一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法技术

本发明专利技术提供云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法，应用于副本的存放、还原、服务器数量变化及模块化管理四种故障中。创建数据中心时服务器之间顺序循环备份对服务器中储存的数据做备份处理；数据中心发生损坏的服务器中的副本还原：根据损坏程度采用更换损坏的零部件或更换新的服务器的方式进行修复；数据中心中服务器数量发生变化：服务器数量增加时，既需要对新增加的服务器中的任意一台服务器中的数据做数据备份处理，又做副本迁移处理；模块化管理：采用顺序循环备份的方法对交换机所连接的服务器中储存的数据做备份处理。本发明专利技术针对服务器可能发生的故障进行了副本摆放管理优化，能够将可能造成的损失降至最低。

【技术实现步骤摘要】
一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法
本专利技术涉及计算机存储
，特别是涉及一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法。
技术介绍
随着云计算时代的到来，近年来越来越多的人选择云计算服务以降低管理成本。同时，云计算服务商不仅仅提供了数据存储的服务，还要满足人们进行网上冲浪的日常所需，越来越多的数据的存储、管理与维护，给云计算服务商带来了更高昂的管理费用和成本支出。云计算数据中心在近年需要处理的请求日益增多，这些数据中心在满足日益上升的请求处理时，不仅仅是能耗的增加，也带来了重大的数据管理及保存的责任。云计算数据中心提供着越来越多的大规模的在线计算服务，不仅是网络用户对网络的依赖，选择网络办公的企业也日益增多。预计未来仍然会保持相当大的增长速度。当今的产业已经进入到模块化设计、模块化生产、模块化消费的模块化大发展时期。模块化逐渐成为计算机服务商等领域最热门的研究课题之一。同样的，在计算机硬件方面，模块化管理也很大程度上增加了人们的工作效率。BCube数据中心是微软研究人员提出的一种新的以服务器为中心的拓扑结构，通过小型交换机和服务器来递归地构建大规模数据中心网络，可以用于数据的存储。模块化数据中心的高性能、以服务器为中心的网络体系结构的BCube网络这样的互连结构是以服务器为中心，服务器兼具路由功能，具有多个网络接口的服务器可以转发报文，交换机仅在第二层执行报文转发功能。交换机作为连接媒介使BCube具有很多冗余路径，易于实现容错路由和模块化连接。针对服务器中存放的副本，人们一般会对其上摆放的副本进行备份，在云计算行业中常用的备份方案为“容灾备份”，容灾备份其实分为两个部分，容灾是为了在遭遇灾害时能保证信息系统能正常运行，帮助企业实现业务连续性的目标，备份是为了应对灾难来临时造成的数据丢失问题。在时代演变下，容灾和备份逐渐被人们一体化，形成最终的容灾备份一体化产品，其最终目标是帮助企业应对人为误操作、软件错误、病毒入侵等“软”性灾害以及硬件故障、自然灾害等“硬”性灾害。现有技术中有的数据副本管理方法，为的是追求资源占用少，可以方便快速的获取生产数据副本，然而为了提升数据存储的可靠性，现有技术的副本管理策略冗余度很高，导致大量的存储空间浪费且效率低下。同时，随着网络科技与社会经济的不断发展，人们对于软件模块化的认知和运用越来越深入化发展，特别是在软件的系统设计的运用上尤为明显。然而，服务器的故障率可能从多个方面发生，也会因为服务器的用途不同导致各个部件负载不同，出现的故障率也会大相径庭。因此，在云计算环境下，如何提供一种高效率且冗余度低的副本管理策略是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够提供一种面向BCube网络的新型高效副本管理策略，在此基础上，针对服务器可能发生的故障进行了副本摆放管理优化，将可能造成的损失降至最低。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法，应用于副本的存放、还原、服务器数量变化及模块化管理中，其特征在于，在BCube(n,k)数据中心中，n表示交换机的端口数，k表示所述BCube(n,k)数据中心的维度；BCube(n,0)数据中心包括：作为节点的n个服务器、具有n个端口的n0个交换机；BCube(n,1)数据中心包括：n个所述BCube(n,0)数据中心、具有n个端口的(1+1)n1个交换机及n1+1个服务器；BCube(n,k)数据中心包括：n个BCube(n,k-1)数据中心、具有n个端口的(k+1)nk个交换机及nk+1个服务器；所述BCube(n,k)数据中心中服务器编码a为a＝akak-1···a1a0，(ai∈{0,1,...,n-1},i∈{0,1,...,k})，交换机编码S为S＝<L,sk-1···s1s0>，(sj∈{0,1,...,n-1},j∈{0,1,...,k},且L∈{0,1,...,k})，所述方法包括：创建所述BCube(n,k)数据中心时副本的保存方法：采用服务器之间顺序循环备份的方法对服务器中储存的数据做备份处理；所述BCube(n,k)数据中心中发生损坏的服务器中的副本还原：根据损坏的程度采用更换损坏的零部件或更换新的服务器的方式进行修复；所述BCube(n,k)数据中心中服务器数量发生变化时副本的备份：服务器数量增加时，既需要对新增加的服务器中的任意一台服务器中的数据做数据备份处理，又做副本迁移处理；所述BCube(n,k)数据中心的模块化管理：采用顺序循环备份的方法对交换机所连接的服务器中储存的数据做备份处理。优选地，顺序循环备份的方法具体内容为：所述BCube(n,k)数据中心中连接交换机SL,s＝<L,s＝sk-1···s1s0>的服务器a＝akak-1···a1a0的副本Ca,s表示为下公式(1)：优选地，所述BCube(n,k)数据中心中发生损坏的服务器中的副本还原方法为：当某个服务器发生故障完全损毁时，首先用新的服务器替换掉已经完全损毁的服务器，再按照公式(1)的规则进行数据恢复，将恢复的数据复制到所述新的服务器中；若服务器只是零部件发生故障，更换所述服务器发生损坏的零部件。优选地，所述BCube(n,k)数据中心中服务器数量发生变化时副本的备份方法具体内容为：当所述BCube(n,k)数据中心中增加服务器时，在服务器本身的副本摆放完成之后，若每个交换机下都各增加一台服务器且服务器摆放的位置仅是在原有顺序上依次向后摆放一位，那么这台新增加的服务器需将大一个维度的交换机连接的前一台中备份的第一台服务器的副本迁移至自身上来，且将自身的副本备份在前一台服务器中；摆放的顺序同样满足公式(1)约束；若仅在某个交换机连接下增加服务器，则在下一个BCube网络中将新增服务器的副本按照顺序依次从第一台服务器开始备份；若新增的服务器不是在原有顺序基础上依次添加，而是添加在原有顺序中的随机一位，那么其所在交换机连接的服务器中副本备份仍然需要满足公式(1)；当所述BCube(n,k)数据中心中需要减少服务器时，首先需要判断服务器上存放的副本数据是否需要保留，若需要保留，可不删除在前一台服务器节点上的备份的副本；若数据无需保存，首先通讯到前一台对应的服务器节点上备份了本身服务器副本的服务器，将备份的副本迁移出来。优选地，所述BCube(n,k)数据中心的模块化管理方法为：任意一台交换机B和此交换机B连接的服务器的备份位置为此交换机B所在的BCube网络中的下一台交换机C及此交换机C连接的服务器中；依次往后备份，最后一台交换机及其此最后一台交换机连接的服务器备份在第一台交换机及第一台交换机连接的服务器中。本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种云计算数据中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法，应用于副本的存放、还原、服务器数量变化及模块化管理场景中，其特征在于，/n在BCube(n,k)数据中心中，n表示交换机的端口数，k表示所述BCube(n,k)数据中心的维度；/nBCube(n,0)数据中心包括：作为节点的n个服务器、具有n个端口的n

【技术特征摘要】
1.一种云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法，应用于副本的存放、还原、服务器数量变化及模块化管理场景中，其特征在于，
在BCube(n,k)数据中心中，n表示交换机的端口数，k表示所述BCube(n,k)数据中心的维度；
BCube(n,0)数据中心包括：作为节点的n个服务器、具有n个端口的n0个交换机；
BCube(n,1)数据中心包括：n个所述BCube(n,0)数据中心、具有n个端口的(1+1)n1个交换机及n1+1个服务器；
BCube(n,k)数据中心包括：n个BCube(n,k-1)数据中心、具有n个端口的(k+1)nk个交换机及nk+1个服务器；
所述BCube(n,k)数据中心中服务器编码a为a＝akak-1···a1a0，(ai∈{0,1,...,n-1},i∈{0,1,...,k})，交换机编码S为S＝<L,sk-1···s1s0>，(sj∈{0,1,...,n-1},j∈{0,1,...,k},且L∈{0,1,...,k})，所述方法包括：
创建所述BCube(n,k)数据中心时副本的保存方法：采用服务器之间顺序循环备份的方法对服务器中储存的数据做备份处理；
所述BCube(n,k)数据中心中发生损坏的服务器中的副本还原：根据损坏的程度采用更换损坏的零部件或更换新的服务器的方式进行修复；
所述BCube(n,k)数据中心中服务器数量发生变化时副本的备份：服务器数量增加时，既需要对新增加的服务器中的任意一台服务器中的数据做数据备份处理，又做副本迁移处理；
所述BCube(n,k)数据中心的模块化管理：采用顺序循环备份的方法对交换机所连接的服务器中储存的数据做备份处理。


2.根据权利要求1所述的云计算数据中心中针对BCube网络的副本管理方法，其特征在于，顺序循环备份的方法具体内容为：所述BCube(n,k)数据中心中连接交换机SL,s＝<L,s＝sk-1···s1s0>的服务器a＝akak-1···a1a0的副本Ca,s表示为下公式：

【专利技术属性】
技术研发人员：王喜，甘毅敏，方一新，何福男，李菲菲，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32