基于EXT2inode文件匹配算法的备份、恢复系统的研究

摘要

当今社会，计算机数据已经变得与人们的生活息息相关了，计算机数据成为了人们生活和工作中不可或缺的部分。无论是企业，还是普通用户对计算机数据的依赖性都越来越大了，其无容置疑地成为了人类最宝贵的财产之一。然而由于自然灾害、人为操作错误、计算机病毒、计算机意外情况等的发生，都可能导致计算机数据的丢失或者破坏。数据备份与恢复是保障数据安全的一个重要且有效的手段，其目的是为了在计算机数据破坏或丢失时能够快速的进行准确的恢复，设计出良好的数据备份及恢复系统，对重要的数据进行备份，以便在灾难后及时有效地恢复数据，具有重要的意义。我们对当前的备份、恢复系统研究后，发现存在以下普遍的问题：(1)备份后对文件或目录重命名和路径修改使备份、恢复系统不能进行正确的恢复，如若对数据重新备份一次，虽然解决了恢复错误的问题，但是需要消耗大量多余的时间和空间。(2)备份、恢复发生意外而中断的情况下，下一次启动系统，其备份、恢复过程又会重新开始，系统没有考虑其备份、恢复过程的连续性，大大降低了备份、恢复系统的效率。(3)当前备份、恢复系统通常采用的全备份、差分备份、增量备份策略的一种或者几种的结合，差分备份是每一次备份时利用全备份和当前工作区数据进行备份的，这样可能会导致后面差分备份的数据保存了前面已经备份了的数据；而增量备份因为每一次备份和恢复过程都要逐次回溯到第一次备份的数据，这些过程消耗了大量多余的时间和存储空间。因此设计一个快速且消耗存储空间少的备份、恢复系统具有很好的研究价值和应用价值。本文就是针对上述在备份、恢复系统中普遍存在的问题，设计出了基于EXT2 inode文件匹配算法的备份、恢复系统，其时间和空间效率相比于传统的备份、恢复系统有了很大的改进。具体来说，本论文的主要工作如下：(1)提出了基于EXT2inode文件匹配算法，很好地解决了上述提出的由于文件或目录重命名或路径修改使备份、恢复过程发生错误或者需要大量多余的时间和空间的问题。(2)设计了备份、恢复索引表、备份inode链表和一系列相应机制，用于高效的备份与恢复。(3)通过记录备份、恢复的日志和备份、恢复的断点位置，实现了断点备份、恢复。在备份、恢复发生意外被中断的情况下，其备份、恢复能够保持连续性。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 数据备份恢复的背景和意义

1.2 论文的主要工作和贡献

1.3 本章小结

第二章 相关研究介绍

2.1 备份、恢复概述

2.1.1 数据备份、恢复定义

2.2 数据备份模式

2.2.1 热备份（联机备份）

2.2.2 冷备份（脱机备份）

2.3 数据备份策略

2.3.1 全备份

2.3.2 差分备份

2.3.3 增量备份

2.4 数据备份系统的衡量指标

2.5 数据备份与恢复系统应具备的基本要素

2.6 备份、恢复系统现状

2.6.1 IBM 公司的跨域并行系统藕合体技术

2.6.2 EMC SRDF 远程数据备份系统

2.6.3 Veritas 异地备份容灾方案

2.7 本章小结

第三章 系统概述

3.1 系统模型简介

3.2 备份系统概述

3.2.1 备份的配置模块

3.2.2 备份的日志模块

3.2.3 基于传统的全备份模块和基于ext2 inode 文件匹配算法的全备份模块功能概述

3.2.4 基于传统的差分备份模块和基于ext2 inode 文件匹配算法的差分备份模块功能概述

3.2.5 基于传统的增量备份模块和基于ext2 inode 文件匹配算法的增量备份模块功能概述

3.2.6 EIBR 备份模块概述

3.3 恢复系统功能概要

3.3.1 恢复配置模块

3.3.2 恢复日志模块

3.3.3 基于传统的全备份的恢复模块和基于ext2 inode 文件匹配算法的全备份的恢复模块

3.3.4 基于传统的差分备份的恢复模块和基于ext2 inode 文件匹配算法的差分备份的恢复模块

3.3.5 基于传统的增量备份的恢复模块和基于ext2 inode 文件匹配算法的增量备份的恢复模块

3.3.6 EIBR 的恢复模块

3.4 本章小结

第四章 系统的具体实现

4.1 EXT2 文件系统概述

4.1.1 ext2 文件系统的总体存储布局

4.1.2 ext2 inode 的简介

4.1.3 通过目录或者文件名取得相应的inode 信息

4.2 基于EXT2 INODE 文件匹配算法的差分备份

4.2.1 基于ext2 inode 文件匹配算法的差分备份的备份实现

4.2.2 基于ext2 inode 文件匹配算法的差分备份的恢复实现

4.3 基于EXT2 INODE 文件匹配算法的增量备份

4.3.1 基于ext2 inode 文件匹配算法的增量备份的备份实现

4.3.2 基于ext2 inode 文件匹配算法的增量备份的恢复实现

4.4 EIBR 的具体实现

4.4.1 EIBR 的备份过程的具体实现

4.4.2 EIBR 的恢复过程的具体实现

4.5 本章小结

第五章 实验分析

5.1 实验环境

5.2 实验内容简介

5.3 实验结果分析

5.4 本章小结

第六章 全文总结和展望

6.1 全文总结

6.2 全文展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

上海交通大学硕士学位论文答辩决议书