附网存储中快照技术的设计

快照是文件系统的静态只读副本,附网存储中的快照技术可以用于实现文件系统的活备份以及用于恢复被误删除的文件。笔者在设计附网存储的过程中,针对常用的快照技术进行了研究,提出了一种新的设计实现方案,并根据有关的实验数据进行了分析。     

基于DCD的块设备快照系统

提出了一种块设备快照系统SSDCD（snapshot system on DCD）：通过引入DCD（Disk Caching Disk）技术并加以改进,采用COW（copy on write）的方式,在设备驱动层实现了快照功能,缓解了快照后小写数据的读写对系统的影响,得到了很好的I/O性能.SSDCD系统没有改变文件系统和磁盘数据结构,因而具有很强的适应性.     

用于依赖快照的高效写算法HPSW

使用快照技术可以生成存储系统在某时间点完全可用的数据副本,从而可使用该副本对存储系统实现备份、测试、在线分析和数据挖掘等操作。对快照的各种实现技术进行了分类与比较,详细说明了依赖快照的实现原理及优点,并针对在写依赖快照时可能造成的数据不一致的问题提出了一种高效的写算法HPSW;实验表明该算法具有良好的性能,克服了依赖快照的缺点,具有很好的实际应用价值。     

一种非阻塞读文件系统的实现方法

针对现有文件系统在容错性及读性能远低于数据库系统的情况,运用数据库系统中数据的多版本技术实现数据的快速闪回及非阻塞读原理,通过改进文件系统元数据结构及结合写时复制技术的方法,在文件系统中增加文件瞬时恢复功能及非阻塞读功能,解决现有文件系统在容错性不足的问题,提高文件系统的读性能。通过该方法制作MVFS文件系统,测试结果表明,应用该方法生成的文件系统具有优越的读性能、容错性和可靠性。     

ZFS文件系统Snapshot技术的分析

快照是一种重要的存储数据的技术,可以在不停止应用程序的情况下对数据进行备份。本文对Solaris平台下的ZFS文件系统中的快照技术进行了分析,介绍了快照的工作原理、实现技术及数据结构,并在ZFS中进行快照创建、数据恢复的实例分析,结果表明ZFS文件系统中的快照技术能避免数据的丢失,可以有效地保护该系统下的数据,并且在操作系统的实验教学中对文件系统的分析具有较大的实践意义。     

具有快照功能的Linux文件系统

介绍了快照(snapshot)技术的作用及工作原理,分析了一种具有snapshot功能的Linux文件系统ext3ss的关键元数据的数据结构以及基于时间偏移的版本管理技术.运用此方法可以在文件系统级添加ext3ss功能,提供基于EPOCH时间的文件访问接口.最后对ext3ss进行了测试和分析.     

云存储日志文件系统中快照的设计与实现

在逐步分析云存储日志文件系统中快照机制的基础上,设计并实现了基于HLFS(Hadoop DFS log-structured File-system)云存储日志文件系统的快照系统。通过在HLFS中添加新的快照,从快照系统中就可以随时获取该快照的信息,并恢复该快照时的所有数据,使云存储系统能够及时地进行数据恢复,从而避免云存储中核心数据的丢失,保证云存储中数据的安全性。为尽可能提高云存储日志文件系统中快照系统的可扩展性与实用性,详细分析快照在云存储日志文件系统中的设计与实现,并结合其他快照,分析了HLFS快照的实现性能。     

快照系统SsMirror的设计与实现

快照是保证数据可用性的一种重要方法。磁盘存储子系统层次快照系统SsMirror支持全量快照和增量快照,该文介绍了它的设计思想和系统模块构成。SsMirror采用写前拷贝处理写请求和I/O后台拷贝技术,保证了系统的高效实现。     

基于嵌入式文件系统的媒体文件快照技术

目前嵌入式文件系统的可靠性是嵌入式系统开发中较为重要的环节,然而其设计与开发往往受限于其严格的内存、处理器、以及I/O的限制,而且一些额外的复杂性管理与磁盘的延迟都会直接影响嵌入式文件系统的性能.为了提高系统的稳定性与可靠性,本文提出了一种基于嵌入式Ext2文件系统同步与异步I/O并存的媒体文件快照存储系统(MSFS),其主要技术是MSnap(媒体数据虚拟视图快照技术).不同于其他的快照技术,这种技术不需要大容量的快照数据卷以及复杂的操作就能够很好的提供文件系统的可靠性与稳定性.文章的最后给出了该技术应用后与传统操作系统的实验数据对比情况.     

基于分组卷积和快照集成的图像隐写分析方法

现存的大多数隐写分析方法的泛化能力较弱,无法对未知隐写算法有效检测,使得其分类的准确性在实际运用过程中大幅度降低。针对这个问题,提出了一种基于分组卷积和快照集成的图像隐写分析方法(snapshot ensembling steganalysis network, SENet)。首先,残差卷积块和分组卷积块对图像的特征进行提取并利用;其次,在每个训练周期中得到性能最好的模型作为快照模型;最后将选定的快照模型进行集成后对图像进行分类。该方法应用分组卷积和快照集成的技术,避免了传统集成方法的高训练成本以及单一分类器泛化能力有限的问题。实验结果表明,该方法可以提升隐写分析模型的准确率,并且在训练集和测试集失配时,也能够有效地进行分类,具有较高的模型泛化能力。     

基于细粒度快照的远程容灾系统的设计与实现

对于企业数据的备份与恢复,文件级的细粒度快照提供了一种快速、灵活的解决方法。本文给出了Linux下VFS与底层文件系统之间的一个细粒度的通用快照层,在该快照层的基础上设计了一个低成本、高效率、可配置的远程容灾系统。     

基于文件的软件快照的实现

快照技术是当今非常流行的一种备份技术,可以很好地保证数据的完整性,但目前常用的快照技术存在一定的问题,笔者通过研究,提出了一种基于文件的软件快照算法,对快照的实现进行了改进。该算法将所有的快照指针信息集中到一个指针树上进行集中管理,实现了文件级的快照。     

一种高效的虚拟机快照管理系统

链式虚拟磁盘快照技术是广泛实现的一种支持虚拟机失效恢复的技术手段,针对链式结构磁盘快照技术引入多余I／O请求导致虚拟机性能低效问题,分析和研究了支持高效虚拟机快照实现的无链式关联磁盘快照技术,通过集成ZFS及OCFS2文件系统给出了无链式关联磁盘快照技术实现,并设计和实现了虚拟机快照存储组织模型和快速检索算法,提高了虚拟机快照检索效率．设计试验验证了系统的有效性．     

远程文件备份与恢复系统的设计与实现

提出并实现一种远程文件备份与恢复系统（FBRS）,利用FBRS客户端将须备份的文件进行系统快照,判断该文件是否有更新,并进行差异计算,将差异计算结果（即差异文件）发送到FBRS服务器,在FBRS服务器端进行差异重放,实现远程文件同步。测试结果表明,FBRS同rsync相比,能显著减小网络带宽的消耗。     

基于SnapCopy的高性能数据库备份恢复技术

由于种种原因，现有的数据库系统在备份功能上都有不同程序的局限性，会对库的表空间进行备份时的锁定，从而导致一定程度的写操作中断。文中在设计存储管理系统时，应用了一种叫做SnapShotFS的技术，并在此基础上实现集成了SnapCopy工具的磁盘存储系统，解决数据备份过程中的业务不间断问题。     

基于VDL的附网存储快照及在线备份新技术

针对现有NAS系统在快照及在线备份技术方面存在的问题,该文提出了一种通过虚拟设备层(VDL:VirtualDeviceLayer)实现了NAS的快照和在线备份技术。在VDL中:通过一个快照盘保存在快照和备份期间系统的写操作,实现NAS的快照和在线备份;以设备驱动模块实现,与具体的文件系统无关,使其适用性更为广泛,并让现有的离线备份软件实现在线备份功能;在驱动模块内部对数据的小写进行了优化,较大的提高了办公/工程环境下工作负载的小写性能;备份的初始化时间几乎可以忽略不计,大大提高了存储系统的可用性;实现了存储虚拟化功能,从而将多个存储接点整合成单一的存储池。通过大量的测试表明,VDL对系统整体I/O性能和应用程序影响很小,同时表现出优良的小写性能,达到了预期的效果。     

Lightweight migration for web applications with framework separation

Web applications (apps) are programs created by web technologies such as HTML, CSS, and JavaScript. Web apps can be executed on any platform that supports a web browser. Such portability allows an interesting user experience called app migration, which can save an app's execution state to a file called snapshot, transmit it to another device, and continue the execution using the snapshot. However, existing approaches save all the states of the current app, regardless of its relevance to an app's state, making the snapshot size and snapshot creation time infeasibly large. For example, web apps are often programmed using web frameworks such as jQuery, which are libraries written in JavaScript to support app developments. We found that most objects created by frameworks during their initialization are not relevant to an app's state. Hence, one idea to reduce the snapshot size is not saving those framework objects in the snapshot but creating them after migration via re‐initialization. Unfortunately, this is not always straightforward since the framework objects are intermingled with the app objects in the heap, possibly pointing to each other. To resolve this, we separated app objects that are attached to framework objects by monitoring app's execution and saved them to the snapshot. This paper proposes such a framework separated migration technique, with optimization to reduce the overhead, especially related to monitoring app's execution. With our approach, we could reduce the snapshot size by 89.1% on average and shorten the migration time by 47.6%, increasing the feasibility of app migration.     

可扩展网格文件访问接口的设计与实现

描述了网格文件访问接口(GFAI)的设计和实现。GFAI实现了一个与POSIX标准兼容的、可扩展的网格文件访问接口，屏蔽了不同存储系统访问协议的细节，解决了不同网格文件访问/传输协议的异构性问题，为用户提供了一个统一的、易于使用的网格I/O接口。