论文部分内容阅读
[摘 要]随着网络媒体技术的发展，计算机网络在信息传输与交换中发挥着越来越大的作用，随之而来的数据安全问题也就越来越多。本文设计优化了基于NAS集中式备份存储的一种方法，对改进数据备份存储方式有重要的意义。
[关键词]数据备份；NAS；设计
中图分类号：TP309.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0314-01
伴随着计算机网络技术的发展，人们开始更多地利用计算机网络进行数据的交换和存储，越来越多网络服务也有传统的C/S模式转向了B/S模式，因此数据的计算和存储大多都放到了服务端。这就要求系统服务端对于数据的存储安全有着严格的要求。因此对于整个服务器进行定期数据备份就是很有必要的。本文选取了数据存储常见的NAS存储方式进行数据的备份，相对于传统的DAS数据存储备份模式有着很大的提升，随着云计算、大数据、移动应用及物联网等新技术、新系统的应用，新业务形态对于备份与恢复工作提出新要求，需要对本地备份架构进行研究和设计，开展优化和提升工作。
一、数据备份技术概述
在当今互联网时代，数据量已经有原先的以MB为单位上升到了TB为单位，海量的数据使得服务器对数据的处理不但要求存储读取十分快速，而且要求数据完整，这就产生了数据备份的概念。传统的数据备份是为了防止意外灾害和人为破坏等造成的数据丢失。由于互联网普及前数据量很小，因此进行备份的方式也很单一。一般都是通过单纯的拷贝到其他存储介质对数据进行定期的备份。但是随着时间的发展，数据量发生了天翻地覆的变化，海量的数据使得我们不能再按照以往的方式进行数据备份。在入籍互联网时代，我们要求数据备份能够快速及时，能够自动执行并且消耗少量系统资源，同时备份的同时不能影响系统的正常使用。这就使得多种备份技术的产生。但是考虑到数据的复杂性，多样性和操作平台的不同，数据备份仍是一个充满发展前景的方向。
二、NAS网络链接存储技术
NAS是一种基于网络的数据存储方式，通过TCP/IP协议进行通信，利用文件的I/O进行存储。NAS模式将存储设备通过网络连接到一组计算机上，不需要额外的服务模式，仅仅提供数据的交换。这种方式将传统的以服务为中心的存储方式改成了以数据为中心的方式。网络存储设备不单单提供文件的存储和读取，而且有自己的管理系统，可以实现对文件的删除，移动等所有操作。这种方式减轻了网络的消耗和文件传输的速度，而且可扩展性十分优秀，可以在不影响网络访问的情况下增加网络存储设备，广泛应用于小型企业等作为数据备份传输的方式。
NAS方式相比DAS存储方式，抛弃了传统的SCSI接口进行连接，拜托了传输距离的闲置，而且相比DAS的存储和传输都有设备的CPU进行计算，NAS提供了文件管理系统，大大减少了系统的开销，而且相比DAS的传输方式，NAS不会过多地降低网络性能，传输能力和效率都大大提高。
三、基于NAS集中式备份方案的设计
国产化、自主化操作系统及数据库产品已在公司推广应用，虽然占比很小，但在当前网络安全新形势、国家战略新要求的情况下，国产操作系统、数据库装机量的将大幅提升。国外备份软件虽然起步早，但是对国产化、自主化的操作系统和数据库缺乏支撑，所以公司绝大多数单位类似产品未能备份，存在安全隐患。此类数据的备份和管理，需要进行研究和设计，弥补企业备份体系缺陷。
在确定了数据的存储方式之后，我们需要对设计系统进行需求分析，然后列出能够满足系统需求的设计方案。本文针对中小企业局域网的数据备份和恢复系统进行设计，这种环境符合大多数用户群体。
在服务器端，我们选取Linux作为操作系统，由于传输是按照标准的TCP/IP协议进行，因此对客户端的系统并没有要求，只需要能够支持TCP/IP协议即可。服务端能够执行用户管理，任务管理，存储管理和配置管理等操作，通过对以上模块进行管理与NAS存储器的系统控制模块进程通信，系统控制模块负责任务的调度，日志的记录，存储的管理和系统安全的管理。其中系统模块分为存储模块和网络模块。数据模块主要负责开辟存储空间，将网络模块读取到的数据放到相对应的存储空间。而网络模块则负责与客户端进行通信。
在进行客户端的配置时，首先需要在服务端为客户端配置相应的用户登录名称和用户权限，用户通过远程登陸后，链接相应的用户控制模块。用户控制模块包含了与服务器系统控制模块中的网络模块进行通信的相对应的网络模块，同时用户控制模块还应该包含安全模块和用户登录模块负责用户登录信息的检查和传输验证。
在客户端，主要负责与用户模块进行数据的交换，客户端通过对用户需要备份数据的扫描和读取，然后通过用户控制模块上传到系统控制模块，系统控制模块通过扫描用户的信息和文件的大小进行数据的存储和备份。
四、数据备份系统的优化
在进行数据的更新备份同时，传统的备份方式对整个文件进行扫描，如果用户端的文件数据和服务器数据不同，则利用用户端数据来替换服务端数据，这种备份方式没有考虑到用户对文件的更改可能很小，例如用户仅仅更改了word文档的几个文字，如果转换到文件存储，可能相对应的文件只有一部分内容发生了变换，而仅仅因为这一点点变化就需要删除服务器文件，传输整个文件并且替换文件，大大加大了网络的开销和系统的消耗。
针对这种方式，我们可以在客户端和服务端增加对文件的扫描和记录，通过对文件内容的扫描和分析，与服务器端的文件信息进行对比。如果文件的更改很小，则只需要和服务端进行通信，只对文件的修改部分进行传输，这样在对文件进行传输之前，我们只需要传输少量修改数据就可以完成对文件的增量更新，对于网络能力有限的条件下，大大减少了对网络和服务端资源的消耗。
五、结论
本文通过对传统的备份模式介绍，以及对新型的海量数据存储模式的分析和阐述，指出了目前针对海量数据的存储方式不足和数据备份的重要意义。然后通过设计一个应用于小型企业的NAS数据备份系统，并且针对网络传输能力有限制的企业进行了系统的优化。对推广数据备份模式的发展具有重要的意义。
参考文献
[1] 杨涛.面向电力行业的数据备份与恢复系统研究[D].山东大学，2017.
[2] 信怀义，安卫杰.金融数据中心数据备份必要性及其机制研究[J].软件，2015，36（12）：72-75.
[3] 李超越.基于Hadoop的数据备份技术的研究与实现[D].北京邮电大学，2015.
[4] 殷顺增.基于网络的数据备份和恢复系统设计[D].电子科技大学，2012.
[5] 刘英，王效武，曾兵.一种数据备份与恢复系统体系设计[J].通信技术，2011，44（01）：66-68.
[关键词]数据备份；NAS；设计
中图分类号：TP309.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0314-01
伴随着计算机网络技术的发展，人们开始更多地利用计算机网络进行数据的交换和存储，越来越多网络服务也有传统的C/S模式转向了B/S模式，因此数据的计算和存储大多都放到了服务端。这就要求系统服务端对于数据的存储安全有着严格的要求。因此对于整个服务器进行定期数据备份就是很有必要的。本文选取了数据存储常见的NAS存储方式进行数据的备份，相对于传统的DAS数据存储备份模式有着很大的提升，随着云计算、大数据、移动应用及物联网等新技术、新系统的应用，新业务形态对于备份与恢复工作提出新要求，需要对本地备份架构进行研究和设计，开展优化和提升工作。
一、数据备份技术概述
在当今互联网时代，数据量已经有原先的以MB为单位上升到了TB为单位，海量的数据使得服务器对数据的处理不但要求存储读取十分快速，而且要求数据完整，这就产生了数据备份的概念。传统的数据备份是为了防止意外灾害和人为破坏等造成的数据丢失。由于互联网普及前数据量很小，因此进行备份的方式也很单一。一般都是通过单纯的拷贝到其他存储介质对数据进行定期的备份。但是随着时间的发展，数据量发生了天翻地覆的变化，海量的数据使得我们不能再按照以往的方式进行数据备份。在入籍互联网时代，我们要求数据备份能够快速及时，能够自动执行并且消耗少量系统资源，同时备份的同时不能影响系统的正常使用。这就使得多种备份技术的产生。但是考虑到数据的复杂性，多样性和操作平台的不同，数据备份仍是一个充满发展前景的方向。
二、NAS网络链接存储技术
NAS是一种基于网络的数据存储方式，通过TCP/IP协议进行通信，利用文件的I/O进行存储。NAS模式将存储设备通过网络连接到一组计算机上，不需要额外的服务模式，仅仅提供数据的交换。这种方式将传统的以服务为中心的存储方式改成了以数据为中心的方式。网络存储设备不单单提供文件的存储和读取，而且有自己的管理系统，可以实现对文件的删除，移动等所有操作。这种方式减轻了网络的消耗和文件传输的速度，而且可扩展性十分优秀，可以在不影响网络访问的情况下增加网络存储设备，广泛应用于小型企业等作为数据备份传输的方式。
NAS方式相比DAS存储方式，抛弃了传统的SCSI接口进行连接，拜托了传输距离的闲置，而且相比DAS的存储和传输都有设备的CPU进行计算，NAS提供了文件管理系统，大大减少了系统的开销，而且相比DAS的传输方式，NAS不会过多地降低网络性能，传输能力和效率都大大提高。
三、基于NAS集中式备份方案的设计
国产化、自主化操作系统及数据库产品已在公司推广应用，虽然占比很小，但在当前网络安全新形势、国家战略新要求的情况下，国产操作系统、数据库装机量的将大幅提升。国外备份软件虽然起步早，但是对国产化、自主化的操作系统和数据库缺乏支撑，所以公司绝大多数单位类似产品未能备份，存在安全隐患。此类数据的备份和管理，需要进行研究和设计，弥补企业备份体系缺陷。
在确定了数据的存储方式之后，我们需要对设计系统进行需求分析，然后列出能够满足系统需求的设计方案。本文针对中小企业局域网的数据备份和恢复系统进行设计，这种环境符合大多数用户群体。
在服务器端，我们选取Linux作为操作系统，由于传输是按照标准的TCP/IP协议进行，因此对客户端的系统并没有要求，只需要能够支持TCP/IP协议即可。服务端能够执行用户管理，任务管理，存储管理和配置管理等操作，通过对以上模块进行管理与NAS存储器的系统控制模块进程通信，系统控制模块负责任务的调度，日志的记录，存储的管理和系统安全的管理。其中系统模块分为存储模块和网络模块。数据模块主要负责开辟存储空间，将网络模块读取到的数据放到相对应的存储空间。而网络模块则负责与客户端进行通信。
在进行客户端的配置时，首先需要在服务端为客户端配置相应的用户登录名称和用户权限，用户通过远程登陸后，链接相应的用户控制模块。用户控制模块包含了与服务器系统控制模块中的网络模块进行通信的相对应的网络模块，同时用户控制模块还应该包含安全模块和用户登录模块负责用户登录信息的检查和传输验证。
在客户端，主要负责与用户模块进行数据的交换，客户端通过对用户需要备份数据的扫描和读取，然后通过用户控制模块上传到系统控制模块，系统控制模块通过扫描用户的信息和文件的大小进行数据的存储和备份。
四、数据备份系统的优化
在进行数据的更新备份同时，传统的备份方式对整个文件进行扫描，如果用户端的文件数据和服务器数据不同，则利用用户端数据来替换服务端数据，这种备份方式没有考虑到用户对文件的更改可能很小，例如用户仅仅更改了word文档的几个文字，如果转换到文件存储，可能相对应的文件只有一部分内容发生了变换，而仅仅因为这一点点变化就需要删除服务器文件，传输整个文件并且替换文件，大大加大了网络的开销和系统的消耗。
针对这种方式，我们可以在客户端和服务端增加对文件的扫描和记录，通过对文件内容的扫描和分析，与服务器端的文件信息进行对比。如果文件的更改很小，则只需要和服务端进行通信，只对文件的修改部分进行传输，这样在对文件进行传输之前，我们只需要传输少量修改数据就可以完成对文件的增量更新，对于网络能力有限的条件下，大大减少了对网络和服务端资源的消耗。
五、结论
本文通过对传统的备份模式介绍，以及对新型的海量数据存储模式的分析和阐述，指出了目前针对海量数据的存储方式不足和数据备份的重要意义。然后通过设计一个应用于小型企业的NAS数据备份系统，并且针对网络传输能力有限制的企业进行了系统的优化。对推广数据备份模式的发展具有重要的意义。
参考文献
[1] 杨涛.面向电力行业的数据备份与恢复系统研究[D].山东大学，2017.
[2] 信怀义，安卫杰.金融数据中心数据备份必要性及其机制研究[J].软件，2015，36（12）：72-75.
[3] 李超越.基于Hadoop的数据备份技术的研究与实现[D].北京邮电大学，2015.
[4] 殷顺增.基于网络的数据备份和恢复系统设计[D].电子科技大学，2012.
[5] 刘英，王效武，曾兵.一种数据备份与恢复系统体系设计[J].通信技术，2011，44（01）：66-68.