一種文件在線備份方法
2023-08-08 04:35:46 1
專利名稱：一種文件在線備份方法
技術領域：
本發明涉及文件備份領域，尤其是一種文件在線備份方法。
背景技術：
文件備份是一種用於提高數據可用性、保證數據完整性的常用方法。現有計算機數據備份方法可以分為硬體級備份和軟體級備份。硬體級備份是指用冗餘的硬體來保證系統的連續運行，比如硬碟雙工、雙機容錯等，如果某個硬體損壞，冗餘硬體馬上能夠接替其工作。但這種方式硬體成本較高且無法防止邏輯上的錯誤，如人為誤操作、病毒、數據錯誤等。當邏輯錯誤發生時，硬體備份只會將錯誤複製一遍，無法真正保護數據，硬體備份的作用僅能保證系統在出現故障時能夠繼續運行，實現硬體容錯。軟體級備份是指將數據保存到非本機存儲介質上，當系統出錯時可以將系統恢復到備份時的狀態。由於這種備份是由軟體來完成的，所以稱為軟體級備份。因為備份介質和計算機系統是分開的，錯誤不會複寫到介質上，因而軟體級備份能夠防止邏輯錯誤。一個理想的備份系統是在軟體級備份的基礎上再加上硬體容錯系統，使數據更加安全可靠。當前業界已經存在多種文件備份系統，這些系統的實現模式可以歸納為三種單機版，網絡版，伺服器/客戶端版。1單機版模式通過在本地實現文件備份，因而不受網絡帶寬的限制，成本低，備份速度快；但是缺點是一旦本地系統發生故障，備份的數據無法恢復。這種實現模式主要針對個人用戶。2網絡版模式即用戶將文件上傳到網絡實現數據備份。這種方式的優點在於通過異地保存，能夠防止本地系統故障而無法重新獲取文件；缺點是文件備份在網絡中的伺服器上，存在文件被洩露、被破壞等風險。3伺服器/客戶端版模式。大型企業用戶自行搭建文件備份系統，保障了文件的安全性。這種模式需要大量成本用於購買硬體開銷和系統管理。傳統的伺服器/客戶端模式系統管理操作複雜，影響備份的效率。針對上述所提到的伺服器/客戶端模式文件備份操作複雜的問題，本發明提出一種文件在線備份方法。
發明內容
本發明提出一種文件在線備份方法，用於保護企業數據信息不受故障、災難、邏輯錯誤和系統崩潰的影響。本發明使備份伺服器保持為與生產數據在事務上一致的副本。這些備份伺服器可以按照企業投入成本意願，設定備份伺服器的放置地點和數量。當生產數據由於計劃中斷或意外中斷而變得不可用時，本發明可以恢復備份數據，防止數據丟失。本發明採用伺服器/客戶端結構，由客戶端模塊，管理系統模塊和伺服器模塊組成。本發明的管理系統通過WEB技術實現瀏覽器界面，降低了 C/S結構管理繁雜的弊端。
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本發明是一種文件在線備份方法，包括文件備份和文件恢復，在分布式網絡中，在每一臺需要備份的客戶端主機上安裝備份代理，在數據備份的伺服器主機上安裝Web伺服器和存儲伺服器。備份時由備份代理將用戶文件分塊，把分塊數據通過網絡發送至存儲伺服器。恢復時，備份代理通過網絡把原先備份的數據從存儲伺服器下載到本地主機指定目錄下。Web伺服器為備份代理與本發明管理系統提供系統的業務邏輯處理。存儲伺服器負責組織、存儲和管理用戶備份的數據。所述的文件備份具體過程是
1新建任務，備份代理接受上傳命令，所述的上傳命令為用戶觸發或自動備份觸發； 2判斷新建任務是否是全備份，如果新建任務是全備份，則轉至步驟6 ；如果新建任務不是全備份，則執行步驟3;
3根據監控信息判斷文件是否發生變化，如果文件發生變化，則執行步驟4 ；如果文件沒有發生變化，則備份任務結束；
4備份代理向伺服器上傳任務信息；
5根據監控信息確定本次上傳文件以及保存監控信息的XML文件； 6判斷上傳文件是否需要進行壓縮，在備份壓縮率較大的資料庫文件時，先自動對該文件進行Zip格式壓縮。如果上傳文件需要進行壓縮，則調用壓縮模塊進行壓縮；如果上傳文件不需要進行壓縮，則直接進行下一步；
7判斷上傳文件是否需要加密，如果上傳文件需要加密，則調用加密模塊進行DES算法加密；如果上傳文件不需要加密，則進行下一步。8備份代理首先根據用戶設定的過濾規則對文件進行過濾，然後備份代理調用 FTP上傳過濾後的任務文件到存儲伺服器。9判斷任務是否是增量備份，如果任務是增量備份，則進行下一步，如果任務不是增量備份，則備份任務結束。10刪除任務的監控記錄信息，備份任務結束。所述的文件恢復具體過程是
1)判斷是否開始恢復系統版本，如果是開始恢復系統版本，則進行下一步；如果不是開始恢復系統版本，則轉至步驟8)。2)根據任務ID從存儲伺服器資料庫下載該系統版本對應的首次全備份包，然後對備份包進行解密和解壓縮處理並恢復首次全備份包到本地主機指定目錄的恢復路徑。3)判斷是否全備份，如果是全備份，則任務結束；如果不是全備份，則進行下一
止
少ο4)判斷是否差分備份，如果是差分備份，則進行下一步；如果不是差分備份，則轉至步驟6)。5)下載恢復版本到臨時文件夾，解析差分包並恢復到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。6)判斷是否是增量備份，如果是增量備份，則執行下一步；如果不是增量備份，則恢復任務結束。7)下載增量包到臨時路徑並進行解密和解壓縮處理，然後解析增量包並恢復到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。
8)判斷是否恢復單個文件夾，如果是恢復單個文件夾，則進行下一步；如果不是恢復單個文件夾，則轉至步驟10)。9)下載文件夾下所有文件並進行解密和解壓縮處理，然後恢復文件到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。10)下載該文件並進行解密和解壓縮處理，然後恢復文件到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。步驟3中所述的監控信息由下述監控方法得到 A接受創建監控器命令。B判斷是否是全備份，如果是全備份，則進行下一步；如果不是全備份，則監控任務結束。C根據任務設定的自動備份時間和備份模式，創建監控器。D監控任務目錄。E判斷監控目錄下文件或文件夾是否發生變化，如果文件或文件夾發生變化，則進行下一步；如果文件或文件夾沒有發生變化，則轉至步驟G。F觸發處理文件變化的事件，將文件變化的內容保存到一個與備份任務相關聯的 XML文件。G判斷監控任務是否結束，如是則監控任務結束，否則返回至步驟D。步驟4中所述的任務信息包括任務創建時間、任務監控目錄、任務備份模式、加密標誌、壓縮標誌、加密密碼、備份類型、自動備份策略、文件類型排除標誌、排除的文件類型列表和任務名。所述的任務備份模式包括全備份模式、增量備份模式和差分備份模式。步驟8中所述的對文件進行過濾具體是對用戶選擇的文件類型，可以選擇備份該類型的文件，如doc，jpg等，即只備份目錄下文件類型匹配的文件，或排除備份該類型的文件，即備份目錄下除了與用戶選擇的文件類型匹配的文件之外的所有文件。與已有技術方案相比，本發明主要的優點有
1、提供全備份、增量備份和差分備份三種類型的備份方式。2、提供依文件類型選擇備份，實現對特定類型的文件進行選擇性備份。3、提供定時自動、手動啟動備份。4、提供備份文件壓縮存儲及密碼保護。5、實現多任務備份模式，能夠對多個文件夾進行獨立備份。6、提供備份恢復嚮導「一鍵恢復」出每次備份時的文件。7、提供斷點自動續傳功能當用戶因故中斷備份任務時，該次任務暫停，待故障解決將自動重啟失敗的備份任務，無需要用戶再次操作。
圖1為本發明的總體系統構架框圖。圖2為本發明的備份數據流程圖。圖3為本發明的恢復數據流程圖。圖4為本發明的新建任務流程圖。
圖5為本發明的解密，解壓縮處理流程圖。圖6為本發明的監控流程圖。
具體實施例方式本發明方法涉及到的主要模塊有客戶端模塊，管理系統模塊和伺服器模塊三個部分，參看圖1。其中，客戶端模塊，即備份代理，由用戶界面子模塊與服務處理子模塊構成。 用戶界面子模塊包括登陸界面、主界面、系統設置、文件備份、文件恢復和任務管理六大功能模塊。利用JSP和AJAX技術，本發明實現基於瀏覽器的用戶界面子模塊。服務處理子模塊負責在後臺執行上述操作，實現文件上傳、文件下載、文件監控和文件分析。伺服器模塊由Web伺服器及存儲伺服器構成。Web伺服器為備份代理與管理系統提供系統的業務邏輯處理。存儲伺服器用於組織、存儲和管理用戶備份的數據。管理系統模塊實現用戶帳號管理、文件管理和存儲管理的功能。本發明的邏輯流程如下，參見圖4
1、初始化數據，連接Web伺服器，加載配置文件、全局數據和任務列表，啟動用戶界面。2、用戶通過備份代理向管理系統模塊發送請求，如對文件進行備份。3、備份代理對步驟2中請求進行處理並生成對應的命令和數據請求。這些命令和數據通過封裝編碼，再加上TCP/IP協議包頭(在文件傳輸階段為保證穩定性選擇FTP協議包頭)，形成協議單元，以數據包的形式在區域網或hternet上傳送。4、Web伺服器在收到上述數據包後，進行反向解包，解析出原命令和數據請求類型。管理系統將命令發送給後臺存儲伺服器。5、存儲伺服器根據命令採取對應的備份策略進行數據備份，從而使備份數據與主數據保持同步。在對數據操作的過程中，備份以及恢復操作均會以任務日誌形式記錄下來。圖2是本發明的文件備份流程，具體過程是
1.新建任務，備份代理接受上傳命令，所述的上傳命令為用戶觸發或自動備份觸發；
2.判斷新建任務是否是全備份，如果新建任務是全備份，則轉至步驟6；如果新建任務不是全備份，則執行步驟3;
3.根據監控信息判斷文件是否發生變化，如果文件發生變化，則執行步驟4；如果文件沒有發生變化，則備份任務結束；
4.備份代理向伺服器上傳任務信息；
5.根據監控信息確定本次上傳文件以及保存監控信息的XML文件；
6.判斷上傳文件是否需要進行壓縮，在備份壓縮率較大的資料庫文件時，先自動對該文件進行Zip格式壓縮。如果上傳文件需要進行壓縮，則調用壓縮模塊進行壓縮；如果上傳文件不需要進行壓縮，則直接進行下一步；
7.判斷上傳文件是否需要加密，如果上傳文件需要加密，則調用加密模塊進行DES算法加密；如果上傳文件不需要加密，則進行下一步；
8.備份代理首先根據用戶設定的過濾規則對文件進行過濾，然後備份代理調用FTP 上傳過濾後的任務文件到存儲伺服器；
9.判斷任務是否是增量備份，如果任務是增量備份，則進行下一步，如果任務不是增量備份，則備份任務結束；10.刪除任務的監控記錄信息，備份任務結束。上述步驟3中所述的監控信息由下述監控方法得到，參見圖6 A接受創建監控器命令；
B判斷是否是全備份，如果是全備份，則進行下一步；如果不是全備份，則監控任務結
束；
C根據任務設定的自動備份時間和備份模式，創建監控器； D監控任務目錄；
E判斷監控目錄下文件或文件夾是否發生變化，如果文件或文件夾發生變化，則進行下一步；如果文件或文件夾沒有發生變化，則轉至步驟G ；
F觸發處理文件變化的事件，將文件變化的內容保存到一個與備份任務相關聯的XML 文件；
G判斷監控任務是否結束，如是則監控任務結束，否則返回至步驟D。上述步驟4中所述的任務信息包括任務創建時間、任務監控目錄、任務備份模式、 加密標誌、壓縮標誌、加密密碼、備份類型、自動備份策略、文件類型排除標誌、排除的文件類型列表和任務名。任務備份模式包括全備份模式、增量備份模式和差分備份模式。上述步驟8中所述的對文件進行過濾具體是對用戶選擇的文件類型，可以選擇備份該類型的文件，如doc，jpg等，即只備份目錄下文件類型匹配的文件，或排除備份該類型的文件，即備份目錄下除了與用戶選擇的文件類型匹配的文件之外的所有文件。圖3是本發明的文件恢復流程，具體過程是
1.判斷是否開始恢復系統版本，如果是開始恢復系統版本，則進行下一步；如果不是開始恢復系統版本，則轉至步驟8。2.根據任務ID從存儲伺服器資料庫下載該系統版本對應的首次全備份包，然後對備份包進行解密和解壓縮處理並恢復首次全備份包到本地主機指定目錄的恢復路徑。3.判斷是否全備份，如果是全備份，則任務結束；如果不是全備份，則進行下一
止
少ο4.判斷是否差分備份，如果是差分備份，則進行下一步；如果不是差分備份，則轉至步驟6。5.下載恢復版本到臨時文件夾，解析差分包並恢復到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。6.判斷是否是增量備份，如果是增量備份，則執行下一步；如果不是增量備份，則恢復任務結束。7.下載增量包到臨時路徑並進行解密和解壓縮處理，然後解析增量包並恢復到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。8.判斷是否恢復單個文件夾，如果是恢復單個文件夾，則進行下一步；如果不是恢復單個文件夾，則轉至步驟10。9.下載文件夾下所有文件並進行解密和解壓縮處理，然後恢復文件到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。10.下載該文件並進行解密和解壓縮處理，然後恢復文件到本地主機指定目錄的
8恢復路徑，恢復任務結束。圖5是數據解密、壓縮處理流程圖。根據用戶對文件設定的保密程度，選擇是否進行DES算法加密備份。加密後的文件在Web伺服器端也無法直接打開。對於壓縮率較高的資料庫文件，在備份時進行Zip格式壓縮之後再存儲，以降低存儲空間。在恢復數據時， 需要進行對應的解密和解壓縮處理。圖6是本發明的監控流程圖。本發明提供全備份、增量備份和差分備份三種備份方式。全備份是對整個客戶端用戶所選擇的文件夾進行備份，包括作業系統和應用程式生成的數據。這種備份方式的特點是備份的數據最全面、最完整，但備份的重複數據多，佔用的存儲空間多。因此在對文件第一次備份時使用全備份。增量備份是備份相對於上一次備份後新增加和修改過的數據，其優點在於沒有重複的備份數據，節省伺服器備份空間，同時縮短了備份時間；其缺點在於恢復數據時需要對增量數據先進行解析還原再恢復，恢復時間較長。差分備份是全備份和增量備份的折中，每次備份上一次全備份之後新增加和修改過的數據。差分備份所需時間較短，節省伺服器備份空間。差分備份和增量備份需要對備份文件路徑進行實時監控。當監控路徑下文件/子文件夾發生變化時，將文件變化的內容保存到一個與該任務相關聯的XML文件。
權利要求
1. 一種文件在線備份方法，其特徵在於該方法包括文件備份和文件恢復； 所述的文件備份具體過程是步驟1新建任務，備份代理接受上傳命令，所述的上傳命令為用戶觸發或自動備份觸發；步驟2判斷新建任務是否是全備份，如果新建任務是全備份，則轉至步驟6 ；如果新建任務不是全備份，則執行步驟3 ；步驟3根據監控信息判斷文件是否發生變化，如果文件發生變化，則執行步驟4 ；如果文件沒有發生變化，則備份任務結束；步驟4備份代理向伺服器上傳任務信息；步驟5根據監控信息確定本次上傳文件以及保存監控信息的XML文件； 步驟6判斷上傳文件是否需要進行壓縮，如果上傳文件需要進行壓縮，則調用壓縮模塊進行壓縮；如果上傳文件不需要進行壓縮，則直接進行下一步； 步驟7判斷上傳文件是否需要加密，如果上傳文件需要加密，則調用加密模塊進行DES 算法加密；如果上傳文件不需要加密，則進行下一步；步驟8備份代理首先根據用戶設定的過濾規則對文件進行過濾，然後備份代理調用 FTP上傳過濾後的任務文件到存儲伺服器；步驟9判斷任務是否是增量備份，如果任務是增量備份，則進行下一步，如果任務不是增量備份，則備份任務結束；步驟10刪除任務的監控記錄信息，備份任務結束； 所述的文件恢復具體過程是步驟1)判斷是否開始恢復系統版本，如果是開始恢復系統版本，則進行下一步；如果不是開始恢復系統版本，則轉至步驟8)；步驟2、根據任務ID從存儲伺服器資料庫下載該系統版本對應的首次全備份包，然後對備份包進行解密和解壓縮處理並恢復首次全備份包到本地主機指定目錄的恢復路徑； 步驟3)判斷是否全備份，如果是全備份，則任務結束；如果不是全備份，則進行下一步；步驟4)判斷是否差分備份，如果是差分備份，則進行下一步；如果不是差分備份，則轉至步驟6)；步驟幻下載恢復版本到臨時文件夾，解析差分包並恢復到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束；步驟6)判斷是否是增量備份，如果是增量備份，則執行下一步；如果不是增量備份，則恢復任務結束；步驟7)下載增量包到臨時路徑並進行解密和解壓縮處理，然後解析增量包並恢復到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束；步驟8)判斷是否恢復單個文件夾，如果是恢復單個文件夾，則進行下一步；如果不是恢復單個文件夾，則轉至步驟10)；步驟9)下載文件夾下所有文件並進行解密和解壓縮處理，然後恢復文件到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束；步驟10)下載該文件並進行解密和解壓縮處理，然後恢復文件到本地主機指定目錄的恢復路徑，恢復任務結束。
2.根據權利要求1所述的一種文件在線備份方法，其特徵在於步驟4中所述的任務信息包括任務創建時間、任務監控目錄、任務備份模式、加密標誌、壓縮標誌、加密密碼、備份類型、自動備份策略、文件類型排除標誌、排除的文件類型列表和任務名。
3.根據權利要求2所述的一種文件在線備份方法，其特徵在於所述的任務備份模式包括全備份模式、增量備份模式和差分備份模式。
4.根據權利要求1所述的一種文件在線備份方法，其特徵在於步驟8中所述的對文件進行過濾具體是對用戶選擇的文件類型，可以選擇備份該類型的文件，即只備份目錄下文件類型匹配的文件，或排除備份該類型的文件，即備份目錄下除了與用戶選擇的文件類型匹配的文件之外的所有文件。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的一種文件在線備份方法，其特徵在於 步驟3中所述的監控信息由下述監控方法得到A接受創建監控器命令；B判斷是否是全備份，如果是全備份，則進行下一步；如果不是全備份，則監控任務結束；C根據任務設定的自動備份時間和備份模式，創建監控器； D監控任務目錄；E判斷監控目錄下文件或文件夾是否發生變化，如果文件或文件夾發生變化，則進行下一步；如果文件或文件夾沒有發生變化，則轉至步驟G ；F觸發處理文件變化的事件，將文件變化的內容保存到一個與備份任務相關聯的XML 文件；G判斷監控任務是否結束，如是則監控任務結束，否則返回至步驟D。
全文摘要
本發明涉及一種文件在線備份方法。傳統的備份方法操作複雜，備份效率低。本發明包括文件備份和文件恢復兩個階段，備份時由備份代理將用戶文件分塊，把分塊數據通過網絡發送至存儲伺服器。恢復時，備份代理通過網絡把原先備份的數據從存儲伺服器下載到本地主機指定目錄下。本發明提供依文件類型選擇備份，實現對特定類型的文件進行選擇性備份，同時實現了多任務備份模式，能夠對多個文件夾進行獨立備份。
文檔編號G06F11/14GK102169453SQ201110054039
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者萬健, 任永堅, 張紀林, 徐向華, 徐玲巧, 茅文蕾, 陳哲鋒 申請人:杭州電子科技大學