Совершенствование процессов копирования и восстановления в системах резервирования данных

• Автор: Казаков, Виталий Гайясович
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 166 с.

Введение.

1 Анализ направлений совершенствования систем резервного копирования данных .

1.1 Методы, характеристики и классификация резервного копирования.

Носители данных и их влияние на процесс копирования.

1.2 Необходимость применения резервного копирования

1.3 Аспекты совершенствования систем резервного копирования

1.3.1 Развитие процесса управления хранением данных.

1.3.2 Разработка новых алгоритмов резервного копирования

1.3.3 Совершенствование процесса восстановления.

1.3.4 Требуемая инфраструктура для исследований в области

совершенствования систем резервного копирования.

1.3.5 Анализ существующих подходов к исследованию систем
резервного копирования
1.4 Основные результаты и вы воды
2 Прогнозирование объема резервных копий
2.1 Определение базовых понятий
2.2 Разработка математического описания алгоритмов резервного
копирования.
2.3 Расчет объема резервных копий создаваемых алгоритмами резервного копирования.
2.4 Построение моделей роста и изменения данных
2.4.1 Экспоненциальная модель с равномерным распределением
изменений и без учета удаления
2.4.2 Экспоненциальная модель с повторяющимися изменениями и без учета удаления.
2.4.3 Экспоненциальная модель с равномерным распределением
изменений и с учетом удаления.
2.4.4 Экспоненциальная модель с неравномерным изменением данных и с учетом удаления.
2.4.5 Линейная модель роста и изменения данных.
2.4.6 Смешанная модель роста и изменения данных
2.4.7 Вычисление параметров моделей роста и изменения данных
2.5 Способ прогнозирования объема резервных копий.
2.6 Применение способа прогнозирования объема резервных копий.
2.7 Основные результаты и выводы
3 Разработка способа автоматизированного восстановления данных рационального по времени выполнения
3.1 Постановка задачи.
3.2 Моделирование операции объединения элементов репозитория
3.2.1 Расширение математической схемы для случая обратных
элементов репозитория.
3.3 Моделирование процесса восстановления данных.
3.4 Избыточность в алгоритмах резервного копирования.
3.4.1 Избыточность внутри элементов репозитория
3.4.2 Создание дополнительных элементов репозитория
3.4.3 Дублирование с исключением данных
3.5 Факторы, влияющие на скорость операции восстановления.
3.5.1 Выбор факторов для разработанной системы резервного
копирования.
3.5.2 Сочетание факторов объема элементов репозитория и длины пути восстановления
3.6 Выбор и реализация алгоритмов поиска пути восстановления
3.6.1 Разработка и применение специализированных алгоритмов.
3.6.2 Применение алгоритмов теории графов.
3.6.3 Применение алгоритма Дейкстры к задаче нахождения пути восстановления
3.6.4 Применение алгоритма Йена
3.6.5 Применение гибридного алгоритма.
3.7 Способ восстановления данных рациональный по времени
выполнения
3.8 Основные результаты и выводы.
4 Исследование характеристик алгоритмов резервного копирования
4.1 Разработка алгоритма резервного копирования
4.1.1 Определение алгоритма.
4.1.2 Зависимость объема элементов репозитория от их длины
4.1.3 Сравнение разработанного и инкрементного алгоритмов.
4.1.4 Разработка усовершенствований алгоритма
4.2 Характеристики алгоритмов резервного копирования.
4.2.1 Проблема аналитической оценки скорости восстановления
4.2.2 Определение показателя восстановимости для алгоритмов резервного копирования.
4.2.3 Определение показателей эффективности для алгоритмов резервного копирования.
4.3 Анализ характеристик алгоритмов резервного копирования
4.3.1 Вычисление характеристик алгоритмов резервного копирования средних по влиянию факторов роста и изменения данных.
4.3.2 Анализ отдельных случаев влияния факторов роста и изменения данных на характеристики алгоритмов резервирования.
4.3.3 Качественные характеристики алгоритмов.
4.4 Основные результаты и выводы
5 Реализация системы резервного копирования
5.1 Общая характеристика разработанной программной системы
резервного копирования.
5.2 Модульная архитектура системы.
5.3 Применение современных программных технологий.
5.4 Проблема резервирования используемых данных.
5.5 Объектноориентированная архитектура системы
5.6 Основные результаты и выводы.
Заключение
Библиографический список
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Преимуществом выполнения данного вида резервного копирования является высокая скорость. Однако обычно при выполнении операций копирования требуется приостановить работу приложений, чтобы копия была целостной англ. Некоторые системы обнаруживают неиспользуемые блоки и исключают их копирование. При блочном резервном копировании довольно затруднительным является восстановление частных файлов. При выполнении операций резервного копирования на файловом уровне англ. В этом случае относительно простой задачей является восстановление некоторых конкретных файлов. В целом же операции резервного копирования длятся дольше, возникает дополнительная зафузка операционной системы, а также появляется проблема доступа к открытым файлам. Резервное копирование может производиться на уровне приложений англ. Операции копирования и восстановления производятся посредством использования специально предусмотренного в резервируемом приложении программного интерфейса I англ. При данном способе резервного копирования может возникнуть проблема совместимости между разными версиями приложений и систем резервного копирования, реализующих соответствующий интерфейс. Современные системы резервного копирования реализуются как программно англ. Использование чисто программных средств относительно более дешево и универсально. Они выполняют свои задачи вне зависимости от принятой архитектуры хранения и защиты данных. Выделенные аппаратные мощности для резервного копирования позволяют не загружать основные серверы компании. Чисто аппаратные методы резервного копирования, а также другие аппаратные способы предотвращения сбоев, такие, как кластеризация серверов или использование Iмассивов , с горячей заменой дисков, довольно дороги и предъявляют особые требования к используемому аппаратному и программному обеспечению. Подобные системы также весьма требовательны к квалификации обслуживающего персонала. Аппаратные системы резервного копирования обычно составляют часть масштабных систем хранения данных, развертываемых крупными компаниями. Программноаппаратная система резервного копирования состоит из аппаратных и программных компонентов. Вся логика резервного копирования, как правило, сосредоточена в программных компонентах и реализуется ими они управляют устройствами, процессом резервного копирования и восстановления данных, поддерживают расписание работ и реализуют дополнительные сервисные функции. Аппаратные компоненты предназначены для выполнения операций записи, хранения резервных копий и восстановления данных. Общие принципы работы систем резервирования, такие, как алгоритмы РК, принципы восстановления, являются инвариантными по отношению к реализации. Однако следует заметить, что суть излагаемого может быть применена и к системам блочного резервирования. В работе учитывается фактор типа использованных носителей. Для практического исследования используется разработанная программная файловоориентированная СРК с возможностью резервирования на уровне приложений. Выбор носителей данных непосредственно влияет на главные характеристики процессов создания копий, хранения и восстановления. Поэтому при исследовании и моделировании систем резервного копирования обязательным является учет фактора используемых носителей, а при разработке новых методов резервирования необходимо учитывать тенденции развития технологий хранения и их использования. В системах хранения и резервного копирования чаще других используются три вида носителей данных магнитные ленты, жесткие диски и оптические компактдиски 9. Остановимся на каждом из них. Магнитные ленты англ. Магнитные ленты являются относительно дешевым видом носителей, что в большей степени обусловливает их популярность. Однако данный вид носителей характеризуется последовательным доступом, что накладывает известные ограничения на доступ к данным. Считается, что ленточные накопители в ближайшее время останутся самым используемым средством хранения . Жесткие диски англ. Но соотношение емкости и цены с каждым годом становится все более выигрышным.