根據相關報告，員工的工作站和筆記本電腦中的數據并未得到充分保護，即使這些數據占到了公司所有數據的60%到70%。目前越來越多個人開始重視自己的數據，并對它們進行備份。同時國外的Google，Amazon，Nirvanix，國內的聯想，電信，金山等越來越多的企業進入云存儲領域。SNIA(Storage Networking Industry Association)也于2010年4月發布了關于云存儲的標準CDMI(Cloud Data Management Interface）。該標準定義了云存儲中的相關概念如Data Object，ContainerObject，Queue Object，MetaData，以及對訪問權限，訪問接口，訪問安全性等問題都做了說明與要求。本文通過增加云存儲接口層來屏蔽各廠商接口的差異，同時利用擴充文件和目錄元數據來實現目錄傳輸以及多種備份策略，并設計文件分片和斷點傳輸機制，實現對大文件的傳輸。
1 系統設計
1.1總體設計
備份客戶端運行于客戶機上，根據用戶所使用的云存儲服務，備份客戶端將數據備份到不同的云存儲平臺上。數據分為元數據和數據，元數據和數據即可在獨立的HTTPi青求中傳輸，也可在同一個HTTP請求中傳輸。如圖1所示，傳輸協議采用HTTP或者HTTPS。在完成整體設計中需要考慮云存儲的數據模型，安全訪問控制以及備份策略，下面分別說明這幾點文件。
圖1 系統總體設計
圖2 接口模型圖
圖3 系統結構圖
1.2云存儲中的數據模型
SNIA在CDM中定義云存儲的資源域模型。云存儲中所有的資源通過URI進行描述，對資源的CRUD操作通過HTTP協議進行。資源采用數據和元數據分離存儲，元數據包括了對資源的訪問控制，第三方可增加自定義元數據。
圖2是SNIA在CDMI中定義的接口模型，該圖中有兩個重要的概念Container和DataObjecto Container}c示容器可以容納DataObject以及Containero DataObject代表著數據對象。
2 實現與關鍵技術
2.1整體結構
系統從下向上分為:云存儲層，云存儲接口層，系統核心模塊，用戶。系統核心模塊細分為:傳輸管理，備份策略，差錯控制與冗余消除，文件及目錄傳輸，文件元數據提取，本地數據存儲，定時設置等子模塊。
2.2云存儲接口層
在云存儲服務之上是系統需要直接處理的云存儲接口，即SNIA中定義的CDMI接口標準。這里以SNAI的CDMI標準進行說明，并對比Google和Nirvanix提供的接口。
表1中并未列出所使用的所有接口僅對容器和數據對象做了說明。這里需要強調的一點是，SNIA在CDMI中說Update a Data Object可以更新指定范圍的數據對象內容，類似文件的隨機修改，也可以追加數據對象內容，類似文件追加寫入。
3 實驗結果與分析
本文實現了一個備份客戶端的原型，利用實驗室的私有云做云存儲進行了性能實驗。實驗室的私有云平臺遵循了CDMI中的接口標準，向備份客戶端提供Restful風格接口。實驗環境如下:
(1)硬件組成
服務器端:基于PC的服務器;雙64bInter Xeon 2.0GHz，4048KB Cache CPU：8GB內存，掛在RAIDS存儲2TB，1000Mbps網卡。客戶端:Intel Core2 2.53GHzCPU，2GB內存，SATA 7200轉硬盤，1000Mbps網卡。網絡:1000Mbps交換機構建的LAN。
(2)軟件環境
服務器端:RedHat ASS(內核2.6.30)，Web服務器APACHE(2.2.16)。客戶端:Windows XP(SP2)。
(3)測試方法
選用不同大小的連續數據文件進行測試，文件上傳包括元數據提取，文件分片等操作。先進行的是分片測試，通過選用不同的分片大小測試出該環境下最佳的文件分片。
從圖4中顯示，選用SOM，l00M的數據文件在分片大小為4M時具有最大寫速度，速度大小為7MBps。
選用25M到500M不等的數據進行上傳實驗。從圖5的對比分析可以看出，備份客戶端具有較穩定的傳輸速度。FTP隨文件增大而性能出現了下降。最后在300M以上的文件時備份客戶端與FTP具有相同的寫速度。備份客戶端因采用分片傳輸，所以在傳輸速度上具有較為穩定的特性，比FTP有較好的傳輸穩定性。
表1 云存儲接口對照表
圖4 備份寫速度
圖5 FTP與備份客戶端對比
4 總結
本文分析了現有云存儲接口的差異性，指出大部分云備份軟件對目錄備份，大文件備份的局限。并詳細介紹了備份客戶端的實現細節，可以看出增加云存儲接口層是屏蔽云存儲接口差異的可行辦法。同時將目錄層次與云端數據模型進行映射，采用分層傳輸的方法能有效地進行目錄的備份。最后文件分片，斷點傳輸機制，以及文件追加接口能較好地解決了大文件備份。
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本文標題：云計算的桌面備份系統實現
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