铁路信息系统容灾的关键技术研究

摘要

随着信息技术的发展，信息系统的业务数据在人类的社会活动中的重要性越发明显，然而，没有任何保护措施的数据却极容易受到各种自然灾害如地震、火灾、洪水、战争、恐怖袭击或人为因素的破坏，丢失数据的后果不堪设想。传统的如数据备份这样的数据保护技术虽然在某些情况下可以有效的保护数据，但在发生如地震，火灾，洪水，战争，恐怖袭击等大规模的灾难时往往无能为力。灾难备份与恢复系统是现代企业信息系统正常运转的不可或缺的信息技术手段。 本论文以铁路信息系统容灾建设为背景，以异地容灾模式下铁路信息系统容灾关键问题为研究对象，设计并实现了基于异步复制技术的铁路容灾系统。采用应用级容灾HAGEO技术结合数据级PPRC技术，本地进行快速的逻辑拷贝，远程复制在后台进行的方式，来保证数据的安全性。设计并实现了基于增量差分备份技术的铁路容灾系统。提出增量差分备份算法，增量差分备份算法在进行数据备份时，生成远程差分备份前，先利用本地的差分备份生成增量备份，将增量备份传到远程后再合成生成差分备份，增量差分技术具有备份速度快、网络传数量大的优点。同时，通过离散事件仿真系统方法，对异步复制技术和增量差分备份技术进行仿真和建模，通过对比仿真系统的运行结果来对系统的性能进行测试和验证。设计了异步复制技术和增量差分备份算法两类技术融合到一起的铁路容灾系统。对于两类关键技术的容灾系统在设计过程中存在本地逻辑拷贝和本地增量提取时的相互影响问题，设计了采用运行周期的策略，将本地逻辑拷贝按照增量提取的周期进行，每一个运行周期提取的增量备份均是上一个周期逻辑拷贝的数据，解决了两者之间的相互影响，同时对本地的逻辑拷贝具有一定的优化作用。 为了对基于异步复制和基于增量差分算法的铁路容灾系统的性能进行测试，本文开发实现了以铁路信息系统容灾关键技术为方针对象的仿真系统。针对异步复制技术和增量差分技术进行全面的仿真，仿真结果充分验证了容灾技术的优势和容灾系统的性能。 本文设计并实现的基于异步复制技术的铁路容灾系统和基于增量差分备份技术的铁路容灾系统具有良好的社会价值，设计的基于异步数据复制及增量差分备份的铁路容灾系统也对容灾技术的研究和发展起到了正面的推动作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容

1.4论文的结构

第2章灾难备份与恢复系统概述

2.1灾难备份的定义

2.2容灾系统的组成结构

2.3容灾系统的工作原理

2.4容灾系统等级介绍

2.5容灾系统建设的设计目标

2.6灾备计划的实施过程

2.7容灾技术的研究

2.7.1基本的容灾技术研究

2.7.2数据备份的关键技术研究

2.7.3数据复制的关键技术研究

2.7.4系统级关键技术的研究

2.8本章小结

第3章基于异地容灾模式的铁路信息系统容灾关键技术的研究

3.1现有铁路信息系统分析

3.1.1铁路信息系统功能和特点

3.1.2铁路信息化建设中存在的问题

3.1.3铁路信息系统容灾的特点

3.2基于异步复制的铁路容灾系统关键问题

3.2.1系统应用场景

3.2.2异步复制技术

3.2.3异步复制的铁路容灾系统关键问题及解决

3.3基于增量差分备份的铁路容灾系统关键问题

3.3.1系统应用场景

3.3.2系统实现目标

3.3.3增量差分备份技术

3.3.4增量差分备份的铁路容灾系统构建关键问题

3.3.5增量差分备份的铁路容灾系统关键问题解决

3.4基于异步复制及增量差分备份的铁路容灾系统关键问题

3.4.1系统应用场景

3.4.2容灾系统构建关键问题

3.4.3容灾系统关键问题解决

3.5本章小结

第4章基于异步复制技术的铁路容灾系统设计与实现

4.1系统需求分析

4.2系统设计

4.3系统实现

4.3.1数据级容灾PPRC关键技术

4.3.2应用级容灾HAGEO关键技术

4.3.3综合HAGEO和PPRC关键技术

4.4系统性能测试

4.4.1铁路容灾系统仿真元素的确定

4.4.2异步复制技术仿真系统元素

4.4.3异步数据复制技术仿真建模

4.4.4仿真系统运行结果

4.4.5结果分析

4.5本章小结

第5章基于增量差分备份技术的铁路容灾系统设计与实现

5.1系统需求分析

5.2系统设计

5.2.1本地差分备份流程

5.2.2本地增量备份流程

5.2.3远程完全备份流程

5.3系统实现

5.3.1生成本地差分备份

5.3.2本地增量备份提取

5.3.3远程备份的传送

5.3.4远程备份的生成

5.3.5远程生成完全备份

5.4系统性能测试

5.4.1铁路容灾系统仿真元素的确定

5.4.2增量差分备份技术仿真系统元素

5.4.3容灾关键技术仿真建模

5.4.4仿真系统运行结果

5.4.5结果分析

5.5本章小结

第6章基于异步复制及增量差分备份的铁路容灾系统设计

6.1系统需求分析

6.1.1异步复制需求分析

6.1.2增量差分备份需求分析

6.2系统设计

6.2.1系统结构

6.2.2系统关键问题的解决

6.3本章小结

结束语

全文总结

下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢