一种基于持续数据保护的镜像系统的分析与实现-analysis and implementation of a mirror image system based on continuous data protection.docxVIP

摘要数据安全面临的威胁越来越多，数据失效后造成的损失无法估量。虽然当前数据恢复技术已有较多研究成果，但随着人们对数据安全的迫切需要，以及数据恢复技术自身存在的局限性等问题，近年来，提高数据可恢复性的相关研究广泛展开，从而加速了数据恢复技术的发展。镜像技术作为解决灾难造成数据不安全问题的方式被人们广泛采用，而持续数据保护技术作为提高数据可恢复性的方式在沉寂了一段时间后，渐渐被人们采用，相关研究正逐步展开。然而单一的数据恢复技术作用有限。基于这一现状，本文在深入分析持续数据保护技术所存在几个问题的基础上，融合镜像技术，针对当前数据存储面临的不安全因素提出了一种数据保护方案TH-CDPS，并对该方案进行了设计,实现了一个原型系统。TH-CDPS基于镜像技术和持续数据保护技术构建，适用于对数据安全具有不同RTO（RecoveryTimeObjective）和RPO（RecoveryPointObjective）要求的企业或个人。方案以独特的元数据组织结构为基础，解决了持续数据保护技术存在的恢复数据和删除数据选择问题，并提出了多种性能提升手段，主要包括：“读时恢复”、“遍历恢复”和“‘逆向’选择恢复”三种恢复模式，改进型“折半”查找及自适应的I/O请求算法，并对其功能进一步拓展，提出了“多时间轴”（同一数据在不同条件下经过相同时间后的不同数据状态）的概念。最后，通过对TH-CDPS当前实现版本的测试，验证了方案的正确性和各种技术手段的有效性。主题词：持续数据保护，镜像，写时重定向，虚拟设备ABSTRACTNowadays,increasinglyfactorsareposingathreattodatasecurityofcomputersystem.Duetotheimportanceofdata,individualsandenterprisessufferfromthelossofdatacorruption.Althoughnumerousdatarecoverytechnologieshavebeendeveloped,theycannotmeetpeople’sdemandsfordatasecurity.Inaddition,consideringthelimitationofrecoverytechnologiesthemselves,someresearchrelativetothemiswidelylaunchedintheseyearstoacceleratethedevelopmentofdatarecoverytechnology.Mirror,oneofsolutionstothedatadisaster,hasbeenwidelyused.IndividualsarepayingcloseattentiontoContinuousDataProtection(CDP)whichhasbeenforgottenforalongtimeasaneffectivewaytoimprovedatarecoverability.However,theroleofasingledatarecoverytechnologyislimited.Inthispaper,wepresentTH-CDPSwhichisadataprotectionmethodintegratingwithMirrortechnologythroughanalyzingseveralproblemsofCDPdeeply.Eventually,apreciseprototypeisdesignedandimplemented.TH-CDPSisbuiltonMirrorandCDPanditissuitableforenterprisesorindividualswhomayhavespecialneedofRTO(RecoveryTimeObjective)andRPO(RecoveryPointObjective).Basedonaspecialstructureofmetadata,thesolutionistosolveproblemshowtoselectdatawhenrecoveringdataanddeletingdataandtoenhancethesystemperformanceinmanyaspectsincludingthreerecoverymodes(RecoverywhenReading,ErgodicRecoveryandRecoverytoSelectBackward),ImprovedBinarySearchandSelf-adaptionI/ORequestAlgorithm.BesidesTH-CDPSe