網(wǎng)格系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份技術(shù)探討

摘 要 數(shù)據(jù)備份策略的度量依據(jù)就是資源屬性量化以及備份資源的可靠性指標兩項，在這個基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)內(nèi)的資源故障率來定位數(shù)據(jù)備份資源以及備份資源，從而設(shè)計而成一個新的數(shù)據(jù)備份策略?；诘卣饻p災(zāi)仿真網(wǎng)格的應(yīng)用系統(tǒng)的需求，利用備份策略進行了備份管理系統(tǒng)的設(shè)計，以此來解決實際的地震領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)備份的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)網(wǎng)格；數(shù)據(jù)備份；地震減災(zāi)

中圖分類號 TP30 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0146-01

目前我國已經(jīng)形成了地震預(yù)報、防御以及緊急救援的三大地震減災(zāi)體系，在一定程度上提高了社會抗災(zāi)減災(zāi)的能力，但是在實際工作中仍然存在很多技術(shù)性的問題需要解決，如何更加迅速地進行震情分析，就需要對數(shù)據(jù)進行實時、準實時地處理，以下通過對數(shù)據(jù)備份策略的分析，來具體闡述網(wǎng)格系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份技術(shù)。

1 備份需求

在地震應(yīng)用中產(chǎn)生的各種源數(shù)據(jù)，都是各個地區(qū)的地震臺網(wǎng)監(jiān)測站的測量儀器監(jiān)測產(chǎn)生的，每天產(chǎn)生的這些數(shù)據(jù)都要進行規(guī)范處理之后存儲入各地區(qū)的數(shù)據(jù)庫當中，由于工作量大，利用遠程數(shù)據(jù)訪問處理降低效率，同時如果監(jiān)測數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)了故障，將帶來很大的影響，這就要求注重整個地震應(yīng)用網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量以及可靠性，其中一個有效途徑就是建立數(shù)據(jù)故障發(fā)生之后的最快速恢復(fù)機制，即利用網(wǎng)格資源備份技術(shù)。因此，網(wǎng)格中資源進行備份能夠提高系統(tǒng)的可靠程度。

2 備份策略

數(shù)據(jù)資源備份的備份策略一般是按照網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)資源的具體訪問情況來記錄某一時間段內(nèi)數(shù)據(jù)訪問的請求者分別是來自哪里，當數(shù)據(jù)資源的訪問量達到一個閾值的時候，開始進行備份系統(tǒng)的備份處理。

2.1 資源定義

為了能夠正確選定備份資源，在這里運用了量化資源屬性的方式，從而使問題更加簡化。

定義一：假設(shè)資源r1=，式中，Id是資源標志，

A ttrs是資源屬性組{A ttr1，A ttr2，A ttr3}，那么稱r1具備A ttrs屬性值的可量化資源。

定義二：假設(shè)資源r1與r2具有相同的A ttrs定義，那么r1和r2是對等資源。

定義三：假設(shè)資源r1與r2是對等資源，那么資源r2可以替代資

源r1。

2.2 備份資源的可靠性量化

確定備份策略的其中一個指標就是利用資源的可靠性，這需要首先確定量化備份資源的可靠性的方法。要想得到資源的故障率，需利用故障檢測系統(tǒng)經(jīng)過測試得到，一個資源的故障率越低，其可靠性就越高，因此這里將資源的故障率看作是測量系統(tǒng)的可靠性的根據(jù)。在某個系統(tǒng)中，假如包括資源集合R{r1，r2，…，rn}，那么系統(tǒng)的故障率則是由R中的r1，r2，…，rn的光障率所共同決定的。根據(jù)集合論理論，備份資源集合的故障率是按照資源集合中的所有資源元素故障率的交集所得的。如下圖所示，資源集合{r1，r2}的故障率是f(r1)f(r2)。

2.3 備份資源的選擇

在進行備份處理的時候，首先應(yīng)該明確選定候選備份資源；在選擇的過程中，出于簡化問題的目的，主要依照以上對于資源的定義，設(shè)定資源r1和資源r2對等，那么r1與r2可互為備份。

圖1 地震數(shù)據(jù)源分布

圖2 多個備份資源故障率集合

定義四 如果在資源集合里，資源r1與資源r2是對等資源，那么r1與r2是互為備份資源。

依照定義四，設(shè)計出算法一，對于候選備份資源集合，應(yīng)該選擇同源資源對等的資源，最終進行確定候選備份資源集合。

算法一：

輸入?yún)?shù)：注冊而得的資源集合和源資源r

輸出參數(shù)：候選的備份資源集合Rt

2.4 備份資源的數(shù)量

這里主要研究根據(jù)系統(tǒng)的可靠性的指標進行確定備份資源數(shù)量。當預(yù)先設(shè)定的指標大于網(wǎng)格系統(tǒng)的可靠性指標的時候，備份系統(tǒng)就會利用增加備份資源這種方式進行提高網(wǎng)格系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)以上的設(shè)定，設(shè)計出算法二，確定備份的數(shù)量。

算法二：

輸入?yún)?shù)：資源的故障率需求為Fn，資源r當前的故障率為F，候選的備份資源集合Rt；

輸出參數(shù)：備份資源的數(shù)量為Nr。

2.5 備份策略

1）根據(jù)算法一確定候選備份資源集合Rt°；2）根據(jù)資源的故障率的指標進行升序排列資源集合Rt°；3）根據(jù)算法二計算出備份資源的數(shù)量Nr°；4）將排序之后的資源集合Rt當中的前Nr個資源選取為備份資源集合；5）返回到備份資源集合。

3 備份管理系統(tǒng)

3.1 備份資源目錄的管理

備份目錄的作用是存儲和記錄源備份資源信息和目標備份資源信息，而要想獲得這些資源的詳細信息，就要進行網(wǎng)格的元數(shù)據(jù)目錄的檢索。對備份資源目錄的管理可以對備份目錄的信息進行維護，例如添加、刪除和更新操作等。

對備份資源目錄的管理還可以實現(xiàn)維護備份資源的目的，當用戶在讀取源文件的時候，備份資源目錄的管理會依照備份目錄內(nèi)的記錄去獲取一個最佳的資源備份進行服務(wù)用戶的訪問。

3.2 備份處理器

作為備份管理系統(tǒng)中樞的備份處理器，對哪些資源是需要備份的，備份到哪些資源中等內(nèi)容起了決定性的作用。備份處理器最初由系統(tǒng)監(jiān)視器內(nèi)獲得系統(tǒng)的可靠性參數(shù)，之后對需要進行觸發(fā)資源備份操作的數(shù)據(jù)進行判斷；每當需要備份處理操作的時候，備份處理器可以對備份資源進行選取以及備份資源的數(shù)量進行確定，并能夠利用資源傳輸協(xié)議進行實際資源備份。

3.3 系統(tǒng)監(jiān)控器

如果網(wǎng)格環(huán)境下的網(wǎng)格資源出現(xiàn)故障，可以利用系統(tǒng)監(jiān)控器來進行監(jiān)控，主要利用其相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)來收集和分析網(wǎng)格資源信息。

4 應(yīng)用

在實際的地震的監(jiān)測應(yīng)用中，地震監(jiān)測臺中的大量觀測數(shù)據(jù)均分布于異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這就需要對這些數(shù)據(jù)實行有效管理，這是目前面臨的問題。所以，可以在地震減災(zāi)仿真網(wǎng)格系統(tǒng)中利用備份管理的模型來管理網(wǎng)格數(shù)據(jù)資源。

5 總結(jié)

以上內(nèi)容主要論述了利用資源的性能來為數(shù)據(jù)備份策略提供根據(jù)的設(shè)想，通過對備份管理系統(tǒng)的研究，指出了網(wǎng)格系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)備份技術(shù)，雖然我們的地震應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)初步建立了減災(zāi)滅災(zāi)體系，但在實際工作中還存在著許多機構(gòu)性的問題，所以本文分析了具體了網(wǎng)格系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份技術(shù)，這項技術(shù)接下來會在此研究基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進行完善，為我國地震領(lǐng)域提供參考。

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