连续数据保护技术研究

连续数据保护作为一种全新概念的灾难备份与恢复技术,具有广阔的发展前景.探讨了连续数据保护技术的概念、原理及特点,并对其发展方向做了一定的思考.     

基于事件的连续数据保护系统研究

针对现有连续数据保护系统存在恢复点选择困难、数据一致性差和无法支持事务级数据恢复粒度的问题, 提出了基于事件驱动的连续数据保护恢复系统（EBRS）解决方案, 给出了EBRS的三个核心组件应用感知模型、应用协同模型和事件恢复视图的设计与实现方案。在Oracle环境下实现了EBRS的关键功能, 实验结果表明, 基于事件驱动的连续数据保护恢复系统具有恢复粒度细、恢复效率高、数据一致性好的特点, 具有广阔的应用前景。     

RCDP：基于冗余的连续数据保护架构

连续数据保护提供了数据存储领域其它任何技术如备份、快照、镜像等不具有的捕获每个写请求的能力,因而使得恢复点日标(RPO)降低到可能具有的最低限,但是其恢复时间日标(RTO)问题却远远没有解决.另外,连续数据保护系统对空间的需求也是一个亟待研究的议题.RCDP是针对上述问题提出的一系列连续数据保护的架构,它采用冗余与多映像恢复的策略,将恢复时间降低到可以接受的范围内.     

基于TRAP-4的连续数据保护系统

针对目前常用的连续数据保护系统仅直接备份变化数据,从而需消耗大量存储空间的问题,设计并实现了一种基于TRAP-4的连续数据保护(CDP)系统。该系统通过卷过滤驱动捕获用户对数据卷的修改,并使用TRAP-4的方式对变化数据进行计算压缩,最终将压缩后的数据备份至备份中心;恢复时只需对压缩后的数据进行逆向解压重组便能将数据卷恢复至任意时间点。实验结果表明,在卷分块大小固定的情况下相对目前常用的CDP系统实现方法,该系统可有效的节省存储空间;并且,随着分块大小的增大以及修改文件的减小,该系统将进一步减少存储空间使用量。     

基于TRAP-4的连续数据保护系统

针对目前常用的连续数据保护系统仅直接备份变化数据,从而需消耗大量存储空间的问题,设计并实现了一种基于TRAP-4的连续数据保护(CDP)系统。该系统通过卷过滤驱动捕获用户对数据卷的修改,并使用TRAP-4的方式对变化数据进行计算压缩,最终将压缩后的数据备份至备份中心;恢复时只需对压缩后的数据进行逆向解压重组便能将数据卷恢复至任意时间点。实验结果表明,在卷分块大小固定的情况下相对目前常用的CDP系统实现方法,该系统可有效的节省存储空间;并且,随着分块大小的增大以及修改文件的减小,该系统将进一步减少存储空间使用量。     

基于连续数据保护的多策略数据恢复机制

连续数据保护技术在备份连续变化的历史数据时有增量数据和原数据2种选择。提出一种连续数据保护系统,采用将原数据持续备份到存储体中的备份方式,并在此基础上实现一种基于位表优化的数据恢复机制来实现任意时间点的快速恢复。同时给出2种数据恢复策略来最大程度保证恢复数据的可用性。原型实验表明,该数据恢复机制可以将被保护磁盘快速恢复到正确的状态。     

基于云存储的块级连续数据保护系统

提出了基于云存储的块级连续数据保护系统MYCDP。MYCDP利用灵活且性价比高的云资源存储业务数据,并采用全局数据去重技术压缩数据量,以取得更低的备份成本。使用针对性设计的版本索引结构和本地缓存机制优化低带宽、高延迟云环境下的数据恢复速度。给出了系统详细结构设计与具体流程描述,通过原型系统与其他方案系统的对比测试,验证了MYCDP能够取得比同样基于云存储的传统delta编码方案更低的备份成本和更快的恢复速度,且在多数实际恢复场景中具有与传统基于本地存储资源的方案相同甚至更好的数据恢复性能。     

差量存储的集中式文件级连续数据保护方法

基于文件的连续数据保护系统可实时捕获单个文件的变化,提供任意时间点的文件恢复。在数据的传输上使用差量算法对文件进行差异传输,存储上使用镜像与差量结合的方式记录文件的变化。该方法有效利用了网络带宽,节约了存储资源。在服务器的工作方式上,采用同步和异步两种方式处理不同命令。对异步命令采用单队列、多处理线程的执行模式,有效提高了短作业响应能力以及多任务并发性能。针对多版本历史文件查找,提出了一种基于索引文件的快速查找方法。此外,对服务的并发执行性能进行了测试与分析。     

连续数据保护中的数据一致性保障技术研究综述

连续数据保护是当前灾难恢复领域的新方向,它克服了传统数据备份和快照技术的缺陷,从新的角度对关键数据进行保护。首先对连续数据保护的工作过程进行了阐述,对其中存在的几类数据一致性问题进行了剖析,并结合当前国内外的连续数据保护技术中涉及的数据一致性保障措施进行了概括和归纳,分析其不足之处,并指出连续数据保护数据一致性保障技术的未来发展方向。     

包交换网络群组通信关键技术研究

采用IP组播技术的群组通信将是包交换通信网络中非常重要的一类应用。文章首先描述了基于包交换网络群组通信的特点及要求。然后从基本要求、主要算法和研究进展等方面对群组通信的组播路由、拥塞控制和安全等关键技术进行了概述。最后指出了将来的工作方向。     

海量数据持续数据保护技术研究及实现

持续数据保护(continuous data protection,CDP)是一种在不影响主要业务系统运行的前提下,可以实现持续捕捉或跟踪目标系统所发生的任何改变,并且能够恢复到此前任意时间点的方法.提出了一种新的可扩展的海量数据持续数据保护技术;设计基于块级的海量数据持续数据保护技术的体系架构、关键技术.最后对系统性能进行了对比分析,并进行了总结和展望.     

一种基于文件的持续数据保护系统

现有的持续数据保护系统往往关注于保护企业或机构中的大型数据库和应用系统,而忽略了对办公环境中的个人计算机上的数据的保护,因此有必要针对个人计算机设计轻量级的持续数据保护系统,提高个人计算机上的数据安全级别.介绍了一种基于文件的持续数据保护系统,并给出其设计思路和原型实现.该系统在文件接口层次捕获并记录所有对数据的操作,并将这些操作尽力传送到本地或异地的备份服务器上,备份服务器在收到操作记录后在本地进行重放,以便与远端的文件保持一致,同时这些文件操作所对应的逆操作连同相关数据一同被记录在恢复日志中,以备在恢复时将文件回退到任意的恢复点上.实验表明该系统在恢复点目标方面具有较高的容灾性能指标,适用于个人计算机的数据保护.     

一种改进的块级连续数据保护机制

随着存储技术的快速发展,连续数据保护 (CDP) 功能已成为现代存储系统重要的数据保护和恢复手段.根据当前不同CDP实现机制的优缺点,提出了一种基于TRAP-4的改进机制——ST-CDP.在保留TRAP-4原有数据记录方式的基础上,按一定间隔值d在恢复链条中插入对应时间点的快照数据,有效地解决了TRAP-4的链条易失效和恢复时间过长问题.借助量化分析模型分析了该机制的性能并确定最优的d值.原型系统在Linux内核块设备层的RAID5上实现了该机制,并通过实验对3种不同CDP机制进行对比测试.实验结果表明ST-CDP既具有与TRAP-4类似比快照机制存储开销低、系统性能影响小的优点,还具有比TRAP-4更快的恢复效率及更高的可靠性.因此ST-CDP是一种高效并且恢复成本较低的连续数据保护机制.     

SQL Server数据库的应用级持续数据保护系统

针对传统数据容灾系统备份窗口大、容灾等级低等问题,提出并设计了与SQL Server数据库相结合的应用级持续数据保护容灾系统.系统通过SQL Server提供的应用程序接口API,读取数据库事务日志变化,从而实时捕获数据库数据变化,将捕获的数据变化以日志的形式缓存并传送到异地进行操作重放,实现异地远程容灾.当发生灾难时利用心跳检测、IP浮动等技术进行远程异地接管;当发生误操作时可根据日志文件恢复到之前的任意时间点,有效应对人为或意外造成的数据丢失和损坏     

一种连续数据保护系统的快照方法

针对传统连续数据保护技术中使用的快照存储技术难以高效存储足够多快照的问题,提出了一种新的快照存储技术,即基于凸点集合的快照存储技术(convex point SNAPshot,简称CSNAP).在讨论了CSNAP技术使用的数据结构,并引进了在数据结构中加入指针构成的凸点概念的基础上,分析了凸点集合具有的基本性质,并给出了利用凸点集合储存快照的相关算法,同时还给出了一种使用逆行代价改进CSNAP的方法.最后通过在实际工作负载和随机合成工作负载下的模拟实验说明了,在平均情况下,使用改进的CSNAP技术,可以将快照占用的储存空间减少到传统方法的10%以下.     

基于隐私保护的数据挖掘研究

随着网络安全问题受到越来越多的关注,在数据挖掘中做好隐私保护已成为当前的研究热点。如何在挖掘过程中不泄露私有信息或敏感数据,同时能得到比较准确的挖掘效果,是数据挖掘研究中的一个热点课题。本文从数据分布方式结合挖掘算法对当前几种关键的隐私保护方法进行分析,并给出算法的评估,最后提出隐私保护数据挖掘方法的未来研究方向。     

一种面向连续数据保护的分布式存储模型研究

一个典型的连续数据保护(CDP,Continuous Data Protection)系统必须具有一个高效的存储系统来支撑.本文提出了一种分布式的存储模型,在此基础之上设计了一个面向CDP应用的分布式存储系统.同传统CDP系统相比,本文提出了分布式存储应用于CDP应用,将文件级和块级的数据存储都归纳到一个存储系统中;通过引入了元数据和数据分离的思想,并且把数据分级存储.根据原型系统的理论论证以及测试,结果表明,论文所提存储模型很好的解决了CDP服务器低效率,高负荷的问题,并且具有低成本的优势.     

基于通用数据保护条例的数据隐私安全综述

随着全球数字化进程逐渐加快,数据已经成为当今社会重要的生产要素.数据的流动为社会创造了无穷的价值,但也潜藏着巨大的隐私风险.随着欧盟通用数据保护条例(GDPR)的出台,个人数据安全成为了大数据时代下的敏感话题,也越来越受到研究人员的重视.首先,对数据隐私安全发展历程进行了回顾,介绍了欧盟数据保护条例GDPR及其应用领域和影响;其次归纳分析了近几年国内外相关研究文献,将GDPR合规问题划分为3个方面：GDPR违规行为分析、隐私政策分析、GDPR模型框架,并分析了这3个方面的研究现状.总结分析了基于GDPR的数据技术,并分别探讨了GDPR在区块链、物联网等具体领域的应用;最后,根据现有研究工作存在的不足与问题,指出了基于GDPR的数据隐私安全研究面临的主要挑战和机遇,并针对中国数据隐私保护提出了一些启示.