一种基于WDM模型的磁盘镜像备份系统的设计与实现

摘要

现今，人们对磁盘存储数据的可靠性要求越来越高，能够有效提高可靠性的的方法是磁盘镜像。传统的磁盘镜像技术是使用硬件RAID1冗余存储方案，该技术要求只有在相同磁盘控制器下的两个独立磁盘可以进行数据复制，磁盘空间利用率低，存储成本高。 本文在分析了Windows驱动程序模型(Windows Driver Model，WDM)的基础上，结合Windows内核系统特点，设计并实现了一种基于WDM模型的磁盘镜像备份系统-WMBS(Windows Mirror Backup System)。这是一种用软件的方式来解决磁盘数据存储高可靠性的方案，该系统可以采用同步和异步两种工作方式，能保证应用的磁盘访存吞吐量需求的同时，具有比硬件RAID1更高的可扩展性和可靠性。在系统中提出了一种分段加锁机制，该机制可以保证存储访存的实时性及异步转同步的有效性。最后在Windows环境下实现该模型。所以本系统具有内核模式驱动程序的许多特点，例如可移植性、可配置性、高性能、易架构等特点，适用于以顺序I/O为主且对数据I/O稳定性要求较高的领域，如提供非线性视频编辑、VOD视频服务等流媒体服务器，网站服务器等。 本文遵循软件开发设计的思想，从需求分析、框架设计、结构设计、开发环境配置、系统编程实现等方面，详细阐述了该备份系统的实现过程。

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第一章绪论

1.1研究背景及选题意义

1.2现有磁盘镜像备份系统及存在问题

1.3本文研究主要内容及特色

1.4论文章节安排

第二章镜像备份系统的相关技术

2.1Windows驱动开发技术

2.1.1 Windows操作系统概述

2.1.2 Windows 2000中设备驱动程序种类

2.1.3 WDU驱动程序模型

2.2 Windows操作系统的进程互斥和进程同步

2.2.1进程的互斥

2.2.2进程的同步

2.3小结

第三章镜像文件备份系统的总体设计

3.1系统功能需求分析

3.2系统的软件体系结构

3.3系统的镜像工作状态

3.3.1镜像创建

3.3.2同步复制方式

3.3.3异步复制方式

3.4系统模型功能模块设计

3.5系统功能流程设计

3.6系统数据结构定文

3.7各函数接口定义

3.8本章小结

第四章镜像文件备份系统的详细设计与实现

4.1系统开发工具及环境配置

4.2内核驱动模块的详细设计

4.3内核驱动模块的实现

4.3.1 Odysyswmbs模块

4.3.2 EyentProcess模块

4.3.3 Proto模块

4.3.4 Mirrorobj模块

4.3.5 Bitmap模块

4.4系统实现效果图

4.5本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢