CN114116323B - 基于权限等级的数据备份策略管理方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于权限等级的数据备份策略管理方法及***，周期性统计同一网络的任意两个服务器之间的数据交互频率F_ij,划分成M个不同的等级，依次赋予不同的权重W_ij；将需要备份的数据划分为多个数据分片；对任意一个数据分片都独立执行数据分片备份流程，依据各相关服务器之间的权重W_ij选择数据分片的备份服务器的组合。本发明结合城市规划领域数据特点，利用闲置的服务器资源，并且避免了服务器之间的同质性，提升了备份数据的安全性。

Description

基于权限等级的数据备份策略管理方法及***

技术领域

本发明属于信息技术领域，特别是涉及到一种基于权限等级的数据备份策略管理方法及***。

背景技术

数据是企业重要的生产资料，关键数据的丢失可能会给企业致命一击，因为数据是计算机***存在的原因和基础。数据往往是不可再生的，一旦发生数据丢失，企业就会陷入困境：客户资料、技术文件、财务账目等客户、交易、生产数据可能被破坏得面目全非。

概括起来，数据丢失分三个层次：（1）逻辑错误：包括软件bug、病毒攻击、数据块被破坏等；（2）物理损坏：包括服务器、磁盘损坏等；（3）自然灾害：火灾、地震等自然灾害对数据中心的摧毁等。

为了应对数据丢失造成的损失，必须对数据进行灾备保护，并且企业信息化程度越高，相关的数据灾备恢复措辞就越重要。

现有的云端数据灾备或集中式数据灾备，存在的问题是实际采用的都是单点备份，万一备份失败，对用户来说是无法承受的损失。而如果采用多点集中式数据灾备，则又是某些规模不大的企业难于承受的成本。

尤其是对于城市规划领域，该领域数据有其特殊性，主要特点是：数据量很大，需要的存储空间大；数据的重要性很高，一旦无法恢复，损失巨大；但数据频率较低，对备份效率，带宽，速度等性能要求不高。而且，该领域还是偏向民生领域，信息化的经费往往不是很充足。

因此，在城市规划领域，尤其需要一种新的数据灾备方案，在费用可控的情况下，保证灾备的确定性。

发明内容

本发明提出一种基于权限等级的数据备份策略管理方法，能够实现在费用可控的情况下，保证灾备的确定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于权限等级的数据备份策略管理方法，包括：

S1、周期性统计同一网络的任意两个服务器之间的数据交互频率F_ij,其中i=1,2…n；j=1,2…n；i≠j；n是服务器数量；

S2、对F_ij进行排序，根据排序结果，划分成M个不同的等级，从高等级到低等级，依次赋予不同的权重W_ij；赋予规则为：F_ij值越高赋予权重W_ij越低；

S3、在需要备份数据的数据源服务器上，将需要备份的数据划分为多个数据分片；

S4、对任意一个数据分片都独立执行数据分片备份流程，所述数据分片备份流程依据各相关服务器之间的权重W_ij选择数据分片的备份服务器的组合，所述相关服务器包括数据源服务器与所有可用于备份该数据分片的服务器。

进一步的，步骤S2中等级划分以及权重赋予方法包括：根据F_ij的排序结果，平分出M个不同等级，每个等级的服务器数量平均分配；根据等级越高权重越低的原则赋予权重W_ij值。

进一步的，步骤S2中等级划分以及权重赋予方法包括：预先设定F_ij值区间与W_ij的对应关系表，然后根据实际F_ij值属于哪个区间来确定对应的权重W_ij值。

进一步的，步骤S3中所述多个数据分片的划分方法为：划分成固定大小的数据分片，所述固定大小的值是预先设置的。

优选的，步骤S4中所述数据分片备份流程包括：

S41：数据源服务器根据数据重要程度，设定需要备份的数量为K；即数据分片要在K台服务器上执行备份；

S42：数据源服务器向同一网络中所有服务器广播备份需求，具备备份数据所需资源的服务器向数据源服务器反馈同意备份消息；

S43：数据源服务器从同意备份的服务器中选择K个服务器，找出所有K个服务器的组合，记为Q_i={q₁，q₂，…q_k}；其中i为组合的序号；q₁，q₂，…q_k分别是所选择的服务器的编号；

S44：计算各组合中，数据源服务器与K个服务器之间，以及这K个服务器相互之间的W_ij的总和；

S45：遍历所有K个服务器的组合，选择W_ij的总和最高的组合作为最终实际选择的组合；

S46：向所选择的组合的K个服务器发送备份数据分片。

本发明另一方面还提出了一种基于权限等级的数据备份策略管理***，包括：

交互频率统计模块，用于周期性统计同一网络的任意两个服务器之间的数据交互频率F_ij,其中i=1,2…n；j=1,2…n；i≠j；n是服务器数量；

权重赋予模块，用于对F_ij进行排序，根据排序结果，划分成M个不同的等级，从高等级到低等级，依次赋予不同的权重W_ij；赋予规则为：F_ij值越高赋予权重W_ij越低；

数据分片模块，用于在需要备份数据的数据源服务器上，将需要备份的数据划分为多个数据分片；

备份模块，对任意一个数据分片都独立执行数据分片备份流程，所述数据分片备份流程依据各相关服务器之间的权重W_ij选择数据分片的备份服务器的组合，所述相关服务器包括数据源服务器与所有可用于备份该数据分片的服务器；

所述交互频率统计模块和权重赋予模块设置于网管***，所述数据分片模块和备份模块设置于数据源服务器；数据源服务器从网管***获得周期性统计的F_ij以及对应的权重W_ij。

进一步的，所述权重赋予模块包括：

等级平分单元，用于根据F_ij的排序结果，平分出M个不同等级，每个等级的服务器数量平均分配；

权重单元，用于根据等级越高权重越低的原则赋予权重W_ij值。

进一步的，所述权重赋予模块包括：

关系表预设单元，用于预先设定F_ij值区间与W_ij的对应关系表；

权重单元，用于根据实际F_ij值属于哪个区间来确定对应的W_ij值。

进一步的，所述数据分片模块包括固定划分单元，划分成固定大小的数据分片，所述固定大小的值是预先设置的。

优选的，所述备份模块包括：

备份数量单元，用于数据源服务器根据数据重要程度，设定需要备份的数量为K；即数据分片要在K台服务器上执行备份；

备份需求广播单元，用于数据源服务器向同一网络中所有服务器广播备份需求，具备备份数据所需资源的服务器向数据源服务器反馈同意备份消息；

服务器选择单元，用于数据源服务器从同意备份的服务器中选择K个服务器，找出所有K个服务器的组合，记为Q_i={q₁，q₂，…q_k}；其中i为组合的序号；q₁，q₂，…q_k分别是所选择的服务器的编号；

权重总和计算单元，用于计算各组合中，数据源服务器与K个服务器之间，以及这K个服务器相互之间的W_ij的总和；

遍历选择单元，遍历所有K个服务器的组合，选择W_ij的总和最高的组合作为最终实际选择的组合；

备份数据发送单元，向所选择的组合的K个服务器发送备份数据分片。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明利用闲置的服务器资源，不需要添置独立的灾备***设备；

（2）本发明结合城市规划领域数据特点，避免了服务器之间的同质性，提升了备份数据的安全性；

（3）本发明采用分片独立处理的方式，既能提高备份的灵活性，减少备份服务器的资源要求，还能做到避免一份完整的数据被同一台服务器获取，提升了备份数据的隐私保护。

附图说明

图1是本发明实施例的主流程示意图；

图2是本发明实施例的数据分片备份流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为使本发明专利的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明专利的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明专利实施例的目的。

首先需要说明的是，本发明针对城市规划领域中，基于城市规划的综合布局和部署划分的网络，对网络结构不做具体限定，只要各个服务器能够接入网络实现任意两个服务器之间的通信即可，可以是因特网，以太网，蜂窝网络或类似能实现通信的网络。

本发明对服务器也不做具体限定，不管是大型服务器，小型服务器或者是普通PC机用作服务器，都可以实施本发明。这些服务器可以是专用于灾备的服务器，也可以是用户正常使用中的服务器，只是利用多余的资源来执行灾备任务。

如图1所示，本发明所提出的基于权限等级的数据备份策略管理方法的主流程包括：

步骤1：周期性统计同一网络的任意两个服务器之间的数据交互频率F_ij，其中i=1,2…n；j=1,2…n；i≠j；n是服务器数量。统计周期一般是以月为单位，但如果业务变化频繁，则可以缩短统计周期，如果业务变化缓慢，则可以延长统计周期。以具有5个服务器的***为例。这5个服务器分别编号：1、2、3、4、5，那么一共存在10个F_ij值，分别是F₁₂，F₁₃，F₁₄，F₁₅，F₂₃，F₂₄，F₂₅，F₃₄，F₃₅，F₄₅。

步骤2：对F_ij进行排序，根据排序结果，划分成M个不同的等级，从高等级到低等级，依次赋予不同的权重。F_ij值越高权重越低。任意两个服务器之间的权重记为W_ij，其中i=1,2…n；j=1,2…n；i≠j；n是服务器数量。权限等级通过F_ij来体现。从流量角度看，交流越多，越是证明两个服务器在相互之间赋予的实际权限等级高。这个实际权限等级不是服务器的用户赋予服务器的，而是根据历史流量自动分析出来的两个服务器之间的关系。

这是因为，F_ij值高说明在最近一段时间内，服务器i和服务器j之间的数据交互多，在城市规划领域，往往说明这两个服务器具有同质性，往往是属于一个地区的服务器，地理位置往往靠近，或者属于一个业务范畴的服务器，例如是各个不同地区的交通领域的数据。那么具有同质性的服务器出现被同时破坏的概率就高。因此，要赋予较低权重，避免同时被选择备份节点。

所述等级划分的可选方案一：

根据排序结果，平分出M个不同等级，每个等级的服务器数量平均分配，权重依次是1，2…M；F_ij值越高权重越低；例如M=5，则有10个F_ij值，然后根据这10个F_ij值划分为5个等级。根据F_ij值从高到低排，最高的两个权重为1，第三四位权重为2，第五六位权重为3，第七八位权重为4，第九十位权重为5。

所述等级划分的可选方案二：

预先设定F_ij值区间与W_ij的对应关系表，然后根据实际F_ij值属于哪个区间来确定对应的W_ij。

上述步骤1和步骤2在网管***中执行。

步骤3：当某个服务器有数据需要备份时，该服务器即数据源服务器，先将需要备份的数据划分成固定的大小的数据分片，该固定大小是预先设置的，例如固定大小可以采用1M。

步骤4：对任意一个数据分片都独立执行数据分片备份流程。例如需要备份的数据一共2.7M，固定大小是1M，那么需要将数据分成3分，前两份都是1M，第三份是0.7M。三次数据分片的执行过程是独立的，参与备份的服务器的选择也是独立的。

如图2所示，数据分片备份流程如下：

步骤41：数据源服务器根据数据重要程度，设定需要备份的数量为K；即每个数据分片要在K台服务器上执行备份。K值由数据源的所有者自行设定，越重要的数据越需要更多的备份点。

步骤42：数据源服务器向所有服务器广播备份需求，具备备份数据所需资源的服务器向数据源服务器反馈同意备份消息。这里所述的所需资源可以只考虑存储资源，也可以在主要考虑存储资源的同时适当考虑带宽和处理器资源。因为对于城市调度类数据灾备来说，对数据传输效率和数据处理效率的要求不高，只要存储空间够，一般都能满足备份需求。

步骤43：数据源服务器从同意备份的服务器中选择K个服务器，找出所有K个服务器的组合可能，记为Q_i={q₁，q₂，…q_k}；其中i为组合的序号；q₁，q₂，…q_k分别是所选择的服务器的编号；例如满足备份条件的服务器一共是5个，编号分别是1、2、3、4、5，需要选择的服务器K=3，则Q_i的选择有如下选择：{1，2，3}；{1，2，4}；{1，2，5}；{2，3，4}；{2，3，5}；{3，4，5}；所有存在的组合一共6种。

步骤44：计算数据源服务器与K个服务器之间，以及这K个服务器相互之间的W_ij的总和。以服务器的组合{1，2，3}为例，需要汇总的是数据源服务器分别与服务器1、2、3之间的，以及服务器1、2、3相互之间的W_ij的总和。

步骤45：从遍历的所有K个服务器的组合可能中，选择W_ij的总和最高的组合作为最终实际选择的组合；

步骤46：向所选择的组合的K个服务器发送备份数据分片。

本发明结合城市规划领域数据特点，利用闲置的服务器资源，并且避免了服务器之间的同质性，提升了备份数据的安全性；数据分片独立处理的方式，既能提高备份的灵活性，减少备份服务器的资源要求，还能做到避免一份完整的数据被同一台服务器获取，提升了备份数据的隐私保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于权限等级的数据备份策略管理方法，其特征在于，包括：

S1、周期性统计同一网络的任意两个服务器之间的数据交互频率F_ij,其中i=1,2…n；j=1,2…n；i≠j；n是服务器数量；

S2、对F_ij进行排序，根据排序结果，划分成M个不同的等级，从高等级到低等级，依次赋予不同的权重W_ij；赋予规则为：F_ij值越高赋予权重W_ij越低；

S3、在需要备份数据的数据源服务器上，将需要备份的数据划分为多个数据分片；

S4、对任意一个数据分片都独立执行数据分片备份流程，所述数据分片备份流程依据各相关服务器之间的权重W_ij选择数据分片的备份服务器的组合，所述相关服务器包括数据源服务器与所有可用于备份该数据分片的服务器；

步骤S4中所述数据分片备份流程包括：

S41、数据源服务器根据数据重要程度，设定需要备份的数量为K；即数据分片要在K台服务器上执行备份；

S42、数据源服务器向同一网络中所有服务器广播备份需求，具备备份数据所需资源的服务器向数据源服务器反馈同意备份消息；

S43、数据源服务器从同意备份的服务器中选择K个服务器，找出所有K个服务器的组合，记为Q_i={q₁，q₂，…q_k}；其中i为组合的序号；q₁，q₂，…q_k分别是所选择的服务器的编号；

S44、计算各组合中，数据源服务器与K个服务器之间，以及这K个服务器相互之间的W_ij的总和；

S45、遍历所有K个服务器的组合，选择W_ij的总和最高的组合作为最终实际选择的组合；

S46、向所选择的组合的K个服务器发送备份数据分片。

2.根据权利要求1所述的一种基于权限等级的数据备份策略管理方法，其特征在于，步骤S2中等级划分以及权重赋予方法包括：根据F_ij的排序结果，平分出M个不同等级，每个等级的服务器数量平均分配；根据等级越高权重越低的原则赋予权重W_ij值。

3.根据权利要求1所述的一种基于权限等级的数据备份策略管理方法，其特征在于，步骤S2中等级划分以及权重赋予方法包括：预先设定F_ij值区间与W_ij的对应关系表，然后根据实际F_ij值属于哪个区间来确定对应的权重W_ij值。

4.根据权利要求1所述的一种基于权限等级的数据备份策略管理方法，其特征在于，步骤S3中所述多个数据分片的划分方法为：划分成固定大小的数据分片，所述固定大小的值是预先设置的。

5.一种基于权限等级的数据备份策略管理***，其特征在于，包括：

交互频率统计模块，用于周期性统计同一网络的任意两个服务器之间的数据交互频率F_ij,其中i=1,2…n；j=1,2…n；i≠j；n是服务器数量；

权重赋予模块，用于对F_ij进行排序，根据排序结果，划分成M个不同的等级，从高等级到低等级，依次赋予不同的权重W_ij；赋予规则为：F_ij值越高赋予权重W_ij越低；

数据分片模块，用于在需要备份数据的数据源服务器上，将需要备份的数据划分为多个数据分片；

备份模块，对任意一个数据分片都独立执行数据分片备份流程，所述数据分片备份流程依据各相关服务器之间的权重W_ij选择数据分片的备份服务器的组合，所述相关服务器包括数据源服务器与所有可用于备份该数据分片的服务器；

所述交互频率统计模块和权重赋予模块设置于网管***，所述数据分片模块和备份模块设置于数据源服务器；数据源服务器从网管***获得周期性统计的F_ij以及对应的权重W_ij；

所述备份模块包括：

备份数量单元，用于数据源服务器根据数据重要程度，设定需要备份的数量为K；即数据分片要在K台服务器上执行备份；

备份需求广播单元，用于数据源服务器向同一网络中所有服务器广播备份需求，具备备份数据所需资源的服务器向数据源服务器反馈同意备份消息；

服务器选择单元，用于数据源服务器从同意备份的服务器中选择K个服务器，找出所有K个服务器的组合，记为Q_i={q₁，q₂，…q_k}；其中i为组合的序号；q₁，q₂，…q_k分别是所选择的服务器的编号；

权重总和计算单元，用于计算各组合中，数据源服务器与K个服务器之间，以及这K个服务器相互之间的W_ij的总和；

遍历选择单元，遍历所有K个服务器的组合，选择W_ij的总和最高的组合作为最终实际选择的组合；

备份数据发送单元，向所选择的组合的K个服务器发送备份数据分片。

6.根据权利要求5所述的一种基于权限等级的数据备份策略管理***，其特征在于，所述权重赋予模块包括：

等级平分单元，用于根据F_ij的排序结果，平分出M个不同等级，每个等级的服务器数量平均分配；

权重单元，用于根据等级越高权重越低的原则赋予权重W_ij值。

7.根据权利要求5所述的一种基于权限等级的数据备份策略管理***，其特征在于，所述权重赋予模块包括：

关系表预设单元，用于预先设定F_ij值区间与W_ij的对应关系表；

权重单元，用于根据实际F_ij值属于哪个区间来确定对应的W_ij值。

8.根据权利要求5所述的一种基于权限等级的数据备份策略管理***，其特征在于，所述数据分片模块包括固定划分单元，划分成固定大小的数据分片，所述固定大小的值是预先设置的。

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