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专利号: 202410685960X
申请人: 广东琴智科技研究院有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述备份与恢复方法包括:步骤S1:获取待备份文件的文件大小、访问次数和修改次数,得到分配参数;根据分配参数,将待备份文件分为写热数据、读热数据和冷数据;

步骤S2:获取用户本地服务器的剩余内存大小、网络带宽以及数据的读速率和写速率,得到本地参数;

根据待备份文件的文件大小,判断本地服务器能否保存写热数据或读热数据;

若能,则根据本地参数,搭建本地云端计算平台,备份写热数据或读热数据;

若不能,则把写热数据、读热数据和冷数据,全部备份在非本地云端计算平台;

步骤S3:根据本地参数,配置非本地云端计算平台的数据发送速率,备份写热数据或读热数据或冷数据;

监测用户访问本地或非本地云端计算平台的访问时段;根据访问时段为本地或非本地云端计算平台中的待备份文件创建快照;

实时监测并判断待备份文件的数据完整性;

若待备份文件数据不完整,则根据快照恢复待备份文件,得到对照文件;

若待备份文件数据完整,则不处理;

步骤S4:汇总对照文件,并反馈给用户;实时监测并判断是否存在新待备份文件被加入;若存在,则把新待备份文件备份到本地或非本地云端计算平台中;若不存在,则持续监测,直至新待备份文件被加入。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述步骤S1的具体步骤如下:步骤S11:利用io库中的IOException模块,构建读写访问计数器;利用读写访问计数器获取待备份文件的访问次数和修改次数;

步骤S12:利用os库中的path.getsize()方法,获取待备份文件的大小;

步骤S13:统计待备份文件的数量,记作fn;将待备份文件的文件大小、访问次数和修改次数,分别记作b、r和w;汇总待备份文件,得到1~fn号待备份文件对应的文件大小b1~bfn;

访问次数r1~rfn;修改次数w1~wfn;

步骤S14:汇总步骤S11~步骤S13得到的数据,作为分配参数;根据分配参数,将待备份文件分为写热数据、读热数据和冷数据;

步骤S15:分配参数、写热数据、读热数据和冷数据,进入步骤S2。

3.根据权利要求2所述的一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述步骤S14的具体步骤如下:步骤S141:计算r1~rfn和w1~wfn对应的平均值,记作ar和aw;

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步骤S142:定义关系式11:ri+wi≥(ar*aw) ;其中,i为正整数,表示1~fn;

步骤S143:将r1~rfn和w1~wfn,代入关系式11中;

筛选出不满足关系式11的待备份文件,作为冷数据;统计冷数据的个数,记作cmn;

满足关系式1的待备份文件,作为热数据;

步骤S144:定义关系式12:wj-rj≥0;其中,j表示热数据对应的下标,j的取值范围:1~fn;

步骤S145:将热数据对应的访问次数和修改次数,代入关系式12中;

筛选出满足关系式12的数据数,记作热数据1;

筛选出不满足关系式12的数据数,记作热数据2;

步骤S146:计算b1~bfn对应的平均值,记作ab;

定义关系式13:

定义关系式14:

步骤S147:将热数据1和热数据2对应的文件大小、访问次数和修改次数,分别代入关系式13和14中;

汇总满足关系式13的热数据1,作为写热数据;汇总满足关系式14的热数据2,作为读热数据;

分别统计写热数据和读热数据的个数,分别记作wmn和sin;wmn和sin与cmn和fn的关系满足:wmn-sin≤fn-cmn;

步骤S148:在热数据1和热数据2中,分别汇总不满足关系式13和关系式14的热数据,作为冷数据;

在cmn原有的基础上,把cmn修改为cmn’;cmn’=cmn+fn-wmn-sin。

4.根据权利要求2所述的一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述步骤S2的具体步骤:步骤S21:获取用户本地服务器的剩余内存大小、网络带宽以及数据的读速率和写速率,得到本地参数;

统计本地服务器的个数,记作sn;获取本地服务器的读速率、写速率和剩余内存大小,分别记作sr、sw和si;得到服务器BS;

BS{(sr1,sw1,si1),(sr2,sw2,si2)~(srsn,swsn,sisn)};其中,(sr1,sw1,si1)表示第1个本地服务器对应的读速率、写速率和剩余内存大小;以此类推,(sr2,sw2,si2)~(srsn,swsn,sisn)表示第2~sn个本地服务器对应的读速率、写速率和剩余内存大小;

步骤S22:识别并标记第1~sn个本地服务器,对应的最大读速率和最小读速率以及最大写速率和最小写速率,分别记作mr和lr以及mw和lw;计算第1~sn个本地服务器对应的平均读速率和平均写速率,分别记作asr和asw;

步骤S23:定义关系式21:

其中,sri和swi表示第i个本地服务器对应

的读速率和写速率,i表示1~sn;

把第1~sn个本地服务器对应的读速率和写速率,代入关系式21中,汇总满足关系式21的本地服务器作为优选服务器;统计优选服务器的个数,记作yn;

不满足关系式21的本地服务器作为备选服务器;

步骤S24:定义关系式22:

其中,srj和swj表示第j个备选服务器对应的

读速率和写速率,j的取值范围:1~sn,j表示的备选服务器个数:(sn-yn);

步骤S25:把备选服务器对应的读速率和写速率,代入关系式22中,汇总不满足关系式

22的本地服务器作为次选服务器;统计优选服务器的个数,记作cn;yn、cn与sn的关系,满足yn+cn≤sn;

步骤S26:根据待备份文件的文件大小,在优选服务器上搭建本地云端计算平台,备份部分的写热数据或读热数据,得到读写余数据;

步骤S27:重复在优选服务器备份写热数据或读热数据的相同步骤,在次选服务器上搭建本地云端计算平台,备份读写余数据;汇总未备份的读写余数据,得到未备份数据;

步骤S28:汇总未备份数据,进入步骤S3。

5.根据权利要求4所述的一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述步骤S26的具体步骤如下:步骤S261:定义关系式23:ywx≥yrx;其中,ywx和yrx,分别表示第x个优选服务器对应的写速率和读速率,x的取值范围:1~sn,x表示的优选服务器个数:yn;

步骤S262:把优选服务器对应的读速率和写速率,代入关系式23中,汇总满足关系式23的优选服务器作为优选写服务器;汇总不满足关系式23的优选服务器作为优选读服务器;

分别统计优选写服务器和优选读服务器的个数,记作ywn和yrn;

步骤S263:按数据大小升序的顺序,分别排列写热数据或读热数据,得到匹配序列W1和R1;按剩余内存大小降序的顺序,分别排列优选写服务器和优选读服务器,得到匹配序列W2和R2;

步骤S264:根据匹配序列W1和匹配序列W2,为写热数据分配优选写服务器;

步骤S265:重复根据匹配序列W1和匹配序列W2,为写热数据分配优选写服务器的相同步骤,根据匹配序列R1和匹配序列R2,为读热数据分配优选读服务器,并在匹配序列R1中,标记匹配到优选读服务器的读热数据;

步骤S266:汇总匹配序列W1中被标记的写热数据,汇总匹配序列R1中被标记的读热数据,作为本地备份数据;

汇总匹配序列W1中未被标记的写热数据,汇总匹配序列R1中未被标记的读热数据,作为读写余数据;

步骤S267:为本地备份数据,搭建本地云端计算平台;

步骤S2671:获取用户PC端的操作系统版本号;根据操作系统版本号,加载对应的私有云操作系统镜像;并把私有云操作系统镜像安装到本地服务器上;

步骤S2672:获取用户PC端的网络接口号,把网络接口号配置到服务器中,步骤S2673:加载并安装私有云软件安装包和私有云SDK;

获取本地备份数据的数据类型;根据本地备份数据的大小和数据类型,创建对应大小的虚拟机或容器,并把本地备份数据存入对应的虚拟机或容器中;

步骤S27:重复在优选服务器备份写热数据或读热数据的相同步骤,在次选服务器上搭建本地云端计算平台,备份读写余数据;汇总未备份的读写余数据,得到未备份数据;

步骤S28:汇总未备份数据,进入步骤S3。

6.根据权利要求5所述的一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述步骤S264的具体步骤如下:步骤S2641:定义FW(i1),表示匹配序列W2中,第i1个优选写服务器对应的剩余内存大小;i1表示下标1~yn,i1初始值为1;

步骤S2642:定义SW(i2~i3),表示第一分配序列中,第i2~i3个热数据的累积内存大小;i2和i3,分别表示写热数据的下标;i2和i3,满足:i2<i3且i3-i2≥1,i2初始值为0,i3初始值为1;

步骤S2643:判断FW(i 1)与SW(i2~i3)的大小;

步骤S26431:若FW(i1)>SW(i2~i3),则i 1和i2不变,i3在原来的基础上加1,再判断是否FW(i1)>SW(i2~i3),直至FW(i1)≤SW(i2~i3);

步骤S26432:若FW(i1)=SW(i2~i3),则i1在原有的基础上加1,把i3的值赋值给i2,得到i2’;把i3的值修改为i3’,i3’=i2’+1;将匹配序列W1中第i2~i3个写热数据,匹配到匹配序列W2中第i1个优选写服务器;

步骤S26433:若FW(i1)<SW(i2~i3),则i1在原有的基础上加1,把i3的值赋值给i2,得到i2’;把i3的值修改为i3’,i3’=i2’+1;将匹配序列W1中第i2~(i3-1)个写热数据,匹配到匹配序列W2中第i1个优选写服务器;

步骤S2644:重复步骤S2643,直至匹配序列W2中的优选写服务器都被匹配;

在匹配序列W1中,标记匹配到优选写服务器的写热数据。

7.根据权利要求5所述的一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,所述步骤S3的具体步骤如下:步骤S31:调用搭建本地云端计算平台的相同步骤,在非本地云端计算平台备份未备份数据和冷数据;

步骤S32:读取本地参数对应的各服务器的网络带宽,记作wk,得到wk1~wksn,其中sn表示本地服务器的个数;

读取本地参数对应的各服务器对应的网络带宽,记作wk,得到wk1~wksn,其中,sn表示本地服务器的个数;

读取本地参数对应的各服务器对应的读速率,得到sr1~srsn;

步骤S33:定义计算式31:

其中,fsi表示非本地云端计算平台向第i个本地服务器发送数据的数据发送速率;i表示1~sn;

使用私有云SDK,根据计算式31调整1~sn号本地服务器对应的数据发送速率;

步骤S34:通过任务管理器,记录用户访问本地或非本地云端计算平台的时间段,作为访问时段;

根据访问时段为本地或非本地云端计算平台中的待备份文件创建快照;

步骤S35:根据快照,实时监测并判断待备份文件的数据完整性;若待备份文件数据不完整,则根据快照恢复待备份文件,得到对照文件,进入步骤S36;

若待备份文件数据完整,则不处理,跳过步骤S36,进入步骤S37;

步骤S36:待备份文件数据不完整,备份不完整的待备份文件数据,作为错误数据;

根据快照恢复错误数据,得到修正数据;

汇总错误数据和修正数据,得到对照文件;

步骤S37:持续监测待备份文件的数据完整性,直至全部待备份文件都被监测。

8.一种基于云计算的数据备份与恢复系统,适用于权利要求1‑7任意一种基于云计算的数据备份与恢复方法,其特征在于,备份与恢复系统包括:数据获取模块:用于获取待备份文件的文件大小、访问次数和修改次数,得到分配参数;根据分配参数,将待备份文件分为写热数据、读热数据和冷数据;

本地云端管理模块:用于获取用户本地服务器的剩余内存大小、网络带宽以及数据的读速率和写速率,得到本地参数;

根据待备份文件的文件大小,判断本地服务器能否保存写热数据或读热数据;

若能,则根据本地参数,搭建本地云端计算平台,备份写热数据或读热数据;

若不能,则把写热数据、读热数据和冷数据,全部备份在非本地云端计算平台;

非本地云端管理模块:用于根据本地参数,配置非本地云端计算平台的数据发送速率,备份写热数据或读热数据或冷数据;

监测用户访问本地或非本地云端计算平台的访问时段;根据访问时段为本地或非本地云端计算平台中的待备份文件创建快照;

实时监测并判断待备份文件的数据完整性;

若待备份文件数据不完整,则根据快照恢复待备份文件,得到对照文件;

若待备份文件数据完整,则不处理;

用户交互模块:用于汇总对照文件,并反馈给用户;实时监测并判断是否存在新待备份文件被加入;若存在,则把新待备份文件备份到本地或非本地云端计算平台中;若不存在,则持续监测,直至新待备份文件被加入。