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分布式容災存儲系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

發(fā)布時間:2021-03-24 15:30
  隨著信息技術的高速發(fā)展,對信息處理系統(tǒng)的高可用性和高安全性的需求,極大刺激了容災備份技術的應用和發(fā)展。然而目前比較流行的容災備份方案,諸如磁盤陣列柜或者NAS, SAN,其存在的最主要的問題就是價格高昂,一旦出現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)損壞,恢復這些數(shù)據(jù)隨之而來的高昂代價往往讓中小型企業(yè)望而卻步。 鑒于容災備份的高成本,本系統(tǒng)利用現(xiàn)在發(fā)展迅速的網(wǎng)絡存儲技術,提出了一種可降低成本的更加大眾化的容災備份方案。該方案地綜合了云存儲,糾刪碼,AES加密技術,充分利用云存儲的異地分布式存儲和可控高效可擴展的數(shù)據(jù)存儲能力,糾刪碼的容錯恢復能力,AES加密技術對于數(shù)據(jù)存儲的保密性保障所帶來的便捷的系統(tǒng)部署,在盡可能地提高容災備份性能的同時,達到保證數(shù)據(jù)安全、降低備份成本的目標。本方案以RS類糾刪碼和Amazon S3平臺研究為核心,從RS糾刪碼的編解碼原理和算法流程來介紹編解碼模塊的開發(fā),研究并實現(xiàn)對大文件的AES加解密,采用多線程通信和并行傳輸,最后對本系統(tǒng)進行部署和測試,通過測試的結果分析性能。 本課題緊緊圍繞著國內中小型企業(yè)的需求,構建了一個可降低成本而又兼顧性能的容災備份體系。該創(chuàng)新方案相對于傳統(tǒng)備份,所減少的備份時間達一半以上,備份成本節(jié)省約60%,為數(shù)據(jù)帶來了很好的容錯能力和較高的安全保障;诰W(wǎng)絡的異地分布式存儲進一步提高數(shù)據(jù)的安全性,節(jié)約服務器的成本。中小型企業(yè)使用基于該方案的分布式災備系統(tǒng),能較大限度地保障計算機信息系統(tǒng)提供正常的服務。
【學位授予單位】:廈門大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TP333;TP309.3
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 分布式存儲研究現(xiàn)狀
        1.2.2 糾刪碼研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
    1.4 論文組織結構
第二章 關鍵技術介紹
    2.1 糾刪碼的概念與原理
    2.2 云存儲
        2.2.1 Amazon S3簡單存儲服務
        2.2.2 Eucalyptus
    2.3 AES加密算法
    2.4 本章小結
第三章 RS類糾刪碼的算法研究
    3.1 RS類糾刪碼
        3.1.1 范德蒙碼
        3.1.2 柯西碼
    3.2 RS編碼實現(xiàn)原理
        3.2.1 計算并維護校驗和
        3.2.2 高斯消元法恢復錯誤
        3.2.3 伽羅華域上的運算
    3.3 算法實現(xiàn)步驟
    3.4 本章小結
第四章 系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)框架
    4.2 云存儲環(huán)境搭建
    4.3 備份流程
    4.4 恢復流程
    4.5 運行結果
    4.6 本章小結
第五章 系統(tǒng)測試
    5.1 測試方案
    5.2 測試環(huán)境
    5.3 功能測試
    5.4 編碼性能測試
        5.4.1 數(shù)據(jù)大小對編碼性能的影響
        5.4.2 原始數(shù)據(jù)分塊數(shù)對編碼性能的影響
        5.4.3 冗余塊數(shù)對編碼性能的影響
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝

【參考文獻】

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1 劉軍,舒靜;容災備份及其等級和技術研究[J];重慶交通學院學報;2004年S1期

2 王意潔;孫偉東;周松;裴曉強;李小勇;;云計算環(huán)境下的分布存儲關鍵技術[J];軟件學報;2012年04期

3 張巖;郭松;趙國海;;基于Hadoop的云計算試驗平臺搭建研究[J];沈陽師范大學學報(自然科學版);2013年01期

4 宋順祥;姜瑩;;基于Amazon S3兼容云存儲平臺的媒體文件存儲與訪問[J];信息通信技術;2013年01期

5 杜敏;鄭釗;關少華;劉培鶴;何文才;;面向分布式存儲的安全云存儲系統(tǒng)研究[J];北京電子科技學院學報;2013年02期



本文編號:2000882

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