP系统高可用性相关实现  49-63
  4．1 FSBACKUP系统接口  49-52
    4．1．1 系统命令  49-51
    4．1．2 系统 API  51-52
  4．2 FSBACKUP系统流程和核心数据结构  52-55
    4．2．1 系统主要流程和模块  52-54
    4．2．2 系统核心数据结构  54-55
  4．3 指定逻辑盘(组)及其 PAIR有效性检查的模块实现  55-56
  4．4 逻辑盘(组)上文件系统相关处理模块的实现  56-58
    4．4．1 获得逻辑盘(组)上的文件系统信息的方法  56-57
    4．4．2 冻结与解冻文件系统  57-58
    4．4．3 自动安装和自动卸载备份文件系统  58
  4．5 备份操作前PAIR状态检查模块的实现  58-59
  4．6 PATH故障处理相关实现  59-62
    4．6．1 由SCSI SFN或者 DP SFN定位 LD的实现  60-61
    4．6．2 PATH故障处理在各个模块中的实现  61-62
  4．7 本章小结  62-63
第五章结束语  63-65
附录:系统性能及 PATH故障测试结果报告  65-70
  附一性能测试及结果  65-68
    附1．1 在VxVM环境下，构筑disk group 的情况  65-67
    附1．2 非VxVM环境下  67-68
  附二 PATH故障测试及结果  68-70
相关研究成果  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-73

SAN环境下高可用性文件系统备份方案的研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文