linux下快照文件系统的设计与实现

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1、大连理工大学硕士学位论文Linux下快照文件系统的设计与实现姓名：谢全朝申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：刘日升20061201大连理工大学硕士学位论文摘要数据备份系统最常用的用途是恢复用户偶然错误删除的文件和恢复由于磁盘损坏而丢失的数据。传统的数据备份系统需要整个系统停止运行才能进行，在备份期间，无法进行正常的数据访问。快照技术是创建一个文件系统的瞬时映象，能在非常短的时间内生成一个完整的、一致的存储系统映象，生成该映象之后，就可以使用该映象进行数据备份而不需要担心数据的不一致性。Linux传统的文件备份工具如ta

2、r和cpio等命令功能比较简单，难以处理文件系统级的数据备份。一些物理文件系统级的快照文件系统存在开发周期长，调试困难和移植性差的缺点。另外一些用户级的快照文件系统虽然便于开发和移植，但是存在效率低下的问题，某些情况下甚至达到难以忍受的程度。和虚拟文件系统联系紧密的快照文件系统可以解决这些问题，具体方法是通过在虚拟文件系统内部修改和改变磁盘文件相关的几个系统调用来实现数据备份和恢复的功能。这样的实现方式降低了文件系统开发的难度，增强了文件系统的可移植性，同时提高了文件系统的效率。本文重点介绍了在Linux．2．6内核下的ASFS(另

3、--种快照文件系统)的设计思想、实现要点及性能测试等主题。首先，介绍了快照技术的原理和实现方法，阐述了快照文件系统和虚拟文件系统的含义；其次，介绍了Linux操作系统中与修改磁盘文件相关的系统调用的实现原理；然后，深入阐述了ASFS的设计思想、实现要点和实现细节等内容；最后，本论文比较了ASFS和其他快照文件系统的特征，并且对实现的BEFS采取不同的存储策略和保持策略时进行了性能对比和测试。本论文通过分析ASFS的设计思路和实现手段，介绍了一种开发快照文件系统的新方法，希望对Linux文件系统的研究和开发人员，具有一定的参考价值。关

4、键词：数据备份；快照；文件系统；快照文件系统大连理工大学硕士学位论文DesignandImplementationofaSnapshotFileSystemunderLinuxAbstractThemostcommonpurposeofdatabackupsystemistobackupandrestorefileserrordeletedbyusersincidentallyandrestoredatamissingcausedbydiskfailure．Traditionaldatabackupsystemcouldnotmnu

5、ntilthemachineisshutdown，SOdatacouldn'tbeaccessedwhendatabackupsystemisrunning．Snapshottechnologyistocreateacompleteandconsistentimageofafilesystem，SOitCallmakeanintegratedandconsistentstoragesystemimagewithwhichtorestorethedatawithouttheneedtoworryaboutdatainconsisten

6、cy．TraditionalfilesystembackuptoolsunderLinuxsuchastarandcpioarerelativelysimple，andaredifficulttodealwithdatabackupatfilesystemlevel．Somesnapshotfilesystemsbasedonphysicalfilesystemlayerhavesomeproblemssuchaslongdevelopmentlifecircle，complicateddebugprocedure，andpoorp

7、ortability．Otheruser·levelsnapshotfilesystemsareeasytobedevelopedandtransplanted；however,thebiggestproblemisthattheirlowefficiencyandthelossoftheperformanceCannotbetoleratedundercertaincircumstances．AsnapshotfilesystemconnectedwithVFScloselyisawaytosolvetheseproblems．I

8、tisimplementedtohavedatabackupandrestorefunctionintheVFSlayerthroughchangingsomesystemcallswhicharerelatedtochangingf